電子行業(yè)廢水比較復雜，除酸堿液外，一般還會有清洗、刻蝕、剝離等生產工藝中產生的廢水，其中含有多種有機物和無機物，而且一些特種有機物在常規(guī)的檢測方式（BOD5，COD）中，并不能體現(xiàn)出其實際的濃度。電子行業(yè)廢水中常見的污染物包括：染料、四甲基氫氧化銨、丙二醇甲醚醋酸酯、5-氨基四唑、磷酸鹽、硝酸鹽、氟化物、線型酚醛樹脂、二乙二醇乙醚、四甘醇、1-氨基-2-丙醇、乙醇、異丙醇、丙酮、1-甲基吡咯烷酮、甲酰胺、N-甲基氨、環(huán)丁砜、季銨鹽、乙酸丁酯、丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯等，電子行業(yè)廢水具有水質波動大、含有有毒物質、處理難度大等特點。電子行業(yè)廢水的處理基本采用物化法（酸堿調節(jié)、加藥沉淀）處理，達到當?shù)嘏欧艠藴屎笈湃敫浇w或排入污水處理廠與生活污水混合進行處理，回用難度較大。

酸洗廢水MBR污水處理一體化設備

膜生物反應器（MBR）是以酶、微生物、動植物細胞為催化劑進行化學反應和生化轉化，同時憑借膜進行泥水分離的生物反應技術。它利用膜組件替代傳統(tǒng)的二沉池，可提高污泥濃度，減小生物池容積，使出水水質更穩(wěn)定，克服了污泥流失的問題，有較強的耐沖擊負荷能力。MBR 工藝具有出水水質良好、可直接回用、設備緊湊、運行管理方便、污泥產量少等特點。近年來，MBR 已經成功應用于生活污水、醫(yī)院廢水、垃圾滲濾液、石化廢水等的處理〔1〕。鑒于日益嚴格的污水排放和回用標準，MBR 在中水回用市場將具有廣泛的應用前景〔2〕。為此，筆者對電子行業(yè)廢水進行了MBR 處理研究，以期為我國電子行業(yè)廢水的處理回用提供些許參考。

1 實驗部分
 
1.1 實驗用水
 
某電子廠生產廢水主要包括酸堿廢水、含氟廢水、含氨廢水和CMP 研磨廢水，其經過廠內物化處理系統(tǒng)分別處理后，匯集至總排污口，經過管網(wǎng)排放到園區(qū)污水處理廠。本次中試的進水即取自總排污口。2011 年7 月19 日至2011 年11 月25 日，對該電子廠總排污口的水質進行了監(jiān)測，結果如表 1 所示。

1.2 實驗流程
 
本中試實驗采用MBR 系統(tǒng)（A2O+膜過濾）。首先通過提升泵將待處理廢水由排水井提升至均質池，之后廢水先后自流通過厭氧池和缺氧池進行處理；缺氧池混和液部分被泵入好氧池繼續(xù)處理，部分回流到厭氧池，回流比為*；好氧池混合液部分被膜池提升泵輸送到膜池進行泥水分離，部分回流到脫氧池后進入缺氧池，回流比為400%；膜池混合液部分回流到好氧池，回流比為400%。MBR 產水收集到反洗水池，作為MBR 反洗用水；多余的產水排放至總排放口。采用鼓風機為好氧池和膜池曝氣。實驗流程如圖 1 所示。

酸洗廢水MBR污水處理一體化設備

圖 1 實驗流程

1.3 實驗裝置和材料
 
MBR 中試設備（包括：均質池、厭氧池、缺氧池、脫氧池、好氧池，容積均為3 m3，碳鋼防腐；膜池，容積3 m3，SS316 不銹鋼）、SDI 測試裝置，北京賽諾水務科技有限公司產品；SMT-BR15 超濾膜組件，有效膜面積27 m2，膜絲孔徑0.1 μm，材質PVDF，北京賽諾膜科技有限公司產品；便攜式水質檢測儀、DR890 光度計、消解爐、BOD 培養(yǎng)箱等，哈希產品。

