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簡(jiǎn)述電鍍廢水A2/O-MBR處理工藝介紹說(shuō)明

發(fā)布日期:2018-02-28        訪問(wèn)次數(shù):2340

常見(jiàn)的電鍍廢水處理工藝通常是采用傳統(tǒng)化學(xué)處理法對(duì)不同種類的廢水進(jìn)行分類處理,從而達(dá)到回收重金屬且使廢水達(dá)標(biāo)排放的目的〔1, 2, 3〕。然而,隨著《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( 發(fā)布稿) (GB 21900— 2008)的發(fā)布,N、P、COD 等污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格,僅僅采用傳統(tǒng)化學(xué)處理并不能很好地達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。MBR 是一種新興的污水處理工藝,具有處理效果好,占地面積省,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。將MBR 用于工業(yè)污水的處理國(guó)內(nèi)外近年來(lái)研究較多,并已經(jīng)有了實(shí)際應(yīng)用,實(shí)踐證明采用化學(xué)處理結(jié)合MBR 的新工藝處理工業(yè)污水效果很好〔4, 5, 6〕。某電鍍工業(yè)園每天產(chǎn)生大量電鍍廢水,因其電鍍產(chǎn)品種類較多,所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)也較復(fù)雜。設(shè)計(jì)采用化學(xué)處理結(jié)合A2/O-MBR 的新工藝對(duì)園區(qū)的絡(luò)合廢水及前處理廢水進(jìn)行處理,將傳統(tǒng)化學(xué)處理作為生化段的預(yù)處理工藝,后接A2/O-MBR 工藝以強(qiáng)化去除COD 及脫氮除磷的效果。工程建成調(diào)試完成后經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的連續(xù)監(jiān)測(cè)表明,經(jīng)過(guò)本工藝處理后的出水水質(zhì)優(yōu)良,且本工藝具備較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。

1 廢水水量及水質(zhì)情況
 
1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水量及水質(zhì)
 
本工藝處理的對(duì)象為園區(qū)內(nèi)車間排放的電鍍前處理廢水及絡(luò)合廢水,項(xiàng)目前期對(duì)車間排放廢水進(jìn)行水量調(diào)查及取樣分析得到前處理廢水設(shè)計(jì)水量為750 m3/d,設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì):pH 為4~8,水中所含污染物主要為COD、氨氮和總磷,分別為600、20、5 mg/L; 絡(luò)合廢水設(shè)計(jì)水量為250 m3/d,設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì):pH 為6~8,所含污染物主要為COD、總銅、總鎳、總鋅、氨氮和總磷,分別為300、60~120、20、20~60、 200、20 mg/L。

1.2 生化系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求
 
上述兩類廢水顯然都達(dá)不到生化進(jìn)水要求,必須經(jīng)過(guò)各自的預(yù)處理后方能進(jìn)入A2/O-MBR 系統(tǒng)。因此設(shè)計(jì)首先采用傳統(tǒng)工藝對(duì)廢水進(jìn)行分類預(yù)處理,經(jīng)過(guò)預(yù)處理的生化進(jìn)水所要求的水質(zhì)指標(biāo)如下: COD 300 mg/L 左右,氨氮30~35 mg/L,總磷3~6 mg/L,SS 不超過(guò)50 mg/L,總銅、總鎳、總鋅均低于0.5 mg/L。

1.3 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)
 
設(shè)計(jì)出水水質(zhì)以《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(發(fā)布稿)(GB 21900—2008)規(guī)定的表 2 的排放標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),具體指標(biāo)如表 1 所示。

2 處理工藝
 
2.1 工藝選擇
 
MBR 反應(yīng)器具有處理效果好,占地面積小,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)良特性,綜合考慮,決定采用化學(xué)處理結(jié)合A2/O-MBR 的工藝。化學(xué)處理作為 A2/O-MBR 工藝的預(yù)處理,主要目的是去除絕大部分重金屬,降低對(duì)活性污泥的毒害。由于絡(luò)合廢水含有較高的氨氮,為了減輕A2/O-MBR 工藝的脫氮負(fù)荷,采用吹脫的方式對(duì)廢水進(jìn)行處理。厭氧池的作用主要是水解酸化以提高廢水的可生化性。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢水經(jīng)pH 回調(diào)后送入生化處理系統(tǒng)。

預(yù)處理過(guò)程如下: 絡(luò)合廢水首先采用雙氧水破絡(luò),然后進(jìn)行加堿混凝沉淀處理,沉淀后出水進(jìn)行氨氮吹脫處理。前處理水由于含有油類物質(zhì),先做混凝氣浮,再進(jìn)行加堿混凝沉淀。

