电镀、热镀废水生化治理工程新技术

1、微生物法法处理电电镀废水水的研究究摘要：微微生物法法处理电电镀污水水是在总总结化学学法处理理电镀污污水经验验基础上上而开发发出来的的一种电电镀污水水处理的的新工艺艺、新方方法，与与化学法法相比，具有建建设费用用和运行行费用低低、能去去除多种种污染物物及回收收有用资资源的特特点。关键词 微生生物法，生物铁铁，生物物炭1概论论电镀污水水是我国国最早治治理的工工业污水水之一，长期以以来，治治理该种种污水多多用化学学法，且且治理的的主要项项目仅六六价铬（Cr66）和和氰根（CN）两种种污染物物，其他他项目未未作严格格要求。去除六六价铬（Cr66）的的办法主主要是用用亚铁离离子将六六价铬（Cr66）还还

2、原成三三价铬（Cr33），二价铁铁被氧化化成三价价铁。三三价铁、三价铬铬及过量量的二价价铁离子子在适宜宜的pHH值下生生成氢氧氧化物沉沉淀（即即污泥），分离离污泥后后，达到到去除六六价铬（含三价价铬、三三价铁及及二价铁铁）的目目的。也也有用离离子交换换法处理理六价铬铬的。除氰根（CN）的主主要是用用活性氯氯（含液液氯、次次氯酸钠钠和二氧氧化氯）将氰根根（CNN）氧氧化成氮氮气（NN2）和和二氧化化碳（CCO2）称全氧氧化或氧氧化成碳碳酸氢胺胺（NHH4HCCO3）称半氧氧化。也也有用臭臭氧作氧氧化剂的的，其氧氧化产物物与上述述基本相相同。上世纪七七十年代代初期，出现所所谓的电电解法，其基本本原

3、理与与上述化化学法相相同，所所不同的的只是用用电解钢钢板的办办法制取取亚铁离离子，用用电解食食盐的办办法制取取次氯酸酸钠（NNaCllO）。化学法处处理电镀镀污水虽虽然在我我国使用用了近五五十年，国外一一些发达达国家也也曾长时时间的使使用化学学法处理理电镀污污水，但但化学法法存在的的几个主主要问题题一直未未能很好好的解决决，具体体为如下下几点：1、需投投加大量量的化学学药剂，这就直直接导致致处理费费用高。2、 因因电镀废废水水量量小，难难实现机机械加药药，多为为人工加加药，而而化学法法需大量量投加药药剂，这这就使人人工劳动动强度加加大。3、用化化学法处处理电镀镀污水会会产生大大量的污污泥，给给

4、回收有有用资源源带来的的较大难难度。4、 化化学法处处理电镀镀污水很很难确保保CODD、氨氮氮等等指标达达标，这这是越来来越高的的环保要要求所不不容许的的。鉴于上述述问题，寻求一一种经济济有效的的处理电电镀污水水的新方方法，实实现经济济效益和和环保效效益的统统一已成成众望。在此前前提下，我们在在总结电电镀污水水处理经经验的基基础上，通过设设备开发发并利用用高科技技生物科科技成果果，而总总结开发发出的一一种电镀镀污水处处理新技技术，其其主要特特点是净净化效果果好，对对有毒有有害物去去除彻底底，节省省污水处处理工程程建设费费，降低低水处理理耗费，能回收收有用金金属金、银、铜铜、镍等等贵重金金属。是

5、是一种电电镀行业业废水处处理具有有较强生生命和前前景广阔阔的新技技术。为了推广广该项新新技术，原国家家计划委委员会下下达了循循环式厌厌氧好好氧生物物膜水处处理重大大科研项项目。十十多年来来，我们们始终把把研究重重点放在在优势菌菌筛选驯驯化，微微生物固固定，高高效生物物反应器器及提高高生化系系统自控控能力等等关键技技术上，现已开开发出电电镀污水水处理最最新工艺艺和配套套设备。2、基本本原理该技术的的基本原原理是通通过微生生物的作作用使电电镀污水水中含有有的多种种有毒、有害物物得到全全面去除除，确保保电镀污污水中的的六价铬铬、氰化化物（有有氰电镀镀），各各种重金金属，CCOD、氨氮被被处理达达到相

