MBR膜工艺在电镀废水生化处理中的应用
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北极星水处理网新闻： 摘要： 在广东省四惠市某工业园区电镀废水分类采集和定性理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，并应用“A2/O+MBR膜”工艺设计合适的停留时间， 通气量和回流比，以及必要的营养物质和营养物质（补充碳源）。磷可以满足当地电镀废水排放要求，为MBR膜工艺在先进电镀废水升级改造工程中的应用提供了成功范例。
关键词： MBR膜， 电镀废水先进生化处理， 升级改造项目
1 引言
广东省四惠市电镀工业园已建成10余年，有电镀废水处理公司，集中处理电镀园区内所有企业产生的电镀废水，日废水处理量1200-1500吨。根据相关要求，工业园将电镀废水分为含镍废水、含铬废水、含氰废水、预处理废水、混合排放废水、综合废水六大类。经过多次建设升级改造，完成了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。
根据广东省环保厅粤环〔2014〕25号《电镀水污染物排放标准》（DB44/1597-2015）规定，电镀废水的非重金属指标也要求满足新排放标准的要求，因此，2015年，投资新建生化处理设施，建设新的生化处理设施，进行深层生化处理后电镀废水预处理，采用“A2/O+MBR膜”工艺，确保出水水质CODcr、氨氮、总氮、总磷能满足最新的电镀废水排放要求。
2 项目概况
2.1 设计条件
该新型电镀废水生化处理设施总设计废水处理规模为/d，24小时运行，实际设计为75 m3/h（按20h计算）。根据电镀园区预处理出水水质及区域（非珠三角地区）排放要求的分析数据如下（单位：mg/L，pH值无量纲）。
根据现有的电镀废水处理情况，原有的处理设施已经能够保证重金属指标、氰化物、悬浮物、pH值、石油等标准达标，因此新项目只处理废水中的CODcr、氨氮、总氮等，处理后必须符合广东省表2（非珠三角地区）的相关排放要求。《电镀水污染物排放标准》（DB44/1597-2015）。
2.2 处理过程及说明
根据工业园区实际情况，针对电镀废水（表2排放）常见生化处理工艺中存在的一些问题，制定了项目工艺路径。采用浸没膜处理系统（MBR）作为电镀废水高级处理的核心工艺单元，采用生化处理工艺。
原电镀废水经预处理后，收集池→泵→厌氧（UASB）→缺氧→多级活性污泥→MBR膜→泵→清水箱→排放达标
主要工艺单元的参数如下表所示
生化处理罐全部采用地上钢筋混凝土池，MBR膜采用合资品牌产品，污水管道采用UPVC管，镀锌管采用风扇管，自动运行采用MBR膜单元，生化残渣与理化污泥一起处理。
2.3 MBR膜及其优点
这
电镀废水的深层生化处理采用浸没式超滤膜，又称膜生物反应器（MBR），其运行条件为浸入式外压膜，采用离心泵进行负压抽吸过滤，力盛浸没式滤膜的过滤精度高达0.02μm，对CODcr等有机物的去除率高， 水中有细菌、胶体等大颗粒，出水浊度达到1NTU以下，出水水质稳定。
MBR膜的运行方式为间歇运行，采用连续曝气方式，将空气引入超滤膜箱底部，上升的空气对超滤膜纤维的外表面进行擦洗和清洗，延缓了超滤膜的污染，提高了过滤效率。在操作过程中，胶体污泥物质会逐渐积聚在膜纤维的外表面，可以设置定期在线化学清洗，去除附着在膜纤维外表面的污泥等固体污染物。此外，每年设置2-3次在线化学清洗，在节假日水量较小时对膜组件进行彻底清洗，以保证超滤系统的通量。使出水水质达到生活杂水标准。
MBR膜具有以下优点：
（1）占地面积小，节省空间：MBR工艺可大大提高活性污泥池的污泥浓度（生物菌群），且不需要二次沉淀池，因此可以大大节省占地面积。
（2）出水水质稳定，透明度高：MBR膜几乎可以截留所有微生物，特别是对于难以沉淀、增殖速度较慢的微生物，因此系统中的生物相大大丰富，活性污泥的驯化和增量过程大大缩短，系统的处理深度和抗冲击性得到加强， 并且出水水质非常稳定。
（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下运行时会造成污泥膨胀，导致系统运行不正常，出水不达标。MBR工艺利用吸入通过膜将浆水分离出来，因此污泥膨胀对MBR出水的影响比传统工艺小得多，因此操作管理非常方便。自动化程度高，维护简单。
（4）泥浆时效长：膜分离使废水中的大分子耐火成分在体积有限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化合物的降解效率。该反应器在高容积负荷、低污泥负荷、较长的污泥年限下运行，仅排放少量残余污泥。由于泥浆的年龄长，更适合生成时间长的微生物的生长，有利于去除废水中难以解释的有机物质。