具體的處理流程如圖 1 所示。

圖 1 A2/O-MBR 工藝流程  

由圖 1 可見(jiàn),經(jīng)預(yù)處理后的混合廢水入pH 回調(diào)池,加酸將廢水的pH 調(diào)節(jié)為9~9.5。經(jīng)pH 回調(diào)后的廢水進(jìn)入?yún)捬醭?,厭氧池設(shè)計(jì)較大,總的停留時(shí)間較長(zhǎng),在起到水解酸化作用的同時(shí)也起到了生化調(diào)節(jié)池的作用。厭氧池后接兩級(jí)沉淀池,沉淀厭氧活性污泥回流,上清液進(jìn)入缺氧池。缺氧池DO 較低,主要完成反硝化的作用。缺氧池出水進(jìn)入好氧池,好氧池末端連接MBR 池。此工段主要完成硝化反應(yīng), MBR 池可以截留幾乎所有活性污泥,使出水水質(zhì)澄清,且使得硝化細(xì)菌得以大量增殖,加強(qiáng)了硝化的效果。MBR 池出水進(jìn)入清水池后排放。MBR 池硝化液回流入缺氧池,并另設(shè)回流管使部分污泥回流入?yún)捬醭亍?/p>

2.2 主要構(gòu)筑物參數(shù)及設(shè)備選型
 
(1)生化pH 回調(diào)池。由于經(jīng)過(guò)物化預(yù)處理后的電鍍廢水呈堿性,不能直接進(jìn)入生化系統(tǒng),因此在厭氧池前設(shè)置一個(gè)pH 回調(diào)池,通過(guò)pH 自動(dòng)控制系統(tǒng)控制H2SO4 加入量,使廢水的pH 維持在9.5~10。處理水量62.5 m3/h,尺寸為2.2 m×2.2 m×2.5 m,鋼砼結(jié)構(gòu),地上2.5 m。

(2)厭氧池。厭氧池4 格串聯(lián),單格尺寸為12.0m× 3.85 m×6 m,總停留時(shí)間為21 h。每個(gè)厭氧池均在對(duì)角線的位置設(shè)有兩個(gè)潛水?dāng)嚢杵?,池間過(guò)流孔上下交錯(cuò)布置,以改善池內(nèi)的水力條件,更好地起到水解酸化及水質(zhì)調(diào)節(jié)的作用。鋼砼結(jié)構(gòu),地上2.5 m,地下 3.5 m。

(3)沉淀池。尺寸為28.85 m×3.5 m×6 m,設(shè)計(jì)停留時(shí)間11.5 h,鋼砼結(jié)構(gòu),地上2.5 m,地下3.5 m。(4)缺氧池。尺寸為4.5 m×17 m×6 m,設(shè)計(jì)停留時(shí)間8 h,對(duì)角線的位置設(shè)有兩個(gè)潛水?dāng)嚢杵?,鋼砼結(jié)構(gòu),地上2.5 m,地下3.5 m。

(5)好氧池。并排4 格,單池尺寸為11 m×2.85 m× 6 m,曝氣使DO 維持在2~4 mg/L,鋼砼結(jié)構(gòu),地上 2.5 m,地下3.5 m。

(6)MBR 池。4 個(gè),連接在好氧池末端,單池尺寸為8 m×2.85 m×3.4 m,曝氣使DO 維持在2~4 mg/L,鋼砼結(jié)構(gòu),地上2.5 m,地下0.9 m。(7)MBR 膜組件。采用PVDF 簾式中空膜組件,總面積為6 000 m2。

(8)好氧池風(fēng)機(jī)。2 個(gè),1 用1 備,設(shè)計(jì)風(fēng)量為20 m3/min。

(9)MBR 電磁閥、真空罐及自吸泵。設(shè)4 個(gè)電磁閥、2 個(gè)水環(huán)式真空泵及4 個(gè)自吸泵,通過(guò)自控系統(tǒng)控制電磁閥、真空泵及自吸泵的啟閉,實(shí)現(xiàn)每個(gè) MBR 池每出水4 min 后停12 min 繼續(xù)出水。自吸泵 Q≥15 m3/h,H≥10 m,根據(jù)真空罐內(nèi)的液位控制自吸泵開(kāi)啟數(shù)量。

(10)硝化液回流泵。2 個(gè),1 用1 備。Q≥100 m3/h, H≥15 m。進(jìn)水管由MBR 池底接出,通過(guò)調(diào)節(jié)出水管閥門調(diào)節(jié)回流比,正常運(yùn)行中回流比設(shè)為200%。