6、关关的排放放标准。具体阐阐述如下下：2.1、氰化物物（CNN）：通过革兰兰氏菌等等菌群将将其分解解为氮气和CCO2排排入大气气。反应应式如下下：2CN8OOH 破破氰菌NN222CO22+4HH2O随着游离离氰根的的去除，氰络合合离子产产生如下下反应：Ag（CN）2 AAg2CNN Cu（CN）42Cu2244CN上述反应应生成的的游离氰氰根可按按反应式式继续续被破氰氰菌去除除，以此此达到去去除氰的的目的。该法与传传统的化化学方法法相比具具有建设设投资省省、运行行费用低低等特定定，且能能有效的的回收金金、银、铜等贵贵重金属属，实现现经济效效益和环环保效益益的统一一。2.2、六价铬铬：通过铁细细

7、菌与铁铁反应生生成亚铁铁离子(Fe22+)，将六价价铬(CCr6+)还原原成三价价铬(CCr3+)，亚亚铁离子子(Fee2+)被氧化化成三价价铁(FFe3+).三三价铬(Cr33+)、三价铁铁(Fee3+)及过量量的亚铁铁离子(Fe22+)在在适宜的的pH值值下生成成氢氧化化物（即即污泥）达到去去除六价价格(CCr6+)的目目的，主主要反应应式如下下：Fe 铁细细菌Fee22e3Fe 2+Cr66+3FFe3+Crr3+Fe3+3OOH- Fe(OH)3 Cr3+3OOH- Cr(OH)3 Fe 22+22OH-Fe(OH)2 2.3、CODD的去除除电镀污水水中的CCOD主主要产生生于电镀镀

8、中除油油时的油油污，及及加入在在电镀槽槽中的表表面活性性剂和光光亮剂等等。去除除的方式式是通过过微生物物作用使使上述污污染因子子转化HH2O和和CO22，从而而得以去去除。2.4、氨氮的去除除通过传统统的消化化/反硝硝化反应应去除大大部分氨氨氮，微量量氨氮通过光光合菌去去除。光光合菌能能使氨氮氮的去除除率提高高，确保保出水氨氨氮含量达达到（GGB188918820002）标准中中的一级级A标准准。3小试试分析31 含氰污污水小试试小试是用用电镀污污水浸泡泡菌载体体（含菌菌生物炭炭），浸浸泡时间间为200分钟，然后再再测定试试验（浸浸泡）前前后氰根根的浓度度。测定定数据如如下表所所示：表一：试试

9、验（浸浸泡）前前、后氰氰根（CCN）浓度度（mgg/L）实验序号12345678910数据试验前505149505024252424.525试验后2020.52020.5219.5109.59.510去除率(%)60606059586060606160从表一中中可以看看出，我我们虽然然用两种种不同浓浓度污水水（约550mgg/L和和25mmg/LL），但但氰根去去除率很很稳定约约60%左右。含铬污水水小试是是用电镀镀含铬污污水浸泡泡生物铁铁屑（含含铁细菌菌），浸浸泡时间间为四小小时。然然后再测测定浸泡泡前后污污水中六六价铬的的浓度。（测定定方法是是硫酸亚亚铁铵滴滴定法）测定的的数据如如下表所所

10、示：表二：试试验（浸浸泡）前前、后六六价铬浓浓度（mmg/LL）实验序号12345678910数据试验前757674.576755050.550.55050.5试验后11.51.01.81.60.70.90.80.91.0去除率(%)98.69898.697.697.898.698.298.498.298.0从表二中中可以看看出，虽虽然用两两种含不不同浓度度六价铬铬的污水水（约775mgg/L和和50mmg/LL），但但试验后后污水浓浓度均小小于2mmg/LL，其六六价铬去去除率均均大于998%，且十分分稳定。4 污水水处理工工程运行行测试41镀镀种和水水量电镀污水水生物处处理实际际应用的的是

11、一家家小型电电镀厂，日处理理水量约约为1000m33。主要要镀种有有碱性镀镀锌（含含镀锌铬铬酸钝化化）、镀镀铬有镀镀硬铬和和装饰铬铬、镀铜铜、镀镍镍，还有有少量银银，其中中镀铜和和镀银为为有氰电电镀。污污水中主主要污染染物为六六价铬，少量氰氰根及重重金属和和CODD。42污污水处理理工艺流流程：43运运行测试试运行中测测定的主主要指标标有六价价铬、氰氰根、ppH、CCOD，其平均均数据如如下表所所示:表三：电电镀厂电电镀污水水生化处处理运行行各指标标测定表表指标Cr6+CNPHCOD氨氮数据0.240.317.569.52.85结论论用微生物物法处理理电镀污污水，能能将该类类污水处处理达标标，

