摘要：膜生物反應(yīng)器技術(shù)是一種新型污水處理技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)膜的高效截留作用，使反應(yīng)器維持很高的污泥濃度，從而降低了污泥負(fù)荷，提高了系統(tǒng)的處理效率。但是膜污染問(wèn)題及重金屬對(duì)活性污泥的致命性作用，限制了膜生物反應(yīng)器在電鍍和電路板工業(yè)廢水處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。本文主要通過(guò)MBR膜生物技術(shù)應(yīng)用于電路板廢水中的實(shí)例，來(lái)講述如何對(duì)重金屬含量的控制及膜通量的控制達(dá)到MBR系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
　　關(guān)鍵字：電路板廢水，MBR膜生物技術(shù)，重金屬對(duì)MBR的影響，膜通量的變化
　　
　　水資源與環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人類社會(huì)的重視，尤其是面對(duì)水資源短缺問(wèn)題，污水再生回用成為解決水問(wèn)題的要害所在。但傳統(tǒng)污水再生處理工藝存在著出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、占地面積大、穩(wěn)定性差等一系列問(wèn)題。隨著對(duì)污水處理要求的不斷提高，開(kāi)發(fā)出更加先進(jìn)的廢水處理工藝，已經(jīng)迫在眉睫。MBR系統(tǒng)適應(yīng)這一需求，應(yīng)孕而生。近年來(lái)，MBR系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于污水處理，其處理效果也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的活性污泥法。
　　一、前言：
　　膜生物反應(yīng)器是一種高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的污水處理工藝。MBR具有較高的生物降解效率和較低的污泥產(chǎn)率，占地面積小，硝化能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。另外，在膜生物反應(yīng)器中，原污水中的各種可溶解和難分解的有機(jī)物質(zhì)，以及微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，可以分別保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而提高了出水水質(zhì)。MBR系統(tǒng)是一種新型的高效生物處理技術(shù)，它在廢水資源化及中水回用方面存在巨大的潛力，受到了國(guó)內(nèi)外的普遍關(guān)注。但是由于存在膜污染和膜組件替換帶來(lái)的影響及重金屬對(duì)活性污泥的影響等方面的問(wèn)題，從而阻礙了該技術(shù)在電鍍及電路板工業(yè)廢水中應(yīng)用。
　　二、膜污染及重金屬的影響因素：
　　1．膜污染的影響因素：
　　MBR運(yùn)行一段時(shí)間以后，隨著膜內(nèi)表面微生物的滋生和膜外表面污染層的附著，膜組件會(huì)被污染物堵塞，膜通量逐漸下降，直至不再出水。膜污染的問(wèn)題影響了MBR系統(tǒng)正常運(yùn)行，導(dǎo)致了泵的抽吸水頭增大和曝氣量的增加，是造成MBR能耗較高的主要原因。
　　引起膜污染的主要因素是污泥，污泥濃度過(guò)多或者過(guò)少都會(huì)使膜產(chǎn)生污染。在膜生物反應(yīng)器運(yùn)行中，存在一系列最佳值，如經(jīng)濟(jì)曝氣強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)曝氣量、臨界污泥濃度等。在這一系列最佳值的狀態(tài)下運(yùn)行，膜生物反應(yīng)器能達(dá)到最佳的處理效果，并且能降低膜污染的程度，延長(zhǎng)膜的清洗周期和膜的更換時(shí)間，從而降低了膜生物反應(yīng)器的能耗，降低了成本。但應(yīng)該指出的是，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，很難使以上各種運(yùn)行參數(shù)都處于最佳狀態(tài)。
　　從微生物角度對(duì)膜污染進(jìn)行研究將逐漸成為研究的熱點(diǎn)，胞外聚合物（EPS）和溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）對(duì)膜污染有重要影響，可以通過(guò)調(diào)節(jié)固體停留時(shí)間(SRT)、水力停留時(shí)間（HRT）、負(fù)荷來(lái)控制微生物特性，進(jìn)而緩解膜污染。絲狀菌過(guò)多或者過(guò)少都會(huì)對(duì)膜產(chǎn)生污染，引起泥餅層的形成和膜孔的堵塞；同時(shí)絲狀菌過(guò)多，引起污泥膨脹，會(huì)使胞外聚合物大量繁殖，也會(huì)對(duì)膜污染造成影響。