（5）功耗低：中空纤维膜所需的吸入压力仅为-0.1~-0.4 kg/cm2左右，功耗低，一般不需要污泥回流。
（6）抗冲击性强：当进水量在短时间内变化较大时，可以考虑在短时间内提高膜的流量，以达到减轻冲击的目的。当进水水质发生变化时，由于污泥浓度高，在一定范围内也可以达到减轻影响的目的。
3、电镀废水的生化调试及效果
3.1 主要调试要点
PH值及处理水：由于电镀工业园区对收集、质量预处理、24小时连续处理进行了分类，因此理化预处理出水总pH值可控制在7.0-8.5之间，重金属经过处理，满足进入生化体系的要求。生化系统前方设置中继收集池，容积为300m3，可保证进入生化处理系统的pH值和水质和水量相对稳定，为生化处理奠定良好的基础。
曝气能力：考虑到电镀废水中CODcr和BOD5较低，且BOD/COD<0.3以下，总氮和氨氮较高，为提高生物降解性，消除对总氮和氨氮的需求，应添加足够的营养物质（包括营养物质），并将好氧罐的曝气能力设定为15-25：1左右， 这可以保证需要去除有机物和硝化作用。风机采用变频器，好氧池出水溶解氧值保持在2-4mg/L之间。
回流比：生化系统MBR膜罐污泥回流比为300%，回流泵为300%，总回流比达到600%。回流控制分配厌氧：缺氧：好氧 = 1：3：6。一是保证污泥充分回流到活性污泥池中，保证细菌浓度（污泥浓度），二是通过好氧池返回缺氧池，保证缺氧池内溶解氧在0.2-0.5mg/L之间，三是将一小部分增量污泥送回厌氧池消化，减少外用污泥量， 第四种是将硝酸盐和亚硝酸盐回流到缺氧罐进行反硝化反应，除去氮气。
水中的碱度：去除水中的氨氮，应检测水中的碱度，确保有足够的碳源（碱度）与氨氮反应，发生亚硝化和硝化反应。废水中有一部分无机碳酸盐，一部分有机物分解生成CO32-和HCO3-提供碱度，氨氮高时，应加入苏打（）或小苏打（）以增加碱度。
营养物质：生物脱除氨氮是指在各种微生物的作用下，通过硝化、反硝化等一系列反应去除废水中的氨氮，最终形成氮气，从而达到除氨氮的目的。硝化反应是在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化成亚硝酸盐或硝酸盐。在缺氧条件下，亚硝酸盐和硝酸盐通过反硝化细菌（反硝化细菌）从废水中逸出而还原为氮气。反硝化过程中的电子供体是多种有机底物（碳源），由于电镀废水中的有机物含量低，总氮含量高，因此需要添加有机碳源，以确保BOD：TN在4：1以上（或一般认为COD/TN至少为9）。
污泥排放：MBR膜工艺利用大量的回流污泥来增加好氧池中活性污泥的浓度，一小部分回流排放到厌氧池中，因此排放的残余污泥量非常小。由于还含有少量的重金属和磷，外污污泥可与物理污泥混合，一起脱水干燥。
3.2 项目运行参数
主体工程施工工期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，化工平均成本（主要是MBR膜清洗）不到0.1元/吨，营养素加小苏打、糖、面粉（甲醇较好）综合成本约1.2-1.5元/吨废水。在实践中，每天经常引入 150 m3 的生活废水（在工业园区）。实行三班倒，每班一人值班。MBR膜在前两年应每六个月清洗一次，两年后基本每季度清洗一次。用草酸和次氯酸钠浸泡和清洗洗涤膜。
3.3 工艺处理效果
本项目建设完成后，经过5个多月的调试达到标准，已正常运行3年多。实际处理水量在1200-/d之间。MBR膜采出水的CODcr在25-60 mg/L之间，氨氮在0-3 mg/L之间，总氮在8-15 mg/L之间，磷酸盐≤在1 mg/L之间，均达到或明确表明处理后优于排放标准。
结束语
MBR膜具有许多优点，近年来在许多类型的废水处理中取得了突破性进展。本项目通过采用MBR膜工艺取得了良好的处理效果，为MBR膜工艺在电镀废水处理中的应用提供了成功范例。
引用：
[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）。
[2] 徐海亮， 吴玉华， 等. MBR工艺在工业园区电镀废水处理中的试点应用研究[J].电镀与镀膜，2013,8
[3]曾武.电镀废水处理技术的研究与开发[J].广东化工，2011,38（4）：173-174,146
[4] 石磊， 石金生， 石勇.电镀污染物排放标准分析[J].电镀与精加工，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