高效微生物处理电镀综合废水并不遥远

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通过厌氧-好氧高效微生物法处理含微量重金属离子的电镀综合废水可有效去除废水中的重金属离子和有机污染物，使离子浓度和COD全面达到《电镀污染物排放标准》中规定的表3标准。并使污泥产量大幅减小，节约了药剂和运行费用，给企业带来良好的经济效益。

关键词：电镀废水，高效微生物，重金属污染，污泥减量

近年来，“镉大米”、“重金属蔬菜”、儿童血铅超标等事件频频曝光，表明在我国，土壤和水域中的重金属污染已严重影响民众的切身健康安全。由于电镀废水的毒性极大，对人类和对环境的危害极其严重，因此，2011年国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》，对重金属污染的治理加大了资金和技术力量的投入，据统计，规划执行三年来，我国对重金属污染的投入已超过416亿元。另一方面，国家对这类污染物的排放制订了更为严厉的规定，2008年出台的《电镀污染物排放标准》GB219002-2008首次对电镀行业污染物排放提出了行业标准。例如表3中对6价铬的排放标准提升至0.1mg/L，总铬排放量提升至0.5mg/L，总镍排放量提升至0.1mg/L，同时，标准对COD 排放要求也提高至50mg/L以下。不仅如此，为了减少排放量国家对电镀企业的水回用比例也作了规定。

电镀废水的种类繁多，其成份也不尽相同，因此，处理电镀废水的技术和工艺较一般的工业和生活污水要复杂得多，难度也大得多。为了提高处理效果，电镀废水需遵循分类处理的原则，即将含不同重金属类别的污水分别用不同的方法进行处理。其中含氰废水和含6价铬的高毒性废水必须采用专门的方法进行处理。由于电镀废水的主要成份是无机物，因此，目前极大多数电镀企业主要采用物化处理的方法，如吸附法[]、中和沉淀法[]、混凝沉淀法[]、基于氧化或还原的化学法[]和电化学法如微电解[]或电絮凝[]等。这些方法对去除废水中的重金属物质虽有较好的效果，但存在最大的弊端是处理过程中产生大量的污泥，这类高危固废，不仅处理费用高，给企业增加负担，而且处理过程会对环境造成严重的二次污染。此外，在实际操作中，废水成份是在不断变化的，而药剂的加入量无法随时调整，因此，无法确保药剂用量的正确。当药剂加入量过大时，会造成药剂的浪费，增加处理费用；而当药剂加入量不足时又会使出水无法达标。特别是由于新的表3标准对排放水中的COD和氨氮含量也作了很严格的规定，采用传统的电镀废水处理技术不仅费用高，而且很难保证废水排放达到表3的要求。而COD和氨氮的去除通常需采用微生物处理的方法[]。即在原有的设施中，增加生物处理的工序。由于经物化处理的电镀废水中，COD的含量并不高，一般均低于500mg/L，只要经过简单的好氧生物处理，COD就能达到表3标准。因此，根据新规定的要求，用物化加生化的方法处理电镀废水是必要的。

在本文中，我们选用了一种经特别驯化的高效好氧微生物用于废水的好氧生物处理，采用多孔填料作为微生物的载体。该高效微生物的最大特点是在处理过程中产生的生物污泥量极少，甚至不产生污泥。用该法处理电镀综合废水产生的污泥量极低，为电镀综合废水的处理提供了一种高效、节能和环保的新途径。

微生物法处理电镀综合废水的应用

 

一家位于广东省中山市民众镇电镀工业园的污水处理厂的废水处理系统的日处理量约为500m3，废水来源于该园区电镀厂在生产过程中产生的含铬废水、含氰废水、混排废水、前处理废水以及含铜、锌、镍等废水。由于该电镀园区的废水来源复杂，水质、水量的变化很大。该厂将进厂废水分为6类，先用传统方法分类进行物化处理，然后合并在一起至综合污水进一步混凝处理。表1列出了各类废水的组成，水量和处理方法。由于处理方法落后，混杂现象严重，因此，原处理系统的出水不能稳定达标。为此市、区环保局要求工厂限期采取有效措施，使治理后废水达到《电镀污染物排放标准》表3的要求。

废水组成和处理方法

 

