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。但是膜污染問題及重金屬對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MBR膜生物技術(shù)應(yīng)用于電路板廢水中的實(shí)例，來講述如何對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MBR的影響，膜通量的變化
　　
　　水資源與環(huán)境問題越來越受到人類社會(huì)的重視，尤其是面對水資源短缺問題，污水再生回用成為解決水問題的要害所在。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)定性差等一系列問題。隨著對污水處理要求的不斷提高，開發(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，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的影響及重金屬對活性污泥的影響等方面的問題，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，污泥濃度過多或者過少都會(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）對膜污染有重要影響，可以通過調(diào)節(jié)固體停留時(shí)間(SRT)、水力停留時(shí)間（HRT）、負(fù)荷來控制微生物特性，進(jìn)而緩解膜污染。絲狀菌過多或者過少都會(huì)對膜產(chǎn)生污染，引起泥餅層的形成和膜孔的堵塞；同時(shí)絲狀菌過多，引起污泥膨脹，會(huì)使胞外聚合物大量繁殖，也會(huì)對膜污染造成影響。
　　2．重金屬對活性污泥的影響因素：
　　由于重金屬離子對活性污泥中原生動(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)過物化預(yù)處理后，進(jìn)入MBR生化系統(tǒng)，最后通過膜分離后排放。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，一號系統(tǒng)進(jìn)入的高濃度廢水Cu=1mg/L，2號系統(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Cu的吸附性能也隨之下降。而1號系統(tǒng)在正常排泥的情況下，運(yùn)行數(shù)據(jù)基本上沒有變化，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，但是通量比最開始下降了50%。二周后對膜進(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)這幾年在國內(nèi)的高速發(fā)展，電路板制造工藝越來越復(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的問題，又節(jié)約了土地使用面積。當(dāng)然在使用過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。