電鍍廢水中總氮的去除工藝研究

邢飛

摘要：電鍍廢水如果直接排入水中，會由于其中氮元素含量過高造成湖泊與河流等水體富營養(yǎng)化的現(xiàn)象。所以在對電鍍廢水進(jìn)行處理的過程中，會有去除總氮污染物的工藝研究，本文收集退鍍廢水研究其總氮污染物去除工藝，從實(shí)驗開始需設(shè)備，實(shí)驗流程以及選結(jié)果三方面進(jìn)行論述，這次采用的總氮去除工藝是缺氧反硝化工藝，發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)對于總氮污染的去除有良好效果。

關(guān)鍵詞：電鍍廢水;缺氧反硝化;總氮污染物;污染物去除工藝;

一、引言

由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快，工業(yè)的發(fā)展水平也越來越高，在這過程當(dāng)中許多工業(yè)技術(shù)都會采用電鍍工藝，然而電鍍工藝完成后產(chǎn)生的廢水，雖然電鍍廢水中首要去除的重金屬等特征污染物，但是廢水中的總氮等常規(guī)污染物含量也是很高的必須有效去除。如果含總氮較高的電鍍廢水直接排入江河湖海，那么會由于這些廢水當(dāng)中氮元素的含量過高，造成水體富營養(yǎng)化，會給水中的生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的影響，破壞生物圈的平衡，所以針對這一問題，應(yīng)當(dāng)先去除電鍍廢水當(dāng)中總氮污染物，使氮元素的含量處于合理的范圍后，再將其排入自然水流之中，本次實(shí)驗收集了一些退鍍廢水，利用這些廢水檢驗缺氧反硝化工藝能否使水中氮元素的含量降低至合理水平，提高電鍍廢水總的污染的高效處理過程。

二、實(shí)驗所需設(shè)備

本次實(shí)驗收集的廢水需要單獨(dú)分離，并且進(jìn)行預(yù)處理，之后將處理過后的液體放入生化脫氮池，再進(jìn)行后續(xù)的脫氮工藝，之后得到的液體就是處理好、符合排放要求的電鍍廢水，所以本次實(shí)驗生化脫氮池一個，這個生化脫氮池由鋼混結(jié)構(gòu)組成，并且在池中含有潛水?dāng)嚢铏C(jī)可以幫助廢水處理過程進(jìn)行攪拌，另外還需要一個加藥泵，在廢水處理過程中添加藥劑處理總氮污染物。

三、實(shí)驗流程

（一）物化處理

將最初收集得到的含有總氮污染物的廢水采用物理和化學(xué)的方法進(jìn)行預(yù)處理，例如離子交換法和吸附法進(jìn)行廢水是預(yù)處理過程，在這一過程當(dāng)中，氮元素的含量會有所降低，同時也會將一部分含有氮元素的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為符合進(jìn)行生化脫氮的化學(xué)分子，這一步的處理，主要是為了下一步生化脫氮做準(zhǔn)備。

（二）生化脫氮池

生化脫氮主要是利用厭氧微生物的生命活動進(jìn)行的，在這一過程當(dāng)中，缺氧微生物會對水中的氮元素進(jìn)行反硝化作用的處理，由于這些厭氧微生物生存所需必要物質(zhì)就是氮元素，所以在這一反應(yīng)進(jìn)行的過程中厭氧微生物也會將氮元素固定在自身細(xì)胞內(nèi)以共生命活動所需。

將經(jīng)過物化處理的廢水液體全部倒入生化脫氮池當(dāng)中，生化脫氮池當(dāng)中存在許多厭氧微生物，可以在水中進(jìn)行氮元素的反硝化處理，最終形成氮?dú)忉尫胖镰h(huán)境中，從而降低液體當(dāng)中氮元素的含量。

（三）好氧沉淀池

經(jīng)過生化脫氮處理，水中的氮元素含量大大降低。所以將這些廢水引入氧含量較高的沉淀池當(dāng)中可以降低厭氧微生物的生命活動，在此時加入堿性物質(zhì)，經(jīng)過一段時間的靜止之后，廢水處理過程基本完成。

（四）出水排放

經(jīng)過生化脫氮處理好的廢水，在經(jīng)過處理過濾除去沉淀物之后，由特定的管道引流而出，就是達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的污水了。

四、實(shí)驗

（一）總氮去除效果

經(jīng)過多次實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，生化脫氮池注入的經(jīng)過預(yù)處理的含總氮污染物廢水總氮含量大約在70-305mg/ L這個范圍區(qū)間之內(nèi)，而一般經(jīng)過一系列處理過程之后，排出廢水的總氮含量大

