納米鐵技術(shù)協(xié)同生化工藝在電鍍廢水處理工程中的應(yīng)用

李雯玥

摘?要：針對(duì)蘇州某電鍍園區(qū)產(chǎn)生的電鍍廢水產(chǎn)生的不達(dá)標(biāo)問題，采用納米鐵藥劑作為處理劑處理電鍍廢水中的鉻、鎳、銅，再使用生化工藝降低廢水常規(guī)指標(biāo)。運(yùn)行結(jié)果表明：納米鐵對(duì)電鍍企業(yè)產(chǎn)生的綜合廢水、含鎳廢水、含鉻廢水、含銅廢水的處理效果良好，能保證穩(wěn)定達(dá)標(biāo)《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）中表3要求;而重金屬脅迫效應(yīng)的削弱也促進(jìn)了后續(xù)生化工藝效果的提升使得整個(gè)工藝流程穩(wěn)定運(yùn)行，出水能達(dá)標(biāo)排放。

關(guān)鍵詞：電鍍廢水;重金屬;納米鐵

1?工程概況

電鍍廢水成分復(fù)雜，其中往往含有大量鎳、鉻、銅等重金屬，處理問題一直是環(huán)保行業(yè)的一大難題[1-3]。某污水處理公司，接納的污水主要來自蘇州某電鍍園區(qū)，原設(shè)計(jì)水量為2000m3/d，主要為4種廢水，其中含鎳廢水20%，含鉻廢水20%，含銅廢水10%，綜合廢水50%。目前每天收納廢水總量約為1200m3/d，主要有含鉻廢水、含銅廢水、綜合廢水、含鎳廢水等。

原有工藝處理系統(tǒng)采用重金屬加藥處理-CASS生化系統(tǒng)-混凝沉淀-過濾系統(tǒng)組合工藝，于2012年投入調(diào)試運(yùn)行，但系統(tǒng)不穩(wěn)定，針對(duì)《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）中表3的要求，目前污水廠運(yùn)行過程中第一類污染物檢測(cè)口總鎳等未能達(dá)到排放要求，總排口的總鎳、氨氮、總磷、CODcr未能達(dá)到排放要求。突出表現(xiàn)在生化系統(tǒng)不起作用，對(duì)CODcr和氨氮的去除率很低，一般都低于20%。根據(jù)前期調(diào)研得知其原因主要如下：一是前期處理重金屬的過程中，投加的各類鹽較多，加上廢水中現(xiàn)有可能存在的鹽分導(dǎo)致廢水鹽分含量過高，二是廢水中殘留的重金屬對(duì)微生物存在毒害作用[4]。

納米鐵技術(shù)[5]是近年來發(fā)展的一種新技術(shù)，基于鐵單質(zhì)對(duì)絕大多數(shù)重金屬離子具有良好的還原特性，將鐵單質(zhì)加工為納米粒徑級(jí)別的鐵粉，高達(dá)10000倍以上的體表面積比極大的提高了吸附及還原反應(yīng)的速度，同時(shí)鐵單質(zhì)很高的密度也使得反應(yīng)后的固液分離很容易完成，從而大大減少了沉淀反應(yīng)時(shí)間和污泥體積，因此該技術(shù)用于電鍍廢水處理得到了越來越多的重視。

圖1?原有廢水處理工藝流程

針對(duì)廢水處理工藝系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，經(jīng)過小試試驗(yàn)，確定在廢水處理系統(tǒng)采用納米鐵技術(shù)，對(duì)原有重金屬處理段進(jìn)行改進(jìn)，使用納米鐵藥劑取代重捕劑。經(jīng)過近1年的運(yùn)行表明，該技術(shù)較好的解決了原有運(yùn)行過程中出現(xiàn)的重金屬處理段第一類污染物檢測(cè)口總鎳等不達(dá)標(biāo)的問題，生化段也得以穩(wěn)定運(yùn)行正常，總排口的總鎳、氨氮、總磷、CODcr能達(dá)到排放要求。

2?廢水水質(zhì)

該電鍍園區(qū)排出廢水可以分為4股類型，在2014年5月至7月3個(gè)月間監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)廢水水質(zhì)及處理要求排放標(biāo)準(zhǔn)限值如下表1所示。

3?廢水處理工藝

3.1?廢水處理工藝流程

本次改造對(duì)原工藝流程不做改變，僅在重金屬處理段采用納米鐵藥劑替換原有重捕劑，因此工藝流程參見上圖1。

3.2?主要構(gòu)筑物及運(yùn)行參數(shù)