12、且具具有建设设费用低低、运行行费用低低、能有有效去除除多多种种污染物物的特点点，还能能确保处处理后污污水中各各污染物物指标稳稳定达标标。 HYPERLINK /category8 微生物法法处理电电镀废水水的进展展引言电电镀废水水因镀件件和工艺艺的不同同,污染染物的种种类也不不同,浓浓度差异异也较大大,成分分复杂,不仅含含有Crr6+、Pb22+、ZZn2+、Fee2+、Ni22+等大大量的重重金属离离子,而而且含有有剧毒的的CN-1。近年年来,国国内外对对高浓度度电镀废废水处理理方法研研究甚多多,工艺艺各异,主要有有化学法法、电解解法、离离子交换换法、电电渗析法法、生物物法22等,而传统统的

13、化学学法、离离子交换换法、反反渗析法法等不同同程度地地存在着着工艺复复杂、能能耗大、成本高高、占地地面积大大、运转转费用高高、有二二次污染染等弊端端。 利用微微生物处处理重金金属工业业废水的的研究源源于200世纪880年代代,采用用生物法法处理金金属废水水成为国国内外科科研人员员研究的的新课题题,它具具有效率率高、选选择性强强、吸附附容量大大等优点点,不会会造成二二次污染染,且废废水处理理成本低低,面世世后便引引起了广广泛注意意,得到到了较快快的发展展。 1原理理生物物法处理理电镀废废水的机机理在于于微生物物之间存存在互生生、共生生的关系系,有着着化学、物理和和遗传等等三个层层次的相相互协作作

14、机制。在微生生物的生生长、繁繁殖过程程中,会会产生一一定量的的代谢产产物。这这类生化化物质能能使废水水中的重重金属离离子改变变价态,使Crr6+还还原为CCr3+,同时时微生物物菌群本本身还有有较强的的生物絮絮凝、静静电吸附附作用,吸附CCr3+及、ZZn2+、Nii2+、Cd22+、CCu2+、Pbb2+等等离子,使其经经固液分分离后进进入菌泥泥饼,废废水达标标排放或或回用。微生物物在一定定条件下下靠养分分不断繁繁殖生长长,从而而长期产产生废水水处理所所需的菌菌源33-4。 2研究究概况 近几几年来,随着生生物工程程科学的的发展,人们对对微生物物的认识识越来越越深入,已着手手研究利利用微生生

15、物法处处理电镀镀废水的的新技术术,目前前在功能能菌分离离,菌群群及工艺艺优化、提高生生物吸附附性能以以及优化化微生物物处理工工艺等方方面,国国内外科科技人员员已做出出了大量量研究和和工程实实例。 2.11功能菌菌 功功能菌是是从废水水、电镀镀污泥及及下水道道管内分分离筛选选出菌株株,人工工培养和和驯化,从中获获得高效效净化重重金属的的复合功功能菌5。微生物物功能菌菌处理电电镀废水水具有工工艺流程程简单、污泥量量少等特特点,其其工艺流流程如下下:中科科院成都都生物研研究所的的李福德德4、吴乾乾菁55、赵赵晓红6等等自19986年年以来,从电镀镀污泥、废水及及下水道道铁管内内分离筛筛选出335株菌

16、菌株,从从中获得得了高效效净化CCr6+及其它它重金属属的SRR系列复复合功能能菌,并并以此为为基础设设计了微微生物法法治理电电镀废水水的新工工艺。成成都锦江江电机厂厂等四项项实际工工程运行行结果表表明:该该微生物物法对废废水组分分、金属属离子浓浓度以及及pH的的变化适适应性较较强,处处理后水水中Crr6+、总铬、Zn22+、NNi2+、Cdd2+等等离子质质量浓度度均符合合污水水综合排排放标准准(GGB89978-88)。且工工艺流程程简单,投资少少,无二二次污染染,污泥泥中金属属用微生生物法或或化学法法回收。 TTupppuraaineen等7用用硫酸盐盐还原菌菌(SRRB)处处理人工工合

17、成的的含硫酸酸锌的重重金属废废水,使使SO442-还还原成SS2-,S2-与Znn2+生生成沉淀淀。X-射线衍衍射分析析表明,沉淀物物大部分分是ZnnS。用用SRBB处理含含Zn22+质量量浓度为为2000mg/L左右右的废水水,Znn2+去去除率达达到988%。 Laxxmann等88研究究发现灰灰色链霉霉菌能在在2448hh内把CCr6+还原成成Cr33+并能能显著地地吸收CCr3+。 乔乔勇等9从从电镀废废水中分分离出了了三株能能够高效效降解自自由氰根根的菌种种,并对对这三株株菌的生生长曲线线和影响响其降解解氰化物物的因素素进行了了研究。结果表表明,在在其最优优条件下下该菌种种能将880

