摘要：在广东省四会市某工业园区电镀废水经分类收集和物化预处理后重金属达标的前提下，采用MBR膜对电镀废水进行深度生化处理，采用“ A2/O+MBR膜”工艺。 设计合适的停留时间、曝气量和回流比，添加必要的养分和养分（补充碳源），MBR膜产水的CODcr、氨氮、总氮、磷等可满足当地电镀废水排放要求，为MBR膜技术在电镀废水深度处理提标改造项目中的应用提供了成功范例。
关键词：MBR膜； 电镀废水深度生化处理； 升级改造项目
1 简介
广东省四会市某电镀工业园区已建立10余年，配备电镀废水处理公司，对电镀园区内各企业产生的电镀废水进行集中处理。 日处理废水量在1200-1500吨之间。 根据相关要求，该工业园区将电镀废水分为含镍废水、含铬废水、含氰废水、预处理废水、混合废水、综合废水六类。 经过多次建设和升级，已完成废水分类收集和水质预处理，所有重金属均能满足相关排放要求。
根据广东省环境保护厅粤环[2014]25号规定的《电镀水污染物排放标准》（DB44/1597-2015），电镀废水的非重金属指标也需满足新的排放标准要求。 因此，2015年每年都投资新建生化处理设施，采用“A2/O+MBR膜”工艺对电镀废水进行预处理，进行深度生化处理。 出水水质保证CODcr、氨氮、总氮、总磷等满足最新电镀标准。 废水排放要求。
2 项目概况
2.1 设计条件
新建电镀废水生化处理设施，总设计废水处理规模为/d，全天24小时运行。 实际设计为75 m3/h（按20h计算）。 根据该电镀园区预处理出水水质分析数据及该地区（非珠三角地区）排放要求如下（单位：mg/L，pH为无量纲）。
根据现有电镀废水处理情况，原有处理设施已能保证各项重金属指标、悬浮物、pH值、石油类等达标。 因此，新项目仅处理废水的CODcr、氨氮、总氮等。 最后还要满足广东省《电镀水污染物排放标准》（DB44/1597-2015）表2的相关排放要求（非珠三角地区）。
2.2 处理流程及说明
根据该工业园区的实际情况，针对目前常用电镀废水生化处理工艺（排放按表2）存在的一些问题，制定了本项目的工艺路线。 浸没式膜处理系统（MBR）作为电镀废水深度处理的核心工艺单元和生化处理工艺。
原电镀废水预处理后收集池→泵→厌氧（UASB）→缺氧→多级活性污泥→MBR膜→泵→清水池→达标排放
所有生化处理池均采用地上钢筋混凝土池，MBR膜采用合资品牌产品，废水管采用UPVC管，风机管采用镀锌管，MBR膜机组自动运行，生化剩余污泥与物化污泥一起处理。
2.3 MBR膜及优点
电镀废水的深度生化处理采用浸入式超滤膜，也称为膜生物反应器（MBR）。 其运行工况为浸没式外压膜，采用离心泵负压抽滤，采用立式浸没式膜过滤精度。 高达0.02μm，对水中CODcr等有机物、细菌、胶体等大颗粒具有较高的去除率。 出水浊度达到1NTU以下，出水水质稳定性好。
MBR膜的运行方式为间歇运行。 采用连续曝气方式。 超滤膜箱底部通入空气。 上升的空气对超滤膜纤维的外表面进行擦洗和清洗，延缓超滤膜的污染，提高过滤效率。 在运行过程中，胶体污泥物质会逐渐积聚在膜纤维的外表面上。 定期在线化学清洗可以去除附着在膜纤维外表面的污泥和其他固体污染物。 另外，每年设置2-3次在线化学清洗，利用水量较小的节假日，对膜元件进行彻底清洗，保证超滤系统的通量。 使出水水质达到生活用水标准。
MBR膜具有以下优点：
（1）占地面积小，节省空间：MBR工艺可以大大提高活性污泥池的污泥浓度（生物菌群），并且不需要二沉池，因此可以大大节省占地面积。
（2）出水水质稳定、透明：MBR膜几乎可以截留所有微生物，特别是难以沉降、增殖速度慢的微生物。 因此，系统内生物相极其丰富，活性污泥得到驯化和增加。 流程大大缩短，处理深度和系统抗冲击能力增强，出水水质非常稳定。
（3）运行管理方便，维护简单：传统的好氧活性污泥处理工艺在高污泥负荷条件下运行时会造成污泥膨胀，导致系统无法正常运行，出水不达标。 MBR工艺采用膜吸力来分离泥水。 因此，污泥膨胀对MBR出水的影响比传统工艺小得多，运行管理十分方便。 自动化程度高，维护简单。
（4）泥龄长：膜分离使废水中难降解的大分子在有限体积的生物反应器中有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率。 该反应器在容积负荷高、污泥负荷低、泥龄长的情况下运行，仅排出少量剩余污泥。 由于泥龄长，更适合世代时间长的微生物生长，有利于废水中难以解释的有机物的去除。
(5)功耗低：中空纤维膜所需的吸气压力仅为-0.1～-0.4kg/cm2左右。 电耗低，一般不需要污泥回流。
