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(jié)化學法處理電鍍污水經(jīng)驗基礎(chǔ)上而開發(fā)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(shè)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(guān)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(yè)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(chǎn)物與上述基本相同。
上世紀七十年代初期，出現(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(chǎn)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(huán)保要求所不容許的。
鑒于上述問題，尋求一種經(jīng)濟有效的處理電鍍污水的新方法，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)保效益的統(tǒng)一已成眾望。在此前提下，我們在總結(jié)電鍍污水處理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過設(shè)備開發(fā)并利用高科技生物科技成果，而總結(jié)開發(fā)出的一種電鍍污水處理新技術(shù)，其主要特點是凈化效果好，對有毒有害物去除徹底，節(jié)省污水處理工程建設(shè)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(yè)廢水處理具有較強生命和前景廣闊的新技術(shù)。
為了推廣該項新技術(shù)，原國家計劃委員會下達了循環(huán)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(yōu)勢菌篩選馴化，微生物固定，高效生物反應(yīng)器及提高生化系統(tǒng)自控能力等關(guān)鍵技術(shù)上，現(xiàn)已開發(fā)出電鍍污水處理最新工藝和配套設(shè)備。
2、基本原理
該技術(shù)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(guān)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(yīng)式如下：
2CN－＋8OH－ 破氰菌N2＋2CO2+4H2O……①
隨著游離氰根的去除，氰絡(luò)合離子產(chǎn)生如下反應(yīng)：
Ag（CN）2 Ag＋＋2CN－……… ②
Cu（CN）42－Cu2＋＋4CN－………③
上述反應(yīng)生成的游離氰根可按反應(yīng)式①繼續(xù)被破氰菌去除，以此達到去除氰的目的。
該法與傳統(tǒng)的化學方法相比具有建設(shè)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(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)保效益的統(tǒng)一。
2.2、六價鉻：
通過鐵細菌與鐵反應(yīng)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(yīng)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(chǎn)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(zhuǎn)化H2O和CO2，從而得以去除。
2.4、氨氮的去除
通過傳統(tǒng)的消化/反硝化反應(yīng)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(shù)據(jù)如下表所示：
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表一：試驗（浸泡）前、后氰根（CN－）濃度（mg/L）
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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(wěn)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(shù)據(jù)如下表所示：
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表二：試驗（浸泡）前、后六價鉻濃度（mg/L）
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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(wěn)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(yīng)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(shù)據(jù)如下表所示:
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表三：電鍍廠電鍍污水生化處理運行各指標測定表
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5．結(jié)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(shè)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(wěn)定達標。
參考文獻
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