(11)污泥回流泵。2 個(gè),可同時(shí)開(kāi)啟。Q≥10 m3/h,H≥10 m。

(12)自動(dòng)控制系統(tǒng)。1 套,可設(shè)置為全自動(dòng)模式及手動(dòng)模式,用于控制MBR 池的出水。

3 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行
 
3.1 系統(tǒng)的啟動(dòng)及調(diào)試
 
本工程于2011 年3 月建成并開(kāi)始調(diào)試,由于厭氧池調(diào)試耗時(shí)較長(zhǎng),整個(gè)調(diào)試過(guò)程持續(xù)近8 個(gè)月。生化系統(tǒng)調(diào)試首行污泥培養(yǎng),種泥來(lái)自附近一個(gè)市政污水廠。養(yǎng)泥過(guò)程中硝化液回流系統(tǒng)及曝氣系統(tǒng)正常開(kāi)啟,使缺氧池和好氧池中污泥形成循環(huán),每日監(jiān)測(cè)MBR 池中的MLSS、SVI、COD、氨氮、總磷等指標(biāo),于缺氧池中投加葡萄糖、尿素和磷酸二氫鉀使 COD、氨氮、總磷分別補(bǔ)充到400、20、4 mg/L。由于條件適宜,養(yǎng)泥過(guò)程中污泥量增加很快。連續(xù)運(yùn)行兩周后開(kāi)始馴化,此時(shí)MBR 池中MLSS 達(dá)到3 000 mg/L, SV30 已達(dá)到約25%,SVI 為85 mL/g,沉降污泥絮體呈淡黃色,污泥的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到比較好的狀態(tài)。馴化開(kāi)始后逐步將化學(xué)處理部分的出水導(dǎo)入?yún)捬醭?,并通過(guò)厭氧池進(jìn)入缺氧池中,在進(jìn)水的同時(shí)開(kāi)啟MBR 的出水裝置,保證每日進(jìn)出水量平衡,以維持池中水量的穩(wěn)定。馴化過(guò)程中每日監(jiān)測(cè)4 次進(jìn)水中重金屬含量,確保進(jìn)水重金屬含量符合設(shè)計(jì)要求,以保障生化系統(tǒng)的安全運(yùn)行。每日監(jiān)測(cè)MBR 池中 MLSS、SVI、COD、氨氮、總磷等指標(biāo)以及出水的 COD、氨氮、總磷含量,通過(guò)出水水質(zhì)情況來(lái)考察活性污泥對(duì)污水的適應(yīng)性。同時(shí)繼續(xù)于缺氧池中投加葡萄糖補(bǔ)充COD,而不再補(bǔ)充N、P??紤]到正常運(yùn)行時(shí)的進(jìn)水水質(zhì)情況及控制成本,葡萄糖投加量控制在使COD 補(bǔ)充到300 mg/L。

從養(yǎng)泥開(kāi)始到完成馴化MBR 池內(nèi)MLSS 變化情況如圖 2 所示。

圖 2 MBR 池內(nèi)MLSS 隨時(shí)間變化情況 

由圖 2 可見(jiàn),馴化開(kāi)始后MBR 池內(nèi)MLSS 增速放慢,趨于停滯,隨后又有一定的下降,說(shuō)明池內(nèi)的部分微生物因?yàn)椴贿m應(yīng)處理水質(zhì)遭到淘汰,一段時(shí)間后又呈穩(wěn)定緩慢上升趨勢(shì),并zui終穩(wěn)定在3 500 mg/L 左右,說(shuō)明此時(shí)基本完成馴化。

在保證活性污泥性狀及出水水質(zhì)穩(wěn)定的前提下,經(jīng)過(guò)了大約30 d 完成馴化,此時(shí)停止人工投加營(yíng)養(yǎng)物。馴化初期MBR 出水水質(zhì)尚可,COD 達(dá)標(biāo),氨氮和總磷超標(biāo)。隨著馴化的繼續(xù)進(jìn)行,出水氨氮仍然偏高,甚至比馴化初期更高一些,而總磷有一定程度的降低。分析原因可能是:

(1)由于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng),此時(shí)還未大量增殖,池內(nèi)硝化作用強(qiáng)度不夠,從而導(dǎo)致氨氮去除速率慢。

(2)馴化初期進(jìn)的工業(yè)污水較少,經(jīng)過(guò)稀釋后對(duì)活性污泥微生物的毒性大大降低。但是隨著馴化過(guò)程的繼續(xù),工業(yè)污水進(jìn)水比例增加,池中重金屬的積累使得部分微生物無(wú)法適應(yīng)而遭淘汰,其中可能包含具有硝化功能的微生物,使得活性污泥的硝化能力降低,出水氨氮高。