1.4 實驗方法
 
實驗時間：2011 年7 月19 日至2011 年11 月 25 日。實驗地點：北京亦莊開發(fā)區(qū)某電子廠區(qū)。

實驗所用接種污泥為小紅門污水處理廠好氧池混合液。污泥馴化方式：將7 m3 污泥混合液、8 m3 待處理廢水和1 kg 葡萄糖注入實驗裝置（除均質池外），悶曝1 d；次日開始進水，初始進水流量為0.1 m3/h，監(jiān)測好氧池CODCr，待其降到50 mg/L 以下時將進水流量升為0.2 m3/h，直至將進水流量升高到設計流量0.5 m3/h。

厭氧池、缺氧池和脫氧池采用攪拌機攪拌。穩(wěn)定運行期間，好氧池曝氣量為1.6 m3/h，污泥質量濃度為5.2~6 g/L；膜池氣擦洗量為7 m3/h，污泥質量濃度為6.5~7.5 g/L；膜池產水量為12 m3/d，平均通量為 18.5 L/（m2·h）。

運行初期在缺氧池投加適量葡萄糖是為了加快污泥培養(yǎng)；據(jù)好氧池pH 在缺氧池適量投加*以提高堿度。

1.5 檢測方法
 
SDI15 的檢測：依據(jù)美國材料實驗協(xié)會（ASTM） D 4185—95 規(guī)定的方法檢測計算15 min 的SDI 值。 CODCr、TSS、氨氮和磷的檢測：使用哈希便攜式實驗裝置。委托清華大學進行掃描電鏡分析。

2 結果與討論
 
2.1 MBR 系統(tǒng)對CODCr的去除效果
 
在MBR 系統(tǒng)中，由于對CODCr 的去除主要來自生化作用，因此實驗過程中對MBR 系統(tǒng)進水和膜池（污泥上清液濾紙過濾水樣）的CODCr 進行了監(jiān)測，結果如圖 2 所示。

圖 2 MBR 系統(tǒng)生化部分對CODCr的去除效果

從圖 2 可以看出，膜池CODCr 基本在40 mg/L 以下，平均值為20.29 mg/L；生化部分CODCr 去除率基本保持在60%以上，平均值為80.9%。說明該系統(tǒng)對電子行業(yè)廢水具有較好的生物處理效果。

MBR 系統(tǒng)中微/超濾膜的作用主要為泥水分離，提高好氧池污泥濃度，去除懸浮物、膠體，提高產水感官指標。為了考察膜對CODCr 的去除作用，中試期間對膜池（污泥上清液濾紙過濾水樣）CODCr 與 MBR 產水CODCr 進行了抽樣檢測，結果見圖 3。

圖 3 MBR 膜對CODCr的去除效果

檢測結果表明，該超濾膜對CODCr 的平均去除率為30%左右，對產水CODCr 的降低也存在一定的貢獻。

2011 年8 月8 日的取樣分析結果表明，原水和MBR 產水的BOD5 分別為35、0.8 mg/L，原水和 MBR 產水的CODCr 分別為106、9 mg/L，B/C=0.33，說明該廢水具有一定的可生化性，而較低的產水BOD5 也說明碳源幾乎被*降解。

2.2 MBR 系統(tǒng)對氮、磷的去除效果
 
MBR 系統(tǒng)對氮、磷的去除效果見表 2。

由表 2 可知，MBR 產水NH3-N＜5 mg/L，TP 在 0.5 mg/L 左右。硝化菌zui適宜生長的pH 環(huán)境為7.5~ 8.5〔3〕，本系統(tǒng)進水pH 一般在6.2~7.1，pH 環(huán)境對硝化細菌的活性稍有抑制作用。通過提高堿度可改善硝化效果，但會加大運行成本。實驗過程對堿度的控制是使好氧池的pH＞6.5，以滿足COD 去除的基本要求，而這只使MBR 產水NH3-N 降至5 mg/L 以下。

2.3 MBR 產水SDI
 
實驗的后半階段檢測了MBR 產水的SDI15，結果表明，SDI15 基本保持在4 以下，大部分數(shù)據(jù)在2~ 3，達到安全進入RO 的水平。表明MBR 產水可直接進入RO 系統(tǒng)進行脫鹽處理，處理后出水可作為回用水。

