高效微生物處理電鍍綜合廢水并不遙遠

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通過厭氧-好氧高效微生物法處理含微量重金屬離子的電鍍綜合廢水可有效去除廢水中的重金屬離子和有機污染物，使離子濃度和COD全面達到《電鍍污染物排放標準》中規定的表3標準。并使污泥產量大幅減小，節約了藥劑和運行費用，給企業帶來良好的經濟效益。

關鍵詞：電鍍廢水，高效微生物，重金屬污染，污泥減量

近年來，“鎘大米”、“重金屬蔬菜”、兒童血鉛超標等事件頻頻曝光，表明在我國，土壤和水域中的重金屬污染已嚴重影響民眾的切身健康安全。由于電鍍廢水的毒性極大，對人類和對環境的危害極其嚴重，因此，2011年國務院批復了《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》，對重金屬污染的治理加大了資金和技術力量的投入，據統計，規劃執行三年來，我國對重金屬污染的投入已超過416億元。另一方面，國家對這類污染物的排放制訂了更為嚴厲的規定，2008年出臺的《電鍍污染物排放標準》GB219002-2008首次對電鍍行業污染物排放提出了行業標準。例如表3中對6價鉻的排放標準提升至0.1mg/L，總鉻排放量提升至0.5mg/L，總鎳排放量提升至0.1mg/L，同時，標準對COD 排放要求也提高至50mg/L以下。不僅如此，為了減少排放量國家對電鍍企業的水回用比例也作了規定。

電鍍廢水的種類繁多，其成份也不盡相同，因此，處理電鍍廢水的技術和工藝較一般的工業和生活污水要復雜得多，難度也大得多。為了提高處理效果，電鍍廢水需遵循分類處理的原則，即將含不同重金屬類別的污水分別用不同的方法進行處理。其中含氰廢水和含6價鉻的高毒性廢水必須采用專門的方法進行處理。由于電鍍廢水的主要成份是無機物，因此，目前極大多數電鍍企業主要采用物化處理的方法，如吸附法[]、中和沉淀法[]、混凝沉淀法[]、基于氧化或還原的化學法[]和電化學法如微電解[]或電絮凝[]等。這些方法對去除廢水中的重金屬物質雖有較好的效果，但存在最大的弊端是處理過程中產生大量的污泥，這類高危固廢，不僅處理費用高，給企業增加負擔，而且處理過程會對環境造成嚴重的二次污染。此外，在實際操作中，廢水成份是在不斷變化的，而藥劑的加入量無法隨時調整，因此，無法確保藥劑用量的正確。當藥劑加入量過大時，會造成藥劑的浪費，增加處理費用；而當藥劑加入量不足時又會使出水無法達標。特別是由于新的表3標準對排放水中的COD和氨氮含量也作了很嚴格的規定，采用傳統的電鍍廢水處理技術不僅費用高，而且很難保證廢水排放達到表3的要求。而COD和氨氮的去除通常需采用微生物處理的方法[]。即在原有的設施中，增加生物處理的工序。由于經物化處理的電鍍廢水中，COD的含量并不高，一般均低于500mg/L，只要經過簡單的好氧生物處理，COD就能達到表3標準。因此，根據新規定的要求，用物化加生化的方法處理電鍍廢水是必要的。

在本文中，我們選用了一種經特別馴化的高效好氧微生物用于廢水的好氧生物處理，采用多孔填料作為微生物的載體。該高效微生物的最大特點是在處理過程中產生的生物污泥量極少，甚至不產生污泥。用該法處理電鍍綜合廢水產生的污泥量極低，為電鍍綜合廢水的處理提供了一種高效、節能和環保的新途徑。

微生物法處理電鍍綜合廢水的應用

 

一家位于廣東省中山市民眾鎮電鍍工業園的污水處理廠的廢水處理系統的日處理量約為500m3，廢水來源于該園區電鍍廠在生產過程中產生的含鉻廢水、含氰廢水、混排廢水、前處理廢水以及含銅、鋅、鎳等廢水。由于該電鍍園區的廢水來源復雜，水質、水量的變化很大。該廠將進廠廢水分為6類，先用傳統方法分類進行物化處理，然后合并在一起至綜合污水進一步混凝處理。表1列出了各類廢水的組成，水量和處理方法。由于處理方法落后，混雜現象嚴重，因此，原處理系統的出水不能穩定達標。為此市、區環保局要求工廠限期采取有效措施，使治理后廢水達到《電鍍污染物排放標準》表3的要求。

廢水組成和處理方法

 

