微生物法处理电镀废水的研究
摘要：微生物法处理电镀污水是在总结化学法处理电镀污水经验基础上而开发出来的一种电镀污水处理的新工艺、新方法，与化学法相比，具有建设费用和运行费用低、能去除多种污染物及回收有用资源的特点。
关键词 微生物法，生物铁，生物炭
1．概论
电镀污水是我国最早治理的工业污水之一，长期以来，治理该种污水多用化学法，且治理的主要项目仅六价铬（Cr6＋）和氰根（CN－）两种污染物，其他项目未作严格要求。去除六价铬（Cr6＋）的办法主要是用亚铁离子将六价铬（Cr6＋）还原成三价铬（Cr3＋），二价铁被氧化成三价铁。三价铁、三价铬及过量的二价铁离子在适宜的pH值下生成氢氧化物沉淀（即污泥），分离污泥后，达到去除六价铬（含三价铬、三价铁及二价铁）的目的。也有用离子交换法处理六价铬的。
除氰根（CN－）的主要是用活性氯（含液氯、次氯酸钠和二氧化氯）将氰根（CN－）氧化成氮气（N2）和二氧化碳（CO2）称全氧化或氧化成碳酸氢胺（NH4HCO3）称半氧化。也有用臭氧作氧化剂的，其氧化产物与上述基本相同。
上世纪七十年代初期，出现所谓的电解法，其基本原理与上述化学法相同，所不同的只是用电解钢板的办法制取亚铁离子，用电解食盐的办法制取次氯酸钠（NaClO）。
化学法处理电镀污水虽然在我国使用了近五十年，国外一些发达国家也曾长时间的使用化学法处理电镀污水，但化学法存在的几个主要问题一直未能很好的解决，具体为如下几点：
1、需投加大量的化学药剂，这就直接导致处理费用高。
2、 因电镀废水水量小，难实现机械加药，多为人工加药，而化学法需大量投加药剂，这就使人工劳动强度加大。
3、用化学法处理电镀污水会产生大量的污泥，给回收有用资源带来的较大难度。
4、 化学法处理电镀污水很难确保COD、氨氮……等指标达标，这是越来越高的环保要求所不容许的。
鉴于上述问题，寻求一种经济有效的处理电镀污水的新方法，实现经济效益和环保效益的统一已成众望。在此前提下，我们在总结电镀污水处理经验的基础上，通过设备开发并利用高科技生物科技成果，而总结开发出的一种电镀污水处理新技术，其主要特点是净化效果好，对有毒有害物去除彻底，节省污水处理工程建设费，降低水处理耗费，能回收有用金属金、银、铜、镍等贵重金属。是一种电镀行业废水处理具有较强生命和前景广阔的新技术。
为了推广该项新技术，原国家计划委员会下达了循环式厌氧－好氧生物膜水处理重大科研项目。十多年来，我们始终把研究重点放在优势菌筛选驯化，微生物固定，高效生物反应器及提高生化系统自控能力等关键技术上，现已开发出电镀污水处理最新工艺和配套设备。
2、基本原理
该技术的基本原理是通过微生物的作用使电镀污水中含有的多种有毒、有害物得到全面去除，确保电镀污水中的六价铬、氰化物（有氰电镀），各种重金属，COD、氨氮……被处理达到相关的排放标准。具体阐述如下：
2.1、氰化物（CN－）：
通过革兰氏菌等菌群将其分解为氮气和CO2排入大气。反应式如下：
2CN－＋8OH－ 破氰菌N2＋2CO2+4H2O……①
随着游离氰根的去除，氰络合离子产生如下反应：
Ag（CN）2 Ag＋＋2CN－……… ②
Cu（CN）42－Cu2＋＋4CN－………③
上述反应生成的游离氰根可按反应式①继续被破氰菌去除，以此达到去除氰的目的。
该法与传统的化学方法相比具有建设投资省、运行费用低等特定，且能有效的回收金、银、铜等贵重金属，实现经济效益和环保效益的统一。
2.2、六价铬：
通过铁细菌与铁反应生成亚铁离子(Fe2+)，将六价铬(Cr6+)还原成三价铬(Cr3+)，亚铁离子(Fe2+)被氧化成三价铁(Fe3+).三价铬(Cr3+)、三价铁(Fe3+)及过量的亚铁离子(Fe2+)在适宜的pH值下生成氢氧化物（即污泥）达到去除六价格(Cr6+)的目的，主要反应式如下：
Fe 铁细菌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
电镀污水中的COD主要产生于电镀中除油时的油污，及加入在电镀槽中的表面活性剂和光亮剂等。去除的方式是通过微生物作用使上述污染因子转化H2O和CO2，从而得以去除。
2.4、氨氮的去除
通过传统的消化/反硝化反应去除大部分氨氮，微量氨氮通过光合菌去除。光合菌能使氨氮的去除率提高，确保出水氨氮含量达到（GB18918－2002）标准中的一级A标准。
3．小试分析
3．1 含氰污水小试
小试是用电镀污水浸泡菌载体（含菌生物炭），浸泡时间为20分钟，然后再测定试验（浸泡）前后氰根的浓度。测定数据如下表所示：
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表一：试验（浸泡）前、后氰根（CN－）浓度（mg/L）
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从表一中可以看出，我们虽然用两种不同浓度污水（约50mg/L和25mg/L），但氰根去除率很稳定约60%左右。
含铬污水小试是用电镀含铬污水浸泡生物铁屑（含铁细菌），浸泡时间为四小时。然后再测定浸泡前后污水中六价铬的浓度。（测定方法是硫酸亚铁铵滴定法）测定的数据如下表所示：
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表二：试验（浸泡）前、后六价铬浓度（mg/L）
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从表二中可以看出，虽然用两种含不同浓度六价铬的污水（约75mg/L和50mg/L），但试验后污水浓度均小于2mg/L，其六价铬去除率均大于98%，且十分稳定。
4 污水处理工程运行测试
4．1镀种和水量
电镀污水生物处理实际应用的是一家小型电镀厂，日处理水量约为100m3。主要镀种有碱性镀锌（含镀锌铬酸钝化）、镀铬有镀硬铬和装饰铬、镀铜、镀镍，还有少量银，其中镀铜和镀银为有氰电镀。污水中主要污染物为六价铬，少量氰根及重金属和COD。
4．2污水处理工艺流程：
4．3运行测试
运行中测定的主要指标有六价铬、氰根、pH、COD，其平均数据如下表所示:
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表三：电镀厂电镀污水生化处理运行各指标测定表
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5．结论
用微生物法处理电镀污水，能将该类污水处理达标，且具有建设费用低、运行费用低、能有效去除多多种污染物的特点，还能确保处理后污水中各污染物指标稳定达标。
参考文献
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