表面处理行业内所有工业企业排放的工业废水全部进入水处理中心进行集中处理,工业废水、废液产生于电镀生产过程中,单靠常规的生化处理很难稳定达到排放标准,因此需要进行强化处理方能达标。本文主要研究生物膜强化水解酸化-MBR组合工艺处理表面行业综合废水的处理效能,以常规水解酸化-MBR组合工艺作为对照组。通过启动反应器并进行运行参数的优化使两组组合工艺稳定运行,然后按梯度增大Cu2+、Ni2+和Cr(VI)三种重金属的浓度对系统进行冲击实验,探究冲击前后系统出水的变化情况以及重金属富集后对系统中污泥的影响。水解反应器在HRT为8h,MBR在HRT为10h,曝气量为20L/min,回流比为150%时两组组合工艺运行情况最优。稳定运行时,常规工艺系统出水平均COD浓度为52mg/L,去除率为83%,平均NH4+-N浓度为8.23mg/L,去除率为73%,平均TN浓度为15.85mg/L,去除率为59.3%;生物膜强化工艺系统出水平均COD浓度为28mg/L,去除率为90.6%,平均NH4+-N浓度为6.01mg/L,去除率为80.5%,平均TN浓度为9.28mg/L,去除率为75.6%。各指标均可达综合废水排放标准,且运行时出水波动不大,水质较稳定。组合工艺稳定运行后进行冲击实验,维持进水中糖精钠浓度为20mg/L、十二烷基磺酸钠浓度为50mg/L、聚乙二醇浓度为70mg/L。冲击阶段分为四个阶段,控制Cu2+,Ni2+,Cr(VI)浓度梯度为5mg/L,10mg/L,20mg/L和30mg/L,在不同的浓度梯度条件下研究两组工艺处理综合废水的效能。低浓度重金属冲击时,两种工艺的COD、NH4+-N和TN去除率差别不大,重金属冲击浓度越高,差异越大。当重金属离子浓度在20mg/L时,常规组合工艺系统出水COD和NH4+-N勉强达到电镀废水排放标准,TN不达标;当重金属离子浓度升高到30mg/L时,常规组合工艺系统出水各指标均达不到排放标准,系统恶化速率加快。而生物膜工艺在重金属离子浓度在20mg/L时系统出水可以达标排放,当重金属离子浓度升高到30mg/L时系统出水COD能达标排放,但出水NH4+-N和TN不达标。生物膜工艺的污泥浓度较高,生物量较常规工艺更丰富,恢复能力和抗冲击性能更强,且生物膜强化水解反应器能吸附更多的重金属,大大减少对后续生物膜强化MBR系统的冲击。水解反应优先降解生物滤出物,其他几种物质的可生化性较差难以被降解,容易积累在系统中。经过水解反应后微生物滤出物的荧光峰强度有所下降,芳香类蛋白质、富里酸和腐殖酸的荧光峰强度变强。MBR反应器对芳香类蛋白质降解效果较好,MBR出水芳香类蛋白质的荧光峰极弱,微生物滤出物在TPI-A、HPO-A、HPO-N中分布较多,这部分微生物沥出物难以被微生物降解,是系统出水COD的主要组成成分。组合工艺中污泥对Ni的富集作用较弱,冲击后污泥里Cu、Ni、Cr的含量明显升高,生物膜系统泥中Cu、Ni、Cr的含量高于常规系统泥。重金属冲击前的水解泥和MBR泥生物相丰富,污泥中含有大量的杆菌、螺旋菌和球菌;冲击后的污泥生物量大大降低,其中常规水解泥和MBR泥出现了丝状菌,系统开始恶化。冲击作用下生物膜系统中泥的EPS浓度普遍高于常规系统,微生物沥出物和芳香性蛋白的荧光峰强度更强,范围更宽,生物膜系统泥可以分泌更多的胞外聚合物来降低重金属离子的毒性。冲击后生物膜系统泥中AM真菌的数量多于常规系统泥的数量,真菌的数量明显增多,真核生物和厌氧微生物的数量有所下降,而常规系统中放线菌数量多于生物膜系统,出现污泥膨胀。