序號	污染物	pH	日排水量t/d	廢水組成	處理方法	存在問題
1	含氰廢水	10-12	≤180	CN-≤150mg/l 混有銅氰、銀氰、鋅氰等絡合離子和石油類	先用氧化法二級破氰，然后并入綜合廢水池	含氰的金屬絡合離子難去除
2	含鉻廢水	1-3	≤150	Cr6+≤300mg/l 混有三價鉻、銅、鐵、鋅、鎳等重金屬離子，氰化物和石油類等	先將廢水中六價鉻離子還原成三價，然后加堿使生成氫氧化鉻去除，進入綜合廢水池	石油類污染物仍有殘留。
3	含銅鎳廢水	2-3	≤220	Ni2+≤100mg/l，Cu2+≤100mg/l， 混有少量其他金屬離子，氰化物和石油類	加堿和PAM使形成氫氧化物沉淀去除，然后進入綜合廢水池	仍含有少量氰化物和石油類污染
4	混排廢水	～7		含油脂和懸浮物和金屬離子（如銅、鎳、鋅、銀等）	先破氰，然后用混凝沉淀法去除，進入綜合廢水池	油脂無法去除
5	前處理廢水	10-13		酸堿廢水	加酸中和，進入綜合廢水池
6	防染鹽	12-14	≤2	含氰和少量金屬離子	破氰后進入綜合廢水	防染鹽難去除
7	綜合廢水	5-8	約500	含有少量未去除的金屬離子、氰化物和石油類污染物	加入石灰及混凝劑沉淀，上清液排放	污泥量大，難以達到表3標準

原處理工藝存在的主要問題是藥劑用量大，費用高。處理后，有機污染物的去除率差，水中的重金屬離子仍有殘留。而且產生的污泥量極大，處理成本高。

微生物法處理電鍍廢水工藝

我們通過對廢水處理工藝的調研和分析，認為工廠對于高濃電鍍廢水采用的處理工藝基本上是合理的。但是，由于物化處理法固有的不足和混雜現象的存在，上述廢水經處理后合并至綜合廢水后，還含有少量的氰化物和重金屬離子、CN-與某些金屬離子（如：Ni2+ 、Cu2+等）反應生成的穩定絡合物、以及用物化法難以去除的浮油和有機物。這些物質僅通過加入石灰和混凝劑進行混凝沉淀來徹底去除，是十分困難的。（圖2）

 

改造前綜合廢水處理流程 

為此，新工藝采用了改進的微生物處理法，即首先對綜合廢水進行解毒處理，以去除廢水中的氰化物等有毒物質。去毒后的污水，先流入厭氧反應器，在厭氧菌的作用下，一方面，將長鏈的有機分子破解為小分子，以提高污水的可生化性。另一方面厭氧菌中的脫硫菌能把廢水中殘留的少量重金屬離子通過吸附沉淀等過程截留在厭氧污泥中去除。出流的廢水再進入高效好氧生化池進行處理。池內放置高效軟性載體并投放高效好氧微生物。這種載體的表面積很大，在池內形成無數的好氧區和缺氧區。當廢水流經載體時，通過缺氧、好氧過程，高效微生物在降解有機物的同時，對廢水中的氨氮進行硝化、反硝化脫氮，使廢水中的石油類有機污染物和氨氮徹底分解，COD降至50mg/L以下，氨氮含量降至8mg/L以下，達到表3的標準排放。

 

綜合廢水處理新流程

 

根據新工藝的要求，我們在原構筑中增建了2座串聯厭氧池，總容積為500M3，HRT=24h。增建一座預曝池，HRT=6h。二座高效好氧生化池，總容積為500M3，HRT=24h。

處理效果

改造工程從2014年3月開始調試，至發稿時止歷時6個月。表2列出了綜合廢水經上述生物處理后，COD及主要幾種重金屬離子去除的效果。表中所列的數據是8,9兩個月每周測試一次所得的數據的平均值。數據表明，采用高效微生物工藝能使該園區污水廠處理后的排放水全面達到并超過《電鍍污染物排放標準》表3的規定。而且，采用本工藝后，污泥量也大幅減少。在改造前，該廠綜合污水處理部分每天產生的污泥量約3T左右，采用新工藝后，該工序每天產生的污泥量不超過100kg,僅這一項每月為企業節約的污泥處置費約24萬元，經濟效益十分顯著。

 

處理前后COD及主要重金屬離子含量的變化

序號	項目	處理前	處理后	表3標準
1	COD(mg/L)	455	34.9	50
2	氨氮(mg/L)	52.7	2.0	8
3	總Cu(mg/L)	38.6	0.12	0.3
4	總Ni(mg/L)	19.7	0.05	0.1
5	總Cr(mg/L)	3.6	0.3	0.6
6	總CN(mg/L)	6.9	0.02	0.2

 

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本工藝采用厭氧與好氧結合的高效微生物工藝，處理含微量重金屬離子和含有機污染物的電鍍綜合廢水。結果表明，該工藝不僅能有效去除污水中的微量重金屬離子，而且能去除廢水中的有機污染物，使出水水質優良，全面達到表3的標準。與傳統的物化工藝相比，高效微生物法有下述優點：（1）操作簡單，自動化程度高，處理效率高，出水水質穩定，全面達標。（2）投資少，能耗低，運行成本低，節省大量藥劑。（3）綜合污水處理部分污泥量減少90%以上，實現真正的節能減排。因此，這種高效微生物工藝在電鍍廢水的處理中有良好的應用前景。