摘要：本文介紹電鍍工業(yè)園電鍍廢水生物納米材料（BN）處理的原理、工藝流程和工程實(shí)例及有關(guān)問題。電鍍行業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)生了大量有毒有害的污染物,對環(huán)境造成極大的危害。采用生物納米材料（BN）處理電鍍廢水, 既可降低運(yùn)行成本、又可使出水穩(wěn)定達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級標(biāo)準(zhǔn),水可回用，金屬可回收。

關(guān)鍵詞：生物納米材料  電鍍廢水  處理工程

1  前  言

隨著我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,帶動了電鍍行業(yè)的迅猛發(fā)展。而電鍍生產(chǎn)中, 化工原料利用率低，產(chǎn)生污染物種類多、毒性大、排放量大，危害重。電鍍廢水來源于電鍍生產(chǎn)過程中的鍍件清洗、鍍液過濾、廢鍍液以及由于操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”，另外還有地面沖洗，通風(fēng)冷凝等[1]。電鍍廢水中含有Cr6+、Ni2+、Cu2+ 、Zn2＋和CN—等污染物，這些污染物排放到外環(huán)境，將對環(huán)境，尤其是水源環(huán)境造成很大危害。

國內(nèi)外科技人員對電鍍廢水治理技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和探索，研究了20余種治理電鍍廢水的方法，這些方法可分為四大基本類型，即物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法。物理法主要有蒸發(fā)法、活性炭吸附法、膜過濾法等；化學(xué)法主要有硫化物沉淀法、氫氧化物沉淀法、焦亞硫酸鈉還原沉淀法等；物理化學(xué)法主要有離子交換法、TBP萃取法、反滲透法、電解法等。這些方法在不同程度上具有費(fèi)用較高、易產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)。利用微生物處理重金屬工業(yè)廢水的研究源于20世紀(jì)80年代，目前已經(jīng)取得較好的進(jìn)展。張建民等采用生物技術(shù)從電鍍淤泥中分離出還原桿菌（脫硫孤菌）,并實(shí)驗(yàn)了菌量、鉻離子濃度、反應(yīng)溫度和時(shí)間等因素對還原桿菌去除溶液中鉻離子效率的影響。結(jié)果表明:在菌廢比l:1.4，20℃～30℃，pH5～6，作用16～20 h,對Cr6+ 75 mg/L的去除率可達(dá)99.9%[2]。劉瑞軒等用生物膜法處理含鉻的電鍍廢水表明：該法對水質(zhì)水量波動適應(yīng)性強(qiáng)，對含Cr3+ 濃度為5～80mg/L的電鍍廢水均可得到高效治理，出水濃度為1.0 mg/L左右，低于工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)[3]。我公司拓展的生物納米材料（BN）處理電鍍廢水具有物理、化學(xué)和物化法的氧化、還原、吸附、絮凝共沉淀等特點(diǎn)，特別適應(yīng)高中低金屬離子濃度廢水的處理。能保障出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。本法無大量污泥產(chǎn)生，水可回用，金屬可回收，操作管理簡便，投資和運(yùn)行費(fèi)低。

2  BN處理電鍍廢水的機(jī)理

工藝所用的BN，在BN產(chǎn)生池(器)的不同層次繁殖，具有專性的幾種納米菌株，它們之間互生、共生并產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)生成專一的納米材料（BN），該BN在廢水中能迅速還原Cr6＋為Cr3＋，對Ni2＋、Cu2＋、Zn2＋、Cr3＋離子幾乎同時(shí)有靜電吸附作用、混凝作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和對廢水pH值的緩沖作用，使得金屬離子迅速被沉集而廢水被凈化。

3  處理工藝流程

電鍍廢水的組成成分復(fù)雜，若將各種廢水混合在一起處理，由于水量較大，污染物復(fù)雜，而含重金屬和氰化物廢水處理工藝的反應(yīng)條件不同，會造成投資及運(yùn)行費(fèi)用大大增高。因此,本BN法將電鍍廢水分成三條線來處理,其具體的工藝流程如下:

含鉻廢水經(jīng)隔油池1除油，進(jìn)入調(diào)節(jié)池1調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，泵入反應(yīng)池1與BN反應(yīng)，溢流入反應(yīng)池2與BN反應(yīng)，再溢流入混凝池1調(diào)pH，再經(jīng)絮凝池1，斜沉池、過濾后排放。

綜合廢水（含銅、鎳、鋅）經(jīng)隔油池2除去油類物質(zhì)，進(jìn)入調(diào)節(jié)池2調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，泵入反應(yīng)池3，與BN反應(yīng)30 min后，溢流入反應(yīng)池4與BN反應(yīng)，經(jīng)混凝池2調(diào)節(jié)pH，其出水溢流進(jìn)絮凝池2，加PAM絮凝，然后進(jìn)入斜沉池固液分離和過濾器過濾后，出水排放或回用。

