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3 系统调试运行
3.1系统的启动及调试
本工程于2011年3月建成并开始调试,由于厌氧池调试耗时较长,整个调试过程持续近8个月。生化系统调试首先进行污泥培养,种泥来自附近一个市政污水厂。养泥过程中硝化液回流系统及曝气系统正常开启,使缺氧池和好氧池中污泥形成循环,每日监测MBR池中的MLSS、SVI、COD、氨氮、总磷等指标,于缺氧池中投加葡萄糖、尿素和磷酸二氢钾使COD、氨氮、总磷分别补充到400、20、4mg/L。由于条件适宜,养泥过程中污泥量增加很快。连续运行两周后开始驯化,此时MBR池中MLSS达到3000mg/L,SV30已达到约25%,SVI为85mL/g,沉降污泥絮体呈淡黄色,污泥的各项指标均达到比较好的状态。驯化开始后逐步将化学处理部分的出水导入厌氧池,并通过厌氧池进入缺氧池中,在进水的同时开启MBR的出水装置,保证每日进出水量平衡,以维持池中水量的稳定。驯化过程中每日监测4次进水中重金属含量,确保进水重金属含量符合设计要求,以保障生化系统的安全运行。每日监测MBR池中MLSS、SVI、COD、氨氮、总磷等指标以及出水的COD、氨氮、总磷含量,通过出水水质情况来考察活性污泥对污水的适应性。同时继续于缺氧池中投加葡萄糖补充COD,而不再补充N、P。考虑到正常运行时的进水水质情况及控制成本,葡萄糖投加量控制在使COD补充到300mg/L。
从养泥开始到完成驯化MBR池内MLSS变化情况如图2所示。
图2 MBR池内MLSS随时间变化情况
由图2可见,驯化开始后MBR池内MLSS增速放慢,趋于停滞,随后又有一定的下降,说明池内的部分微生物因为不适应处理水质遭到淘汰,一段时间后又呈稳定缓慢上升趋势,并最终稳定在3500mg/L左右,说明此时基本完成驯化。
在保证活性污泥性状及出水水质稳定的前提下,经过了大约30d完成驯化,此时停止人工投加营养物。驯化初期MBR出水水质尚可,COD达标,氨氮和总磷超标。随着驯化的继续进行,出水氨氮仍然偏高,甚至比驯化初期更高一些,而总磷有一定程度的降低。分析原因可能是:
(1)由于硝化细菌的生长周期较长,此时还未大量增殖,池内硝化作用强度不够,从而导致氨氮去除速率慢。
(2)驯化初期进的工业污水较少,经过稀释后对活性污泥微生物的毒性大大降低。但是随着驯化过程的继续,工业污水进水比例增加,池中重金属的积累使得部分微生物无法适应而遭淘汰,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)工业污水的引入所造成的冲击使得池内微生物总量减少,且污泥活性有一定降低,生物增长速度放慢,对N、P等的需求自然也就降低,从而使得出水的氨氮和总磷含量偏高。驯化阶段MBR出水的COD、氨氮、总磷变化情况如图3所示。
图3 驯化阶段MBR出水COD、氨氮、总磷变化情况
由图3可见,到驯化后期,随着活性污泥微生物逐渐适应水质,污泥量有所增加,MBR出水的各项指标也趋于正常,基本达到排放标准要求。好氧池驯化完成后开始逐步将部分回流硝化液分流至厌氧池前端,开启沉淀池污泥回流系统,开始厌氧污泥的培养驯化过程,此过程持续近6个月后整个生化系统开始进入正常运行阶段。整个调试过程均未排泥,到调试末期污泥稳定在3500mg/L左右,相对于处理市政污水的MBR,其污泥浓度不高,分析原因是由于进水含有微量重金属,含盐量较高,COD本身较低,不利于反应器内污泥浓度的提高,然而从出水效果来看,低负荷运行状态的MBR出水水质仍然很好。
3.2工艺运行效果
厌氧池开始调试后即每天对生化系统进出水进行日常水质监测。运行中控制好进水水质在设计范围内,DO控制为2~4mg/L,硝化液回流比200%,MLSS稳定在3500mg/L左右。从监测结果来看,系统出水水质良好、运行稳定、抗冲击负荷能力较强,经本工艺处理后出水水质达到甚至优于《电镀污染物排放标准》(发布稿)(GB21900—2008)中的要求。随着厌氧池调试进程的推进,出水水质有进一步提高,具体进出水水质情况如表2所示。
4 工程投资与运行费用
本工程总投资550万元,其中MBR膜组件费用为85万元。化学预处理部分运行费用如下:药剂费2.08元/m3,电费1.80元/m3,人工费0.36元/m3,折旧及设备维护费0.30元/m3;生化部分运行费用如下:电费1.20元/m3,折旧及设备维护费1.16元/m3,总运行费用为6.9元/m3。
5 结论
(1)采用传统化学沉淀法和A2/O-MBR相结合的工艺处理电镀废水效果好,在生化段进水COD250~350mg/L,氨氮45~60mg/L,总磷2.0~3.0mg/L,总铜、总镍、总锌均低于0.5mg/L,DO控制为2~4mg/L,硝化液回流比200%,MLSS在3500mg/L左右的运行条件下,MBR出水水质良好且稳定,达到《电镀污染物排放标准》(发布稿)(GB21900—2008)中的排放要求。
(2)由于电镀污水水质的特殊性,A2/O-MBR进水含有微量重金属,盐度较高,COD较低,本工艺正常运行状态的污泥质量浓度相对不高,稳定在3500mg/L左右,但这并没有对处理效果产生不利影响。整个处理系统具有较强的抗冲击负荷能力,MBR的使用对于出水水质的提高具有重要的作用。
(3)电镀废水中所含重金属等有毒物质对活性污泥毒害很大,因此需要在生化系统之前采用传统化学沉淀法对废水进行预处理,使其对活性污泥的毒害降到最低。
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