　　2．重金屬對(duì)活性污泥的影響因素：
　　由于重金屬離子對(duì)活性污泥中原生動(dòng)物和細(xì)菌的毒性，導(dǎo)致污泥沉降指數(shù)SV和污泥容積指數(shù)SVI不同程度改變，出水的BOD5／COD大幅度減小。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3+、Zn2+濃度小于40mg／L時(shí)對(duì)COD的去除能力影響非常小；而當(dāng)Cu2+濃度大于40mg／L時(shí)．污泥系統(tǒng)COD去除率小于10％，系統(tǒng)失去意義。Pb2+、Cd2+、Cr3+在濃度大于40mg／L時(shí)，出水的COD去除率下降50％左右。
　　三、MBR在處理電路板高濃度廢水中的運(yùn)行實(shí)例：
　　1．背景：
　　廢水來(lái)源為電路板專業(yè)制造廠家，高濃度廢水主要成分為：顯影廢水、剝膜廢水和高銅廢水的混合水。高濃度廢水經(jīng)過(guò)物化預(yù)處理后，進(jìn)入MBR生化系統(tǒng)，最后通過(guò)膜分離后排放。工藝流程如下：
　　 物化處理 膜分離
　　高濃度廢水 MBR生化系統(tǒng) 排放
　　
　　2．運(yùn)行過(guò)程分析：
　　2．1．重金屬的數(shù)據(jù)：
　　兩套MBR系統(tǒng)在培養(yǎng)及馴化完成后，MLSS=6000～8000mg/L,DO控制在2～4mg/L,系統(tǒng)溫度在20～40℃,停留時(shí)間為10h,曝氣量在10m3/min的污水條件下，分別進(jìn)入預(yù)處理后的高濃度廢水，一號(hào)系統(tǒng)進(jìn)入的高濃度廢水Cu=1mg/L，2號(hào)系統(tǒng)進(jìn)入高濃度廢水Cu=5mg/L。一周之后的結(jié)果：
　                    　　
　　運(yùn)行1個(gè)月后的數(shù)據(jù)：
　　                　　
　　由上述數(shù)據(jù)可知，2號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行一個(gè)月后COD的去除效率下降了60%,且由于Cu含量的增高使污泥的活性下降，污泥比較松散，污泥對(duì)Cu的吸附性能也隨之下降。而1號(hào)系統(tǒng)在正常排泥的情況下，運(yùn)行數(shù)據(jù)基本上沒(méi)有變化，COD的去除率穩(wěn)定在90%左右。
　　
　　2．2．膜運(yùn)行的狀況：
　　膜采用間斷運(yùn)行方式，每連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)后用清水進(jìn)行清洗，不使用的情況下關(guān)掉加壓泵用小泵打清水進(jìn)膜不間斷進(jìn)行循環(huán)。運(yùn)行數(shù)據(jù)如下：
　             　　
　　由上述數(shù)據(jù)可知，膜在初次運(yùn)行后的第一周通量下降較快，運(yùn)行到第二周通量下降的速度變慢，但是通量比最開(kāi)始下降了50%。二周后對(duì)膜進(jìn)行專門清洗劑洗后通量恢復(fù)到初始狀態(tài)。保持這種方法運(yùn)行了一年，現(xiàn)在運(yùn)行的通量平均在22m3/h左右。
　　三、結(jié)論與建議：
　　MBR處理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)模型廠與實(shí)廠驗(yàn)證后,具有高體積效率,低污泥產(chǎn)率及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),相當(dāng)適合產(chǎn)業(yè)界需求,尤其是土地資源有限,污泥處理費(fèi)用節(jié)節(jié)高升及人工成本高居不下之情況,MBR提供一個(gè)有效解決之道.事實(shí)上,近年來(lái)此技術(shù)蓬勃發(fā)展,逐漸受到環(huán)保業(yè)及產(chǎn)業(yè)界重視與接受,儼然成為革命性環(huán)保技術(shù).國(guó)內(nèi)由於土地及人工成本高,MBR技術(shù)具有應(yīng)用潛力,亦逐漸受到業(yè)界重視。但由於MBR技術(shù)層次高,故建議業(yè)者再采用此技術(shù)時(shí),需進(jìn)行可行性評(píng)估,以確保技術(shù)可行性及避免投資浪費(fèi)。
　　電路板行業(yè)這幾年在國(guó)內(nèi)的高速發(fā)展，電路板制造工藝越來(lái)越復(fù)雜，生產(chǎn)線上用的藥水造成生產(chǎn)廢水中的高COD難于處理。將MBR膜生物技術(shù)應(yīng)用在電路板廢水上，既有利于解決電路板廢水中高COD的問(wèn)題，又節(jié)約了土地使用面積。當(dāng)然在使用過(guò)程中由于電路板廢水中含有多種重金屬物質(zhì)，所以在運(yùn)行MBR的過(guò)程中也需要一名管理者能夠合理的控制，才能使廢水穩(wěn)定運(yùn)行。