含氰廢水經(jīng)隔油池3除油，進(jìn)入調(diào)節(jié)池3調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后，泵入破氰池1，在pH10～11、ORP 300mV下，加NaClO進(jìn)行不完全破氰，溢流入破氰池2，在pH8～9下加NaClO在ORP 650 mV下進(jìn)行完全破氰后，自流經(jīng)反應(yīng)池5和6與BN反應(yīng)除Ni2+、Cu2+，經(jīng)混凝池3、絮凝池3，再經(jīng)過斜沉池固液分離、過濾器過濾后排放或回用。

斜沉池和過濾器排出的污泥進(jìn)污泥池，經(jīng)污泥脫水機(jī)脫水后，泥餅作金屬回收的原料，脫水回調(diào)節(jié)池�；厮厮帽么蛉隑N產(chǎn)生池，并加入營養(yǎng)物,在35℃～39℃，48 h生產(chǎn)BN備用。

調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、BN池等的大小由鍍種、金屬離子、氰離子濃度和日處理廢水量確定，BN與廢水的最佳比例由處理實(shí)際廢水調(diào)試得出。

本工藝不會出現(xiàn)對BN的累積毒性。每日加入的營養(yǎng)物中有足夠的C、N、P和S源，BN能按需要增長，足以供應(yīng)工程運(yùn)行的用量，使工程穩(wěn)定運(yùn)行、處理出水達(dá)標(biāo)排放。

4  工程實(shí)例及調(diào)試運(yùn)行結(jié)果

某電鍍工業(yè)園（股份制公司）由24家中小電鍍廠組成，每天排放電鍍廢水500m3，其中：含氰廢水100 m3，含鉻廢水100 m3，綜合廢水300 m3。要求經(jīng)處理之后，其排放出水達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978－1996的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。廢水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)：Cr6+≤800 mg/L；Cu2+≤150mg/L；Ni2+≤150 mg/L；CN—≤70mg/L；pH≥3。處理出水水質(zhì)指標(biāo)：Cr6+<0.5mg/L；TCr<1.5mg/L；TCN<0.5mg/L；Cu2+<0.5mg/L；Ni2+<1mg/L；pH=6～9。

該電鍍廢水采用上述工藝流程處理的運(yùn)行結(jié)果見表1:(時(shí)間是2006年6月16日～25日，廢水濃度單位除pH外均是mg/L) 

由上表可以看出: 電鍍廢水經(jīng)過BN處理后處理出水的各項(xiàng)廢水指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)pH:6～9，Cr6+≤0.5 mg/L，總鉻≤1.5 mg/L，TCN≤0.5 mg/L，Ni2+≤1.0mg/L，Cu2+≤0.5mg/L,并且能長期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。該工程自投入運(yùn)行6月個(gè)以來，出水各項(xiàng)指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，水回用，金屬回收。工程操作管理方便，設(shè)備安全可靠，BN的培養(yǎng)和使用方便，處理效果好,工程投資省、能耗小，運(yùn)行費(fèi)低。

5  運(yùn)行成本

1.含鉻廢水，pH3，Cr6+95.5 mg/L，BN處理的成本為4.5元/m3·廢水；化學(xué)法為6.5 元/m3·廢水。

2.綜合廢水，pH3，Ni2+117.2 mg/L，Cu2+13.3 mg/L，BN處理的成本為4.8元/m3·廢水；化學(xué)法為8.3元/m3·廢水。

3.含氰廢水，pH9，CN—51mg/L，用次氯酸鈉＋BN處理的成本為9.6元/m3·廢水�；瘜W(xué)法處理的成本為11.8元/m3·廢水；

說明：BN法處理含鉻廢水和綜合廢水及含氰廢水的成本比化學(xué)法低。若將廢水中鎳、銅和鉻回收，可使運(yùn)行成本大幅度降低。

6  混排會引起運(yùn)行成本增高

調(diào)試中發(fā)現(xiàn)若將含鉻廢水、含氰廢水和綜合廢水混排必然造成處理出水水質(zhì)不清澈，并且不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，其運(yùn)行成本高達(dá)13～21元/m3·廢水。因此，必須加強(qiáng)管理，杜絕混排的發(fā)生。

7  結(jié)  語

電鍍廢水所含有的污染成分比較多,并且危害極大，采用BN法處理, 提高管理水平，既可降低運(yùn)行成本、又可使出水長期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，并且有利于鎳、銅、鉻金屬的回收，進(jìn)而產(chǎn)生較好的環(huán)境社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 張自杰，錢易，章非娟．環(huán)境工程手冊——水污染防治卷[M]．北京：高等教育出版社，1996，10：1268—1276．

[2] 張建民.生物處理電鍍鉻廢水的研究[J].工業(yè)水處理.1999，19(5)：21—22．

[3] 劉瑞軒，于愛華，王韜等．一種處理含Cr3+電鍍污水的新工藝[J]．化學(xué)通報(bào)，2005(7)：541—546．

[4] 李福德.微生物治理電鍍廢水方法[J].電鍍與精飾.2002,24(2):35-37.

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