約在0.7-18mg/ L這個范圍區(qū)間之內(nèi)，完全滿足小于20mg/ L的排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗經(jīng)過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，總氮去除率可以達(dá)到90%以上，最高可以達(dá)到99.5%，也就是說缺氧反硝化工藝是一種去氮效果十分良好處理工藝，具體的實(shí)驗結(jié)果可以見下圖。

（二）碳氮比影響分析

經(jīng)過多次實(shí)驗將系統(tǒng)調(diào)試穩(wěn)定之后，發(fā)現(xiàn)在生化脫氮池當(dāng)中注入預(yù)處理的廢水后，還要增加一部分葡萄糖的投放，用來促進(jìn)厭氧微生物的生命活動效率，然而葡萄糖與總氮含量的比值關(guān)系到整個工藝流程的成本投入，所以對二者的比例進(jìn)行統(tǒng)計之后發(fā)現(xiàn)，葡萄糖含量與總氮含量的比值大約在1.8-22.1這個范圍區(qū)間之內(nèi)，而一般經(jīng)過一系列處理過程之后，排出廢水的總氮含量大約在0.7-18mg/ L這個范圍區(qū)間之內(nèi)，而排出廢水的COD含量卻大約在15-29這個范圍區(qū)間之內(nèi)，是滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的，經(jīng)過多次實(shí)驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)葡萄糖與總氮含量的比值關(guān)系到出水COD的濃度，二者之間可以建立數(shù)學(xué)模型，繪制圖像發(fā)現(xiàn)屬于線性關(guān)系，如下圖。

對于上圖分析可知，生化脫氮池進(jìn)水當(dāng)中葡萄糖含量與總氮含量的比值越大，會造成進(jìn)入生化脫氮池當(dāng)中COD的含量越高，然而對于微生物來說COD含量并不是越高越好，這是由于微生物去除COD的能力并不是無限的，是會受到環(huán)境和自身細(xì)胞條件等因素影響的，所以生化脫氮池進(jìn)水當(dāng)中葡萄糖含量與總氮含量的比值越大，處理完成之后排水的COD的含量越高。我說對于上圖的分析，可以看出，葡萄糖含量與總氮含量的比值與處理完成之后，排水當(dāng)中總氮濃度含量之間沒有明顯的數(shù)量關(guān)系，這也說明葡萄糖加入量達(dá)到一定水平之后，再增加葡萄糖的投入并不能加快厭氧微生物進(jìn)行缺氧反硝化活動的速率，所以在實(shí)現(xiàn)排出水總氮污染物達(dá)標(biāo)的前提下，還可以進(jìn)一步降低葡萄糖的投入，從而減少這一廢水處理過程的成本投入，也可以通過這種方式降低進(jìn)水中由葡萄糖帶來的COD的含量，從而進(jìn)一步降低反應(yīng)完成之后排出液體的COD的含量。

五、結(jié)語

處理后總氮含量較高的電鍍廢水如果直接排入水中，會由于其中氮元素含量過高使得排放區(qū)域內(nèi)的水面植物瘋狂生長，遮蔽水下生物陽光，減少水下氧氣含量，造成湖泊與河流等水體富營養(yǎng)化的現(xiàn)象，而利用缺氧反硝化工藝可以有效降低電鍍廢水之中氮元素的含量，缺氧反硝化工藝是過程較為簡單、所需材料較少，并且擁有明顯總氮污染去除效果的一項工藝，性價比較高，值得在電鍍廢水的處理中推廣應(yīng)用。對于類似水質(zhì)的電鍍水在處理過程之中可以考慮最后處理過程中水體靜置時間選擇在16.5小時附近，因為這一時間是能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的最少時間，可以在大量處理電鍍廢水的過程中減少所需時間，并且還可以保證對排放區(qū)域的水體不會造成總氮超標(biāo)的污染情況，保證水體生態(tài)環(huán)境狀態(tài)，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅鐸元，張清偉，彭蘭芳.含鎳電鍍廢水中鎳離子的去除工藝研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2019：128-129.

[2] 鮑立寧，黃顯懷，黃勇，王國明，宋禮華.生物膜電極工藝去除微污染源水中氨氮的研究[J].中國給水排水，2008：33-36.

[3] 許浩浩，呂偉婭.人工濕地去除污廢水中特殊污染物的研究進(jìn)展[J].人民珠江，2019：114-120.

[4] 張立峰，劉麗琴，黃天岳.探究同步去除電鍍廢水重金屬、有機(jī)物及總磷的處理工藝[J].區(qū)域治理，2018：41-42.