18、mgg/L的的CN-降解到到0.222mgg/L,降氰率率达到998.99%。该该研究结结果可为为微生物物在处理理含氰废废水的实实际应用用提供依依据。 2.22高效生生物吸附附剂 生物吸吸附剂是是利用生生物体本本身的化化学结构构及成分分特性来来吸附溶溶于水中中的金属属离子,再通过过固液两两相分离离将水溶溶液中的的金属离离子去除除,因此此开发高高效的生生物吸附附剂和处处理工艺艺,是生生物法处处理重金金属废水水的主要要发展方方向。 B.W.AAtkiinsoon等10研究了了剩余活活性污泥泥处理电电镀废水水,电镀镀废水主主要含有有Zn22+,其其质量浓浓度达到到1100mg/L,同同时还含含有少量

19、量的Cuu2+、Cd22+、NNi2+、Crr3+和和Cr66+,其其研究结结果表明明,活性性污泥对对锌的去去除率高高达966%,其其它金属属的质量量浓度均均在500mg/L以上上,平均均去除率率为800%。生生物吸附附法由于于其吸附附容量一一定、选选择性高高、活性性污泥来来源广泛泛、廉价价易得等等特点11,因而而这一结结果表明明活性污污泥非常常适合作作为生物物吸附剂剂使用。 Annasttasiios等等122在CCu2+、Znn2+和和Ni22+3种种离子共共存的溶溶液(ppH为88)中,用失活活的链霉霉菌菌体体对Znn2+(质量浓浓度为550mgg/L)进行吸吸附,其其去除率率达到770

20、%;溶液ppH为99时,ZZn2+的去除除率接近近1000%。 赵力力等人13研究了了黑根霉霉菌丝体体对铅的的吸附,发现在在适宜的的条件下下,饱和和吸附量量分别可可以达到到1355.8mmg/gg(未经经处理)和1221.11mg/g(明明胶包埋埋)。 王亚亚雄等14研究发发现类产产碱假单单胞菌和和藤黄微微球菌对对Cu22+和PPb2+有较强强的吸附附能力。Cu22+和PPb2+离子在在这2种种细菌上上的吸附附基本符符合Laangmmuirr单分子子层吸附附行为,其线形形回归系系数大于于0.999。CCu2+和Pbb2+离离子在细细菌表面面吸附与与pH有有密切关关系,适适宜pHH范围为为566

21、。稀HHNO33和H22SO44是Cuu2+离离子从藤藤黄微球球菌菌体体上有效效的洗脱脱剂。 2.33工艺优优化 张子间间等115针针对单一一生物法法净化含含铬电镀镀废水存存在着效效率低、处理成成本高的的问题,采用一一种新的的组合工工艺:微微电解-生物法法来处理理含铬电电镀废水水。在实实验过程程中,重重金属离离子通过过微电解解法去除除90%以上,剩余部部分被后后续工艺艺的微生生物功能能菌去除除。实验验结果表表明:CCr6+的质量量浓度为为50mmg/LL,Cuu2+质质量浓度度为155mg/L,NNi2+质量浓浓度为110mgg/L的的废水经经处理后后,重金金属离子子的净化化率达999.99%

22、,且且无二次次污染。 Waang等等人116选选用苯酚酚降解菌菌P.pputiida和和Cr66+还原原菌E.colli在连连续流生生物反应应器中联联合培养养。苯酚酚是唯一一碳源和和能量源源。该系系统分别别在不同同作用时时间、CCr6+和苯酚酚不同初初始浓度度的100种工况况下,连连续运行行了2779d。在其中中8种工工况下,Cr66+和苯苯酚几乎乎获得了了完全去去除。本本系统的的特点是是细菌的的培养装装置与反反应器合合并在一一起,在在细菌培培养的同同时去除除了Crr6+和和苯酚。 叶叶锦韶等等利用复复合生物物吸附剂剂FY001与活活性污泥泥作为吸吸附材料料,探讨讨了柱式式生物曝曝气法对对高浓度度含铬电电镀废水水的生物物吸附效效果。研研究结果果表明柱柱式生物物曝气吸吸附法对对含铬废废水的处处理效果果理想,运行稳稳定。串串联处理理20000mLL总铬、Cu22+和CCOD质质量浓度度分别为为60.4、44.511和488.2mmg/LL的电镀镀废水22h后,去除率率分别高高达922.1%、999.2%和711.4%177。 刘瑞瑞轩等人人开发了了电生物物膜方法法处理重重金属离离子有机机废水的的全套工工艺,研研究表明明电生物物膜反应应器能够够很好地地净化含含有500mg/LPbb2+和和15000mgg/L苯苯酚的高高浓度废废水118,对含CCr3+初始质质量浓度度为