林艺钊 徐建华 闫虎祥 林建清

（1九牧厨卫股份有限公司 福建泉州 362200 2赛恩斯环保股份有限公司 湖南长沙 410006）

引言

电镀是利用电化学方法在材料表面镀上各种金属[1]，它广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业[2,3]，工艺过程中产生的电镀废水主要含有各种重金属元素及有机污染物等。近几十年来，电镀废水处理技术得到了广泛的研究和应用[4-8]。由于该类废水中金属离子浓度高、毒性大，导致废水可生化性差，生物法难于处理，目前的主要处理技术有化学沉淀法[9-11]、离子交换法[11-13]及电化学处理技术[14-15]等。本研究拟采用在有色行业成熟应用的生物制剂方法对电镀废水进行处理，实现废水中重金属和COD的脱除，为电镀废水的处理提供新的思路。

1 试验部分

1.1 试验用水

试验用水取自九牧集团生产车间，主要包括前处理含油废水、含镍废水和含铬废水等，其水质情况如下表1.1所示。

表1 原水水质情况(单位：mg/L，pH值无量纲)

由表1.1可知，三种废水的水质波动较大，其整体情况介绍如下：

含镍电镀废水主要来自于镀镍生产过程中镀件漂洗水和镀槽废液，含镍浓度高，显酸性。

含铬废水主要来源于电镀生产过程中的镀件清洗、镀液过滤和废弃电镀液等，废水中主要含三价铬、六价铬以及各种金属离子、酸、碱和各种助剂。

含油废水中含有较低的重金属离子、盐分、游离酸、有机化合物等。

1.2 试验药剂

试验药剂主要包括生物制剂、氧化剂、氢氧化钠、PAM，其中：

生物制剂：赛恩斯环保股份有限公司专利药剂，液体，主要作用是药剂中有效功能基团和废水中重金属配位结合形成配位体，实现重金属离子深度脱除；

氧化剂：赛恩斯环保股份有限公司专利药剂，液体，主要作用是在生物制剂催化下发生强效高级氧化反应，降解脱除废水中的COD；

氢氧化钠：工业级片状氢氧化钠；

PAM（聚丙烯酰胺）：工业级聚丙烯酰胺，分子量大于800万；

1.3 试验方法

采用两种不同的处理工艺对三类废水进行了处理研究：处理含镍、铬废水采用的生物制剂深度处理工艺，其工艺流程如图1.1所示；处理含油废水采用生物制剂协同氧化工艺，其工艺流程如图1.2所示。

图1 生物制剂深度处理工艺流程图

工艺说明：试验过程中，用自吸泵将含油废水泵入集装箱中的一级反应槽，先在一级反应槽中投加一定量的生物制剂反应20min，进入二级反应槽继续反应；然后进入三级反应槽，添加液碱将pH调至10-11，反应20min；在絮凝反应槽再加入少量絮凝剂进行絮凝反应，最后废水进入斜板沉淀池进行固液分离，实现镍、铬的深度脱除，最后取上清液进行分析检测。

图2 生物制剂协同氧化工艺流程图

工艺说明：用自吸泵将含油废水泵入一级反应槽，先投加一定量的生物制剂和氧化剂，反应20min，之后进入二级反应槽继续反应；然后进入三级反应槽，添加液碱将pH调至9～11，反应20min；在絮凝反应槽再加入少量絮凝剂进行絮凝反应；最后废水进入斜板沉淀池进行固液分离，实现COD、镍、铬和铜的深度脱除，最后取上清液进行分析检测。

1.4 分析方法

COD：重铬酸钾法（GB11914-89）；

pH：酸度计（WTWpH330i）；

重金属Ni：TAS-990火焰原子吸收分光光度法；

重金属Cr：二苯碳酰二肼分光光度法。

2 结果与讨论

2.1 含镍废水处理

2.1.1 生物制剂用量对废水中镍去除的影响

采用条件试验考察生物制剂投加量对工艺处理效果的影响。由于试验所取废水中的镍浓度较高，故采用二段处理的方式，即生物制剂一段处理后经澄清的出水，采用生物制剂继续进行第二段处理。药剂参数和结果如表2.1所示。

表2 含镍废水条件试验数据

由表2.1可知：（1）在原水镍浓度为5555mg/L的条件下，随着生物制剂投加量的增加，一段处理出水镍浓度从210.58mg/L降低至5.33mg/L，二段出水镍浓度从18.1mg/L降低至0.1mg/L以下。（2）一段生物制剂投加量为3g/L时，其镍浓度的去除率达到99.9%，当二段生物制剂投加量为2g/L时，镍的去除率相较于一段处理后液为99.3%，出水镍浓度低于0.1mg/L，为0.056mg/L。

从上述试验结果可知，在该原水镍浓度条件下，采用两段工艺处理，优化条件下可将出水镍浓度控制在0.1mg/L以下，达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中表3的要求。