序号	污染物	pH	日排水量t/d	废水组成	处理方法	存在问题
1	含氰废水	10-12	≤180	CN-≤150mg/l 混有铜氰、银氰、锌氰等络合离子和石油类	先用氧化法二级破氰，然后并入综合废水池	含氰的金属络合离子难去除
2	含铬废水	1-3	≤150	Cr6+≤300mg/l 混有三价铬、铜、铁、锌、镍等重金属离子，氰化物和石油类等	先将废水中六价铬离子还原成三价，然后加碱使生成氢氧化铬去除，进入综合废水池	石油类污染物仍有残留。
3	含铜镍废水	2-3	≤220	Ni2+≤100mg/l，Cu2+≤100mg/l， 混有少量其他金属离子，氰化物和石油类	加碱和PAM使形成氢氧化物沉淀去除，然后进入综合废水池	仍含有少量氰化物和石油类污染
4	混排废水	～7		含油脂和悬浮物和金属离子（如铜、镍、锌、银等）	先破氰，然后用混凝沉淀法去除，进入综合废水池	油脂无法去除
5	前处理废水	10-13		酸碱废水	加酸中和，进入综合废水池
6	防染盐	12-14	≤2	含氰和少量金属离子	破氰后进入综合废水	防染盐难去除
7	综合废水	5-8	约500	含有少量未去除的金属离子、氰化物和石油类污染物	加入石灰及混凝剂沉淀，上清液排放	污泥量大，难以达到表3标准

原处理工艺存在的主要问题是药剂用量大，费用高。处理后，有机污染物的去除率差，水中的重金属离子仍有残留。而且产生的污泥量极大，处理成本高。

微生物法处理电镀废水工艺

我们通过对废水处理工艺的调研和分析，认为工厂对于高浓电镀废水采用的处理工艺基本上是合理的。但是，由于物化处理法固有的不足和混杂现象的存在，上述废水经处理后合并至综合废水后，还含有少量的氰化物和重金属离子、CN-与某些金属离子（如：Ni2+ 、Cu2+等）反应生成的稳定络合物、以及用物化法难以去除的浮油和有机物。这些物质仅通过加入石灰和混凝剂进行混凝沉淀来彻底去除，是十分困难的。（图2）

 

改造前综合废水处理流程 

为此，新工艺采用了改进的微生物处理法，即首先对综合废水进行解毒处理，以去除废水中的氰化物等有毒物质。去毒后的污水，先流入厌氧反应器，在厌氧菌的作用下，一方面，将长链的有机分子破解为小分子，以提高污水的可生化性。另一方面厌氧菌中的脱硫菌能把废水中残留的少量重金属离子通过吸附沉淀等过程截留在厌氧污泥中去除。出流的废水再进入高效好氧生化池进行处理。池内放置高效软性载体并投放高效好氧微生物。这种载体的表面积很大，在池内形成无数的好氧区和缺氧区。当废水流经载体时，通过缺氧、好氧过程，高效微生物在降解有机物的同时，对废水中的氨氮进行硝化、反硝化脱氮，使废水中的石油类有机污染物和氨氮彻底分解，COD降至50mg/L以下，氨氮含量降至8mg/L以下，达到表3的标准排放。

 

综合废水处理新流程

 

根据新工艺的要求，我们在原构筑中增建了2座串联厌氧池，总容积为500M3，HRT=24h。增建一座预曝池，HRT=6h。二座高效好氧生化池，总容积为500M3，HRT=24h。

处理效果

改造工程从2014年3月开始调试，至发稿时止历时6个月。表2列出了综合废水经上述生物处理后，COD及主要几种重金属离子去除的效果。表中所列的数据是8,9两个月每周测试一次所得的数据的平均值。数据表明，采用高效微生物工艺能使该园区污水厂处理后的排放水全面达到并超过《电镀污染物排放标准》表3的规定。而且，采用本工艺后，污泥量也大幅减少。在改造前，该厂综合污水处理部分每天产生的污泥量约3T左右，采用新工艺后，该工序每天产生的污泥量不超过100kg,仅这一项每月为企业节约的污泥处置费约24万元，经济效益十分显著。

 

处理前后COD及主要重金属离子含量的变化

序号	项目	处理前	处理后	表3标准
1	COD(mg/L)	455	34.9	50
2	氨氮(mg/L)	52.7	2.0	8
3	总Cu(mg/L)	38.6	0.12	0.3
4	总Ni(mg/L)	19.7	0.05	0.1
5	总Cr(mg/L)	3.6	0.3	0.6
6	总CN(mg/L)	6.9	0.02	0.2

 

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本工艺采用厌氧与好氧结合的高效微生物工艺，处理含微量重金属离子和含有机污染物的电镀综合废水。结果表明，该工艺不仅能有效去除污水中的微量重金属离子，而且能去除废水中的有机污染物，使出水水质优良，全面达到表3的标准。与传统的物化工艺相比，高效微生物法有下述优点：（1）操作简单，自动化程度高，处理效率高，出水水质稳定，全面达标。（2）投资少，能耗低，运行成本低，节省大量药剂。（3）综合污水处理部分污泥量减少90%以上，实现真正的节能减排。因此，这种高效微生物工艺在电镀废水的处理中有良好的应用前景。