（6）抗冲击能力强：当进水量在短时间内发生较大变化时，可以考虑在短时间内增加膜的流量，以减轻冲击。 当进水水质发生变化时，由于污泥浓度较高，在一定范围内可以达到缓解影响的目的。
3 电镀废水生化调试及效果
3.1 主要调试点
pH及处理水量：由于电镀工业园区实行废水分类收集、分质预处理、24小时连续处理，物化预处理出水总pH值可控制在7.0-8.5之间，重水金属经过处理，完全符合标准。 进入生化系统的要求。 生化系统前设置容积为300m3的中继收集池，可以保证进入生化处理系统的pH值和水质水量相对稳定，为生化处理奠定良好的基础。
曝气量：考虑到电镀废水中CODcr和BOD5均较低，且BOD/COD<0.3或更低，且总氮和氨氮较高，为提高可生化性，去除总氮和氨氮，有必要另外，添加足够的养分（包括营养盐），好氧池的曝气量设定为气水比15-25：1左右，可以保证有机物的去除和硝化的需要。 风机采用变频器，好氧池水溶解氧值保持在2-4mg/L之间。
回流比：本生化系统MBR膜池污泥回流比配置回流泵300%，好氧池循环回流比配置回流泵300%。 总回流比达到600%。 回流控制分配厌氧：缺氧：好氧=1：3：6。 一保证污泥全部返回活性污泥池，保证菌浓度（污泥浓度）； 二是污泥通过好氧池返回缺氧池，保证缺氧池溶解氧在0.2-0.5mg/L之间； 三者中，小部分增量污泥返回厌氧池消化，减少污泥排放量； 第四个内循环将硝酸盐和亚硝酸盐返回缺氧池进行反硝化反应，去除氮气。
水中的碱度：去除水中的氨氮，需要检测水中的碱度，以保证有足够的碳源（碱度）与氨氮发生反应，发生硝化硝化反应。 废水中含有部分无机碳酸盐，部分有机物分解产生CO32-和HCO3-以提供碱度。 当氨氮较高时，额外添加苏打（）或小苏打（）以增加碱度。
营养物：生物法去除氨氮是指废水中的氨氮在各种微生物的作用下，发生硝化、反硝化等一系列反应，最终形成氮气，从而达到去除氨氮的目的。 硝化反应是在好氧条件下，通过好氧硝化细菌的作用，将废水中的氨氮氧化成亚硝酸盐或硝酸盐。 在缺氧条件下，利用反硝化细菌（反硝化细菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气并从废水中逸出。 反硝化过程中的电子供体是各种有机底物（碳源）。 由于电镀废水中有机物较低，总氮较高，此时需要添加有机碳源，保证BOD:TN在4:1或以上（或者一般认为COD/ TN 至少为 9)。
污泥排放：MBR膜工艺采用大量回流污泥提高好氧池活性污泥浓度，少部分返回厌氧池分解去除，因此剩余污泥排放量很少。 由于还含有少量重金属和磷，排出的污泥可与物化污泥混合脱水、压干。
3.2 项目运行参数
项目工期主要为生化民用池建设3个月左右，安装1个月，调试4-6个月（生化调试时间较长）。 吨水处理成本：电费约0.6元/吨，化学成本（主要是MBR膜清洗）平均不到0.1元/吨，营养添加小苏打、糖、面粉（甲醇较好）综合成本约为1.2-1.5元/吨废水。 实际运行中也经常每天引入150m3生活污水（工业园区内）。 实行三班制，每班只有一人值班。 MBR膜前两年应每六个月清洗一次，两年后可基本每季度清洗一次。 将膜浸泡在草酸和次氯酸钠中进行清洗。
3.3 工艺处理效果
该项目建设完成后，经过5个多月的调试才达标，并已正常运行3年多。 实际水处理量在1200-/d之间。 主要废水处理设施对污染物有良好的去除效果。 MBR膜产水CODcr在25-60mg/L之间，氨氮在0-3mg/L之间，总氮在8-15mg/L之间，磷酸盐≤1mg/L，均达到或明显优于排放治疗后达标。
结论
MBR膜具有诸多优点，近年来在各类废水处理中取得了突破性进展。 该项目采用MBR膜技术取得了良好的处理效果，为MBR膜技术在电镀废水处理中的应用提供了成功的范例。 随着“绿水青山就是金山银山”和更严格的环保排放标准的出台，相信MBR膜技术在重废水深度处理中的应用将会更加深入和广泛。
参考：
[1]《电镀污染物排放标准》（GB-21900-2008）和《电镀水污染物排放标准》（db44/1597-2015）。
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[4] 石磊，石金生，石勇。 浅析电镀污染物排放标准[J]． 电镀与表面处理, 2009, 28 (5): 44-45, 50.
[5] MBR与接触氧化联合处理生化废水的研究[J]． 工业安全与环境保护，2012，38（12）：7-9。