3.2.1?調(diào)節(jié)池，pH調(diào)整池，反應(yīng)池，沉淀池

重金屬處理階段主要作用是去除重金屬，使廢水各項(xiàng)重金屬指標(biāo)在進(jìn)入生化系統(tǒng)前達(dá)到排放要求。在現(xiàn)有的調(diào)節(jié)池內(nèi)加酸、堿、焦亞硫酸鈉（含鉻廢水處理線），以確保進(jìn)入處理系統(tǒng)的廢水pH穩(wěn)定在6～9之間。在現(xiàn)有的初沉池反應(yīng)區(qū)投加納米鐵藥劑以及次氯酸鈉，現(xiàn)有初沉池沉降區(qū)用于固液分離，污泥進(jìn)入現(xiàn)有的初沉污泥池，加藥反應(yīng)部分投加次氯酸鈉（綜合廢水處理線、含鎳廢水處理線）、納米鐵和PAM，沉淀部分用于固液分離，污泥進(jìn)入現(xiàn)有的物化污泥過渡池。各池體積如下：

3.2.2?CASS生化系統(tǒng)

主要運(yùn)行控制參數(shù)：MLSS的質(zhì)量濃度為3000～4500mg/L;DO的質(zhì)量濃度為2.0～3.0mg/L;pH值為6.5～7.5;m（CODCr）∶m（N）∶m（P）=200∶5∶1;污泥經(jīng)二沉池與水分離后回流至好氧池，過剩的污泥進(jìn)入污泥處理單元。

3.2.3?混凝反應(yīng)沉淀池

絮凝沉淀池由反應(yīng)池和沉淀池組成。二沉池出水在反應(yīng)池添加PAC、PAM，生成脫穩(wěn)礬花，然后在沉淀池內(nèi)用蜂窩斜管加速污泥沉降，實(shí)現(xiàn)污泥分離，絮凝沉淀池700m3。

3.2.4?過濾系統(tǒng)

過濾系統(tǒng)由多介質(zhì)過濾器、精密過濾器和活性炭過濾池構(gòu)成，進(jìn)一步去除廢水中的SS和COD。

4?運(yùn)行結(jié)果

4.1?應(yīng)用納米鐵工藝前后檢測(cè)數(shù)據(jù)比較

該污水廠的廢水處理改造工程于2015年1月完成，2月開始調(diào)試運(yùn)行，經(jīng)過近1年的運(yùn)行，選取2015年4～6月的3個(gè)月的平均數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。表2是工藝出水主要污染因子的檢測(cè)數(shù)據(jù)。從表2可以看出，應(yīng)用納米鐵藥劑技術(shù)后，不僅重金屬完全符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，總排放口COD、氨氮等指標(biāo)也有較大降低。

4.2?系統(tǒng)運(yùn)行表現(xiàn)比較

采用納米鐵替代重捕劑作為重金屬處理技術(shù)后，消除了一類排放口不達(dá)標(biāo)問題，同時(shí)大大降低了鹽類濃度和附加COD的輸入，從而改善了生化系統(tǒng)進(jìn)水的毒性。這是由于在重金屬處理段大大削減了重金屬的濃度，使得對(duì)生化系統(tǒng)微生物的脅迫大大降低，微生物活性也得到較好改善，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

5?結(jié)論

采用納米鐵技術(shù)改進(jìn)重金屬處理段工藝，可以有效提高系統(tǒng)對(duì)重金屬的去除能力，克服傳統(tǒng)重捕劑技術(shù)穩(wěn)定性的不足，解決重金屬處理段第一類污染物檢測(cè)口總鎳等不達(dá)標(biāo)的問題;同時(shí)可以有效地改善生化系統(tǒng)運(yùn)行條件，生化段也得以穩(wěn)定運(yùn)行正常，確保了處理廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。采用納米鐵技術(shù)工藝，不需要改變?cè)型端幒头磻?yīng)體系，節(jié)約投資成本，操作靈活方便，且化學(xué)污泥產(chǎn)量也得到了降低，綜合處理運(yùn)行成本變化不大，在電鍍行業(yè)具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文星.電鍍廢水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].電鍍與精飾，2011，33（5）：42-46.

[2]王亞東，張林生.電鍍廢水水處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J].安全與環(huán)境工程，2008，15（3）：69-72.

[3]鄭利祥.離子交換法處理含鎳電鍍廢水的工程應(yīng)用[J].工業(yè)水處理，2015，35（10）：87-90.

[4]代淑娟，魏德洲，白麗梅，等.生物吸附-沉降法去除電鍍廢水中鎘[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，2008，18（10）：1945-1950.

[5]黃園英，王倩，劉斯文，等.納米鐵快速去除地下水中多種重金屬研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23（5）：847-852.