2.4 膜的化學清洗
 
MBR 系統(tǒng)運行到一定時間，由于膜組件的積泥以及污染物附著在膜絲表面，會造成TMP（跨膜壓差）升高，需要定期進行維護性清洗。整個中試過程共進行了8 次維護性清洗，包括次氯酸鈉洗和鹽酸洗，使用RO 產水配藥。清洗前后TMP 的變化見圖 4。

圖 4 維護性清洗前后TMP 的變化 

前4 次維護性清洗采用滿池清洗方式（即污泥不移出），在采用NaClO（質量濃度為1 000 mg/L）清洗后，再用一定濃度的鹽酸（pH=2.1）進行中和，以消除NaClO 清洗時產生的化學沉淀物。每次維護性清洗后裝置可穩(wěn)定運行1 周左右。但前4 次維護性清洗后的MBR 產水CODCr 有所升高，這與膜池較高濃度的NaClO 對微生物產生的抑制作用有關，清洗后需要逐步恢復污泥的活性。

9 月5 日后對維護性清洗方式進行了改變，先排空膜池污泥（移至生化池），注入RO 產水，再進行 NaClO（質量濃度增至3 000 mg/L）洗和鹽酸洗，清洗效果明顯改善，清洗周期延長至3 周左右。zui后2 次清洗，由于清洗水溫低（14 ℃左右），清洗恢復性效果不如前幾次水溫較高時（25 ℃左右）明顯。

清洗結果表明，控制好藥劑濃度和清洗水溫，采用空池清洗方式可使膜組件性能得到良好恢復，且該膜絲能夠適應高濃度NaClO。在4 個月的運行中，僅采用維護性清洗即可恢復膜的性能，預計恢復性化學清洗周期能夠達到6 個月或以上。

2.5 系統(tǒng)污泥性狀分析
 
運行過程中對各池污泥濃度進行了監(jiān)測，并以此作為排泥依據(jù)。監(jiān)測結果的平均值如表 3 所示。日排泥量為100~300 L，排泥點在膜池。

本系統(tǒng)馴化的活性污泥對來水的降解能力很強，裝置的處理能力本還可以加大，但限于膜組件的過水能力限制，實際只能按照12 m3/d 的水量進行處理，這就導致了營養(yǎng)物過低，污泥濃度低于常規(guī)的 MBR 系統(tǒng)。

現(xiàn)場檢測30 min 的污泥沉降比一般低于40%，與一般MBR 系統(tǒng)區(qū)別較大。說明污泥黏度較大，不易分散，原因可能為進水含有PAM（污水前期物化處理殘余），使活性污泥層中包裹較多的PAM 所至。取污泥樣品進行電鏡分析，可見明顯的PAM 包裹，如圖 5 所示（放大1 000 倍，反射），驗證了上述推測。整個實驗過程中MBR 產水未隨時間的增加出現(xiàn)劣化，說明PAM 的含量不高，對該系統(tǒng)尚未造成影響，但不能確定其對膜*使用效果的影響。工程實施中需要通過預處理去除PAM。

圖 5 PAM 及活性污泥的SEM  

3 結論
 
（1）MBR 系統(tǒng)對該電子行業(yè)廢水中的COD、 BOD、氨氮具有較好的去除效果，產水SDI15 基本在 2~3。CODCr 平均去除率為80.9%，超濾膜對CODCr 的平均去除率為30%左右，對產水CODCr 的降低存在一定的貢獻。產水水質已達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的一級標準要求，可直接排放，也可直接進入RO 系統(tǒng)進行脫鹽處理而獲取較高質量的回用水。

（2）膜池平均過濾通量在18.5 L/（m2·h），非常穩(wěn)定，維護性清洗周期可以達到2~3 周。

（3）通過對MBR 系統(tǒng)污泥的電鏡分析，得出進水中的PAM 對MBR 污泥產生包裹，盡管實驗過程中并未影響到系統(tǒng)的處理效果，但可能不利于膜的*使用，需要在工程實施中增加預處理手段。

（4）后續(xù)實驗中可以對MBR 產水直接進入RO 系統(tǒng)進行中試研究，摸索RO 系統(tǒng)的運行參數(shù)、膜污染及清洗效果，以期使電子行業(yè)廢水能夠處理至較高品質的回用水。