微生物法處理電鍍廢水的研究

摘要：微生物法處理電鍍污水是在總結化學法處理電鍍污水經驗基礎上而開發出來的一種電鍍污水處理的新工藝、新方法，與化學法相比，具有建設費用和運行費用低、能去除多種污染物及回收有用資源的特點。

關鍵詞  微生物法，生物鐵，生物炭

1．概論

電鍍污水是我國最早治理的工業污水之一，長期以來，治理該種污水多用化學法，且治理的主要項目僅六價鉻（cr6＋）和氰根（cn－）兩種污染物，其他項目未作嚴格要求。去除六價鉻（cr6＋）的辦法主要是用亞鐵離子將六價鉻（cr6＋）還原成三價鉻（cr3＋），二價鐵被氧化成三價鐵。三價鐵、三價鉻及過量的二價鐵離子在適宜的ph值下生成氫氧化物沉淀（即污泥），分離污泥后，達到去除六價鉻（含三價鉻、三價鐵及二價鐵）的目的。也有用離子交換法處理六價鉻的。

除氰根（cn－）的主要是用活性氯（含液氯、次氯酸鈉和二氧化氯）將氰根（cn－）氧化成氮氣（n2）和二氧化碳（co2）稱全氧化或氧化成碳酸氫胺（nh4hco3）稱半氧化。也有用臭氧作氧化劑的，其氧化產物與上述基本相同。

上世紀七十年代初期，出現所謂的電解法，其基本原理與上述化學法相同，所不同的只是用電解鋼板的辦法制取亞鐵離子，用電解食鹽的辦法制取次氯酸鈉（naclo）。

化學法處理電鍍污水雖然在我國使用了近五十年，國外一些發達國家也曾長時間的使用化學法處理電鍍污水，但化學法存在的幾個主要問題一直未能很好的解決，具體為如下幾點：

1、需投加大量的化學藥劑，這就直接導致處理費用高。

2、 因電鍍廢水水量小，難實現機械加藥，多為人工加藥，而化學法需大量投加藥劑，這就使人工勞動強度加大。

3、用化學法處理電鍍污水會產生大量的污泥，給回收有用資源帶來的較大難度。

4、 化學法處理電鍍污水很難確保cod、氨氮……等指標達標，這是越來越高的環保要求所不容許的。

鑒于上述問題，尋求一種經濟有效的處理電鍍污水的新方法，實現經濟效益和環保效益的統一已成眾望。在此前提下，我們在總結電鍍污水處理經驗的基礎上，通過設備開發并利用高科技生物科技成果，而總結開發出的一種電鍍污水處理新技術，其主要特點是凈化效果好，對有毒有害物去除徹底，節省污水處理工程建設費，降低水處理耗費，能回收有用金屬金、銀、銅、鎳等貴重金屬。是一種電鍍行業廢水處理具有較強生命和前景廣闊的新技術。

為了推廣該項新技術，原國家計劃委員會下達了循環式厭氧－好氧生物膜水處理重大科研項目。十多年來，我們始終把研究重點放在優勢菌篩選馴化，微生物固定，高效生物反應器及提高生化系統自控能力等關鍵技術上，現已開發出電鍍污水處理最新工藝和配套設備。

2、基本原理

該技術的基本原理是通過微生物的作用使電鍍污水中含有的多種有毒、有害物得到全面去除，確保電鍍污水中的六價鉻、氰化物（有氰電鍍），各種重金屬，cod、氨氮……被處理達到相關的排放標準。具體闡述如下：

2.1、氰化物（cn－）：

通過革蘭氏菌等菌群將其分解為氮氣和co2排入大氣。反應式如下：

2cn－＋8oh－   破氰菌n2＋2co2+4h2o……①

隨著游離氰根的去除，氰絡合離子產生如下反應：

 ag（cn）2 ag＋＋2cn－……… ②

 cu（cn）42－cu2＋＋4cn－………③

上述反應生成的游離氰根可按反應式①繼續被破氰菌去除，以此達到去除氰的目的。

該法與傳統的化學方法相比具有建設投資省、運行費用低等特定，且能有效的回收金、銀、銅等貴重金屬，實現經濟效益和環保效益的統一。

2.2、六價鉻：

通過鐵細菌與鐵反應生成亞鐵離子(fe2+)，將六價鉻(cr6+)還原成三價鉻(cr3+)，亞鐵離子(fe2+)被氧化成三價鐵(fe3+).三價鉻(cr3+)、三價鐵(fe3+)及過量的亞鐵離子(fe2+)在適宜的ph值下生成氫氧化物（即污泥）達到去除六價格(cr6+)的目的，主要反應式如下：

fe   鐵細菌fe2＋＋2e……………①

3fe 2＋+cr6+3fe3++cr3+………②

fe3++3oh- fe(oh)3  ……③

cr3++3oh- cr(oh)3 ……④

fe 2＋+2oh-fe(oh)2 ……⑤

2.3、cod的去除

電鍍污水中的cod主要產生于電鍍中除油時的油污，及加入在電鍍槽中的表面活性劑和光亮劑等。去除的方式是通過微生物作用使上述污染因子轉化h2o和co2，從而得以去除。

2.4、氨氮的去除

通過傳統的消化/反硝化反應去除大部分氨氮，微量氨氮通過光合菌去除。光合菌能使氨氮的去除率提高，確保出水氨氮含量達到（gb18918－2002）標準中的一級a標準。

3．小試分析

3．1 含氰污水小試

小試是用電鍍污水浸泡菌載體（含菌生物炭），浸泡時間為20分鐘，然后再測定試驗（浸泡）前后氰根的濃度。測定數據如下表所示：

從表一中可以看出，我們雖然用兩種不同濃度污水（約50mg/l和25mg/l），但氰根去除率很穩定約60%左右。

含鉻污水小試是用電鍍含鉻污水浸泡生物鐵屑（含鐵細菌），浸泡時間為四小時。然后再測定浸泡前后污水中六價鉻的濃度。（測定方法是硫酸亞鐵銨滴定法）測定的數據如下表所示：

從表二中可以看出，雖然用兩種含不同濃度六價鉻的污水（約75mg/l和50mg/l），但試驗后污水濃度均小于2mg/l，其六價鉻去除率均大于98%，且十分穩定。

4 污水處理工程運行測試

4．1鍍種和水量

電鍍污水生物處理實際應用的是一家小型電鍍廠，日處理水量約為100m3。主要鍍種有堿性鍍鋅（含鍍鋅鉻酸鈍化）、鍍鉻有鍍硬鉻和裝飾鉻、鍍銅、鍍鎳，還有少量銀，其中鍍銅和鍍銀為有氰電鍍。污水中主要污染物為六價鉻，少量氰根及重金屬和cod。

4．2污水處理工藝流程：

4．3運行測試

運行中測定的主要指標有六價鉻、氰根、ph、cod，其平均數據如下表所示:

5．結論

用微生物法處理電鍍污水，能將該類污水處理達標，且具有建設費用低、運行費用低、能有效去除多多種污染物的特點，還能確保處理后污水中各污染物指標穩定達標。

參考文獻
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