2.1 .2连续试验

根据上述条件试验的结果，选择采用二段生物制剂处理工艺，将一段生物制剂投加量控制为3g/L，二段生物制剂投加量控制在2g/L，对两段出水进行连续取样分析，考察处理效果。连续运行过程中进出水镍浓度变化趋势见图2.1所示。

图2 连续运行进出水镍浓度变化趋势图

由图2.1可知，连续运行过程中原水镍浓度在1784mg/L～8339mg/L之间波动，一段处理过程保持生物制剂投加量为3g/L，二段处理保持生物制剂投加量为2g/L，处理后液镍含量均低于0.1mg/L，大部分低于0.05g/L，稳定达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中表3的要求。

2.2 含铬废水处理

2.2.1 生物制剂用量对废水中铬去除的影响

采用条件试验考察生物制剂投加量对工艺处理效果的影响。由于试验所取废水中的铬浓度较高，故采用二段处理的方式进行试验。药剂参数和结果如表2.2所示。

表2 含铬废水条件试验数据

由表2.2可知：（1）在原水总铬浓度为1490mg/L的条件下，随着生物制剂投加量的增加，一段处理出水铬浓度从44.94mg/L降低至3.29mg/L；二段处理出水铬浓度从3.27mg/L降低至0.19mg/L。（2）一段生物制剂投加量为3.5g/L时，其总铬浓度的去除率达到99.6%，含量从1497mg/L降低至5.22mg/L；当二段生物制剂投加量为2.5g/L时，其总铬的去除率相较于一段处理后液为92.7%，残余总铬浓度低于0.5mg/L，为0.38mg/L。

从上述试验结果可知，在该原水总铬浓度条件下，采用两段工艺处理，优化工艺条件下可将出水总铬浓度控制在0.5mg/L以下，达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中表3的要求。2.2.2连续试验

根据上述条件试验的结果，将一段生物制剂投加量控制为3.5g/L，二段生物制剂投加量控制在2.5g/L，对两端出水进行连续取样分析，考察处理效果。连续运行过程中进出水铬浓度变化趋势见图2.2所示。

图2 连续运行进出水总铬浓度变化趋势图

由图2.2可知，连续运行过程中原水总铬浓度在629mg/L～2217mg/L之间波动，一段处理过程保持生物制剂投加量为3.5g/L，二段处理保持生物制剂投加量为2.5g/L，处理后液总铬含量均低于0.5mg/L，达到了《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中表3的要求。

2.3 含油废水处理

2.3.1 生物制剂、氧化剂用量对废水中COD去除的影响

为考察在同一COD条件下、不同生物制剂和氧化剂投加量对处理效果的影响，进行如下条件试验研究，药剂参数和结果如表3、表4所示。

表3 含油废水药剂量条件试验数据（一）

表4 含油废水药剂量条件试验数据（二）

由表2.3、表2.4可知：

在含油废水原水COD浓度在1741～5594mg/L范围的条件下，通过调整生物制剂和氧化剂的用量，优化工艺条件下COD脱除率可以达到90%以上，此时生物制剂投加量应保持在0.8-1.2g/L，氧化剂投加量保持在1-1.6g/L。

2.3.2 连续试验

根据上述条件试验的结果，以及含油废水COD波动很大的现实情况，综合考虑选择在连续试验运行过程中，将生物制剂投加量控制为1.2g/L废水，氧化剂投加量控制为1.6g/L，其相关数据见图2.3所示。

图3 含油废水连续运行数据变化图

根据图3的结果可知，连续运行过程中原水COD波动很大，在202～6263mg/L之间，在整个运行过程中，保持生物制剂投加量和氧化剂投加量不变。对出水进行连续检测，结果显示：出水COD根据原水的波动而在41～597mg/L之间波动。

根据上述连续试验结果亦可发现，采用生物制剂协同氧化工艺处理该含油废水，保持生物制剂和氧化剂投加量为试验用量，在原水COD不高于350mg/L时，可以将COD降低至50mg/L以下。因此生物制剂协同氧化工艺处理该含油废水中的COD具有明显的效果。

结语

中试试验结果表明：

（1）生物制剂深度处理技术对九牧公司含铬废水、含镍废水等重金属处理效果优越，优化工艺条件下，废水中的重金属浓度可以稳定控制在《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中表3规定的限值以下，处理每吨试验所用浓度范围的重金属废水药剂成本大约8～10元。

（2）生物制剂协同氧化技术对含油废水中的COD具有良好的降解脱除效果，优化工艺条件下COD去除率可以达到90%以上，对于COD浓度较低的前处理废水（COD＜400mg/L时），COD可直接达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中表3规定的限值标准，处理每吨试验所用浓度范围含油废水的药剂成本大约为6～8元。

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