淺談電鍍廢水處理中的沉淀

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摘要：本研究對(duì)電鍍廢水處理系統(tǒng)原有的綜合廢水和混合廢水的工藝進(jìn)行改造，在MBR池前增加沉淀池，緩解了膜堵塞問題，系統(tǒng)在線反沖洗后可維持至少24h穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行3周，綜合廢水MBR及混合廢水MBR的日平均通量分別為12.56L/（m2•h）及10.49L/（m2•h），每天運(yùn)行時(shí)間21h下滿足處理水量及排放水質(zhì)要求。

關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器；膜堵塞；沉淀池；電鍍廢水

膜生物反應(yīng)器（以下簡(jiǎn)稱MBR）是膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可取代傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)末端沉淀池，減少污水處理設(shè)施占地面積。MBR與各類生化系統(tǒng)的組合工藝處理效果優(yōu)異、運(yùn)行穩(wěn)定，已廣泛應(yīng)用到電鍍園區(qū)污水處理中[1]，以滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，MBR運(yùn)行過程中存在的膜堵塞問題也需得到重視和解決。

1原有工藝設(shè)計(jì)

江蘇省某電鍍園區(qū)新建污水站，經(jīng)回用處理后，外排污水4000m3/d，處理流程如下。綜合廢水為1500m3/d，經(jīng)物化處理并中和pH后，進(jìn)入綜合廢水生化系統(tǒng)。含鎳廢水、前處理廢水、反滲透濃水及混合排放廢水合計(jì)2500m3/d，其中，含鎳廢水經(jīng)處理至總鎳滿足排放標(biāo)準(zhǔn)后，經(jīng)中和pH后進(jìn)入混合廢水生化系統(tǒng)，其他廢水經(jīng)物化處理并中和pH后進(jìn)入混合廢水生化系統(tǒng)。綜合廢水生化系統(tǒng)及混合廢水生化系統(tǒng)均采用兼氧-厭氧-缺氧-好氧-MBR工藝（以下簡(jiǎn)稱為A/A/A/O-MBR），其中混合廢水采用2組平行系統(tǒng)。生化產(chǎn)水經(jīng)檢測(cè)達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900—2008）特別排放限值標(biāo)準(zhǔn)后（以下簡(jiǎn)稱電鍍表3）排放，不達(dá)標(biāo)產(chǎn)水至保安系統(tǒng)處理。生化工藝流程如圖1所示。MBR組件選用PVDF材質(zhì)中空纖維簾式膜，單簾有效面積為20m2，綜合廢水MBR設(shè)計(jì)通量為15L/（m2•h），共設(shè)288簾膜；混合廢水MBR設(shè)計(jì)通量為12L/（m2•h），共設(shè)576簾膜（分2組，每組288簾），以每天處理時(shí)間為20h計(jì)，則MBR處理量為：MBR系統(tǒng)處理水量滿足要求。

2調(diào)試階段問題

進(jìn)入調(diào)試階段，綜合廢水MBR及混合廢水MBR產(chǎn)水的COD5、總氮、氨氮、總磷等指標(biāo)基本達(dá)到電鍍表3標(biāo)準(zhǔn)，但自首次運(yùn)行產(chǎn)水開始，通量衰減嚴(yán)重。此后每次反沖洗后，運(yùn)行負(fù)壓迅速增加，膜通量急劇下降，顯示出現(xiàn)嚴(yán)重膜堵塞情況。綜合廢水MBR運(yùn)行4h后通量接近0，混合廢水MBR運(yùn)行2h后已無(wú)通量。對(duì)MBR進(jìn)行的6d產(chǎn)水量平均值統(tǒng)計(jì)，換算單簾膜通量的情況如圖2所示。

2.1問題分析

MBR池中MLSS濃度維持7～8g/L，總氮、氨氮、總磷及油類等水質(zhì)指標(biāo)及曝氣量均未見異常。對(duì)MBR組件進(jìn)行調(diào)查，膜絲上粘有大量膠狀污泥。排出原有廢水后，重新抽取好氧池產(chǎn)水后開機(jī)，仍然出現(xiàn)膠狀污泥，堵塞問題未改善。經(jīng)了解，污泥經(jīng)過膜區(qū)時(shí)被攔截，由于曝氣產(chǎn)生于膜下部，通過上升氣流清洗膜絲，氣流沿膜面形成切向流動(dòng)剪切污泥絮體[2]。氣流切割后，污泥組分中膠體增多，較小粒徑的膠狀污泥顆粒易在膜表面上沉積。大量膠狀污泥聚集后，膜的滲透性與通量急劇下降，反洗后通量也無(wú)法持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間[3]。

2.2問題解決

根據(jù)分析，在現(xiàn)有系統(tǒng)中解決膜堵塞，需要在MBR前增加生化沉淀池，分離大部分生化污泥。薛碧峰等[4]將MBR池改造為平流沉淀池，保證了固液分離效果。根據(jù)現(xiàn)有構(gòu)筑物、設(shè)備和廢水水質(zhì)的情況，對(duì)A/A/A/O-MBR工藝進(jìn)行整改如下：綜合廢水MBR池及混合廢水MBR池A改造為平流沉淀池；所有MBR組件集中移裝至混合廢水MBR池B，作為公用MBR池。MBR工藝整改為生化沉淀-MBR系統(tǒng)，流程如圖3所示。

3運(yùn)行效果

改造后系統(tǒng)運(yùn)行3周，MBR產(chǎn)水的COD5、總氮、氨氮、總磷等指標(biāo)滿足電鍍表3排放標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)在每次反沖洗后可維持至少24h穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)水量平均值換算單簾膜通量的情況如圖4所示。綜合廢水MBR及混合廢水MBR日平均通量分別為12.56L/（m2•h）和10.34L/（m2•h），運(yùn)行時(shí)間增加為21h，則處理量如下。綜合廢水處理量為：混合廢水處理量為：

4結(jié)論

增加生化沉淀池，可以緩解膜堵塞問題，系統(tǒng)可滿足設(shè)計(jì)處理水量及排放水質(zhì)的要求。反洗后運(yùn)行時(shí)間仍有待提高，膜通量與工藝設(shè)計(jì)值仍有距離，需要進(jìn)一步改善。使用MBR的目的是替代生化沉淀池，實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)無(wú)法取消生化沉淀池。其原因是電鍍廢水的特殊水質(zhì)或所有工業(yè)廢水普遍存在的問題，需要開展更進(jìn)一步的調(diào)查研究。

參考文獻(xiàn)

1許入義，李孟，譚斌，等.電鍍工業(yè)園區(qū)廢水處理工藝改造[J].中國(guó)給水排水，2019，35（14）：101-104.

2曾昭偉.MBR用于污水處理工程設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017，（12）：44.

3王朝朝，李思敏，鄭照明，等.污泥濃縮過程下膜生物反應(yīng)器的生物特性與膜滲透性評(píng)估[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2015，35（8）：2367-2374.

4薛碧峰，劉凱.MBR污水處理改造項(xiàng)目總結(jié)[J].云南化工，2018，45（8）：196-197.

作者：張汝嘉 單位：廣州市中綠環(huán)保有限公司