(3)工業(yè)污水的引入所造成的沖擊使得池內(nèi)微生物總量減少,且污泥活性有一定降低,生物增長(zhǎng)速度放慢,對(duì)N、P 等的需求自然也就降低,從而使得出水的氨氮和總磷含量偏高。馴化階段MBR 出水的COD、氨氮、總磷變化情況如圖 3 所示。

圖 3 馴化階段MBR 出水COD、氨氮、總磷變化情況

由圖 3可見(jiàn),到馴化后期,隨著活性污泥微生物逐漸適應(yīng)水質(zhì),污泥量有所增加,MBR 出水的各項(xiàng)指標(biāo)也趨于正常,基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。好氧池馴化完成后開(kāi)始逐步將部分回流硝化液分流至厭氧池前端,開(kāi)啟沉淀池污泥回流系統(tǒng),開(kāi)始厭氧污泥的培養(yǎng)馴化過(guò)程,此過(guò)程持續(xù)近6 個(gè)月后整個(gè)生化系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入正常運(yùn)行階段。整個(gè)調(diào)試過(guò)程均未排泥,到調(diào)試末期污泥穩(wěn)定在3 500 mg/L 左右,相對(duì)于處理市政污水的MBR,其污泥濃度不高,分析原因是由于進(jìn)水含有微量重金屬,含鹽量較高, COD 本身較低,不利于反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度的提高,然而從出水效果來(lái)看,低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的MBR 出水水質(zhì)仍然很好。

3.2 工藝運(yùn)行效果
 
厭氧池開(kāi)始調(diào)試后即每天對(duì)生化系統(tǒng)進(jìn)出水進(jìn)行日常水質(zhì)監(jiān)測(cè)。運(yùn)行中控制好進(jìn)水水質(zhì)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),DO 控制為2~4 mg/L,硝化液回流比200%, MLSS 穩(wěn)定在3 500 mg/L 左右。從監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看,系統(tǒng)出水水質(zhì)良好、運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng),經(jīng)本工藝處理后出水水質(zhì)達(dá)到甚至優(yōu)于《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(發(fā)布稿)(GB 21900—2008)中的要求。隨著厭氧池調(diào)試進(jìn)程的推進(jìn),出水水質(zhì)有進(jìn)一步提高,具體進(jìn)出水水質(zhì)情況如表 2 所示。

 4 工程投資與運(yùn)行費(fèi)用
 
本工程總投資550 萬(wàn)元,其中MBR 膜組件費(fèi)用為85 萬(wàn)元?;瘜W(xué)預(yù)處理部分運(yùn)行費(fèi)用如下:藥劑費(fèi)2.08 元/m3,電費(fèi)1.80 元/m3,人工費(fèi)0.36 元/m3,折舊及設(shè)備維護(hù)費(fèi)0.30 元/m3; 生化部分運(yùn)行費(fèi)用如下:電費(fèi)1.20 元/m3,折舊及設(shè)備維護(hù)費(fèi)1.16 元/m3,總運(yùn)行費(fèi)用為6.9 元/m3。

5 結(jié)論
 
(1)采用傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法和A2/O-MBR 相結(jié)合的工藝處理電鍍廢水效果好,在生化段進(jìn)水COD 250~350 mg/L,氨氮45~60 mg/L,總磷2.0~3.0 mg/L,總銅、總鎳、總鋅均低于0.5 mg/L,DO 控制為2~4 mg/L,硝化液回流比200%,MLSS 在3 500 mg/L 左右的運(yùn)行條件下,MBR 出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定,達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( 發(fā)布稿) (GB 21900— 2008)中的排放要求。

(2)由于電鍍污水水質(zhì)的特殊性,A2/O-MBR 進(jìn)水含有微量重金屬,鹽度較高,COD 較低,本工藝正常運(yùn)行狀態(tài)的污泥質(zhì)量濃度相對(duì)不高,穩(wěn)定在3 500 mg/L 左右,但這并沒(méi)有對(duì)處理效果產(chǎn)生不利影響。整個(gè)處理系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力,MBR 的使用對(duì)于出水水質(zhì)的提高具有重要的作用。

(3)電鍍廢水中所含重金屬等有毒物質(zhì)對(duì)活性污泥毒害很大,因此需要在生化系統(tǒng)之前采用傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理,使其對(duì)活性污泥的毒害降到zui低。

TEL:13356363156

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