高浓度难生化金属表面处理废水处理改造工程

3、设计参数

1、隔油调节池

隔油调节池为砼结构，地上0.2m，地下2.5m。规格为8.0m×8.0m×2.7m，有效容积120m3，HRT=24h。

2、微电解池

微电解池为地上式砼结构，规格为6.0m×2.0m×4.5m，有效容积24m3，HRT=4.8h。

3、一沉池和二沉池(共2级串联)

一沉池和二沉池为地上式砼结构，单座池体尺寸6.0m×4.0m×4.5m(含混凝反应池)，表面负荷0.4m3/(m2˙h)。

4、ABR水解池(共2级串联)

ABR水解池为地上式砼结构，一级水解池尺寸8.0m×1.6m×4.0m，二级水解池尺寸8.0m×2.3m×4.0m，总有效容积73m3，总HRT=14.6h，水解池COD容积负荷约为0.10~0.19kg/(m3˙d)。

5、好氧池

好氧池为地上式砼结构，池体尺寸8.0m×5.6m×4.0m，有效容积130m3，HRT=26h。池内安装组合填料，污泥回流比50%~100%，泥龄35~52d，悬浮污泥质量浓度为3000~4000mgMLSS/m3，污泥负荷为0.03~0.05kgBOD5/(kgMLSS˙d)。

6、三沉池

三沉池为地上式砼结构，池体尺寸8.0m×2.6m×4.0m，表面负荷0.33m3/(m2˙h)。

7、撬装式MBR装置

撬装式MBR装置为钢结构，集成膜池、中水池、机房于一体，设备尺寸4.0m×2.5m×3.0m，其中膜池有效容积15m3，HRT=3h。MBR池核心设备为PVDF中空纤维帘式膜组件，共640m2。

8、污泥浓缩池

污泥浓缩池为砼结构，地上1.5m，地下2.5m，池体尺寸6.5m×2.3m×4.0m，有效容积30m3。配套厢式压滤机2台，过滤面积各20m2。

4、调试与运行

(1)改造前，在反应池内加碱即产生大量泡沫并溢出，采取加高反应池保护高度、更换新型高温活化微电解填料等改造措施后，问题得以解决。

(2)生化调试初期，好氧池经常产生严重泡沫，经分析为表面活性剂所致。漫天飞舞的泡沫严重影响了现场环境，并造成菌种流失。通过采取控制负荷、增投微生物菌种与营养物等措施后，问题得以解决。尤其是MBR与ABR水解酸化系统微生物驯化成熟后，再未发生过大规模的泡沫现象。分析原因：污泥培养驯化是一个逐步有序的过程，微生物结构随反应器内不同时期环境的变化而调整，逐渐演变成适应MBR及ABR水解酸化工艺的群落结构。

(3)调试后期，将微电解池进水pH控制目标从1.5~2.0升高至3.0~4.0，系统产泥量下降了约1/3，后续生化系统也未见到明显冲击迹象。

(4)运行过程中，偶发污泥膨胀现象，此时SV30≥80%，好氧池表面漂浮一层灰褐色黏稠浮渣。一般通过加大污泥与混合液回流量，即可自动恢复，恢复时间一般为3~5d。

(5)MBR膜的日常清洗维护主要有3种：清水反洗、加药反洗和浸渍清洗。日常运行中应充分重视清水反洗工序，严格控制清水水质、反洗水量与反洗频次。实践证明，清水反洗工序设备简单、操作自动化，在维护到位的情况下，可免除加药反洗的硬件投资和繁琐操作，且浸渍清洗周期可延长至4~6个月。

5、处理效果分析

2016年8月期间，监测了各工序对COD、Cu2+的去除效果，结果分别见表2、表3。

表2：COD处理效果汇总

注：表中标注"*"的数值异常，不纳入分析范围。

表3：Cu2+处理效果汇总

注：表中标注"*"的数值异常，不纳入分析范围。

运行结果表明，尽管进水水质波动极大，甚至超出设计值，但出水COD＜74mg/L，Cu2+＜0.38mg/L，SS＜14mg/L，石油类＜1.8mg/L，均优于排放标准要求，且耐受水质冲击能力强。在投入运行近3a后，处理出水水质依然稳定。

此外，显而易见的是，MBR工艺对COD的达标起到了关键作用；物化工艺(微电解+二级反应沉淀)则去除了绝大部分的Cu2+，使出水Cu2+接近达标。

6、技术经济分析

处理改造工程投资共30万元，于2013年11月完成设计并不停产施工，2013年12月完成调试并达标排水，至今已稳定运行3a以上。微电解填料未发生板结、失效，MBR膜丝保持完好，瞬时通量高于6.5m3/h，出水长期稳定达标。运行结果表明，工艺设计合理，耐冲击能力强。

经长期核算，运行费用(主要为药剂费，另包含人工与耗材费，不含水电费)约为60~80元/t，虽然没有直接经济效益，但为业主节省了排污费用，极大地提升了企业形象，产生了较大的间接经济效益。此外，环境效益显著。

7、结论

(1)工程实践证明，采用微电解+A/O+MBR组合工艺处理高浓度难生化金属表面处理废水合理可行。尽管进水水质波动极大，COD为809~1366mg/L，Cu2+为3.52~25.50mg/L，但出水COD＜74mg/L，Cu2+＜0.38mg/L，SS＜14mg/L，石油类＜1.8mg/L，均优于排放标准要求，且耐受水质冲击能力强。尤其是工艺末端的MBR设备起到了关键作用，在进水COD为106~412mg/L的情况下，仍然获得了稳定、良好的出水效果。

(2)MBR工艺对COD的达标起到了关键作用；物化工艺(微电解+二级反应沉淀)则去除了绝大部分的Cu2+，出水Cu2+接近达标，是整个工艺可靠运行不可缺少的部分。

(3)高浓度难生化酸洗铜废水处理这一行业难题的攻克，极大提升了生产企业的社会形象与竞争力。

延伸阅读：

电镀重金属废水处理技术的综合分析

生物质基活性炭处理重金属废水研究进展

工业废水之低浓度金属离子废水处理技术