SK-05在電鍍有機廢水處理中的應(yīng)用研究

王怡璇，吳志宇，黎建平

（深圳市世清環(huán)保科技有限公司，廣東 深圳 518104）

電鍍是一種常見的表面處理工藝，在國民經(jīng)濟中扮演著重要的角色，同時電鍍又是高污染行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計電鍍行業(yè)每年排放約4億噸廢水、5萬噸固體廢物以及300 億立方米酸性廢氣，存在著嚴重的環(huán)境危害性。電鍍預(yù)處理和電鍍過程使用大量的有機添加劑和清洗劑、緩沖劑、乳化劑、預(yù)膜劑，導(dǎo)致電鍍廢水中有機污染物濃度超標。難降解有機物的大量存在，還會影響廢水中重金屬離子的混凝沉降效果［1］。按照《電鍍污染物排放標準》（GB21900—2008）的要求，電鍍廢水中COD的排放標準為低于80 mg/L，但由于電鍍廢水中有機物成分復(fù)雜，可生化性差，COD指標達標率較低。

本公司在高分子絮凝劑的研發(fā)基礎(chǔ)上，合成出納米級有機—無機復(fù)合型高分子絮凝劑SK-05，具有強氧化性和絮凝吸附能力，能顯著去除和分解污水中的COD、氨氮、懸浮物等污染物質(zhì)，同時具有殺菌、除臭的性能，適用于處理大部分種類的有機廢水。

本文以SK-05 為添加劑，以東莞某精密金屬科技有限公司除油廢水為處理對象，對電鍍有機廢水處理效果進行了研究，為該產(chǎn)品的推廣應(yīng)用提供實踐資料。該技術(shù)是一種用于有機廢水的在線處理技術(shù)，簡單易行，設(shè)備投入少，可以大幅度降低廢水處理費用。

1 材料與方法

1.1 廢水水質(zhì)

實驗廢水取自東莞某精密金屬科技有限公司除油廢水，水質(zhì)指標為：COD 3883 mg/L、氨氮69 mg/L、總磷158 mg/L。

1.2 實驗方法

實驗處理工藝流程如圖1 所示。實驗水樣經(jīng)由提升泵泵入降解反應(yīng)池，通過藥劑投加器定量投加SK-05，廢水與藥劑在反應(yīng)器中充分接觸反應(yīng)，反應(yīng)器出水經(jīng)過濾后即可排放。

圖1 實驗廢水處理工藝流程Fig.1 Experimental wastewater treatment process

1.3 分析測定

實驗過程中，測定的水質(zhì)指標主要包括COD、氨氮、總磷。其中，COD 采用快速消解分光光度法進行測定［2］；氨氮采用納氏試劑分光光度法測定［3］；總磷采用鉬酸銨分光光度法進行測定［4］。

2 結(jié)果與討論

2.1 處理效果小試

為研究SK-05 對COD、氨氮、總磷的處理效果，按0.5%添加量添加SK-05，以不添加SK-05 的廢水作為對照組，放置7 d，每天監(jiān)測水樣的COD、氨氮、總磷濃度變化情況，實驗結(jié)果如圖2 所示?？梢钥闯?，將水樣放置7 d時，添加0.5%SK-05的實驗組相比對照組的COD和氨氮濃度顯著降低，去除效率分別約為72.25%和50%，即SK-05 處理除油廢水時，對廢水中的COD 和氨氮兩種污染物都有良好的去除效果。但SK-05 對廢水中總磷的去除效果不明顯。SK-05 對廢水中COD 和氨氮的去除主要是依靠其強氧化能力，而總磷的去除一般需利用Fe、Al或Ca 的二價或三價金屬鹽與廢水中的磷生成難溶性磷酸鹽沉淀來去除，SK-05 無法去除總磷是由于總磷沉淀條件不充分［5］。

圖2 SK-05對廢水中COD、氨氮、總磷的處理效果Fig.2 The treatment effect of SK-05 on COD，NH3-N and total phosphorus in wastewater

2.2 添加量對處理效果的影響

為研究SK-05 添加量對COD、氨氮、總磷處理效果的影響，按不同添加量添加SK-05，并放置7 d，測定水樣中COD、氨氮、總磷變化情況，實驗結(jié)果如圖3 所示?？梢钥闯觯S著SK-05 投加量的增加，COD 和氨氮的去除率先快速增大后趨于平緩，但廢水中總磷的降低趨勢不明顯，表明增大SK-05 的添加量對總磷也沒有明顯的去除效果。添加不同量的SK-05 處理除油廢水時，廢水中COD 和氨氮的去除率變化范圍分別為 55.97%～78.34% 和37.5%～64.06%。當SK-05 添加量為1%時，廢水中COD 和氨氮濃度分別降至887 mg/L 和25 mg/L，對應(yīng)的去除效率分別為76.37%和60.94%，進一步增大添加量至2%時，COD 和氨氮的去除效率分別為78.34%和64.06%?？梢钥闯觯^續(xù)增大SK-05 的添加量對去除COD 和氨氮的效果增加并不明顯，這是由于SK-05 的氧化能力具有一定的限度。另外，增大投加量會造成處理成本的增加，因此實驗結(jié)果表明，SK-05處理除油廢水的最佳添加量為1%。

圖3 SK-05 添加量對廢水中COD、氨氮、總磷處理效果的影響Fig.3 The influence of SK-05 addition on the treatment effect of COD，NH3-N and total phosphorus in wastewater

2.3 處理時間對處理效果的影響

為研究SK-05 處理時間對廢水中COD、氨氮、總磷處理效果的影響，按1%添加量添加SK-05，并放置21 d，每隔2 d 監(jiān)測水樣中COD、氨氮、總磷的濃度變化情況，實驗結(jié)果如圖4所示?？梢钥闯觯S著處理時間的延長，廢水中的COD和氨氮先迅速下降再趨于平緩，但廢水中總磷的變化趨勢不明顯，即延長處理時間SK-05 對總磷也沒有明顯的去除效果。延長處理時間，SK-05 對COD 和氨氮的去除率變化范圍分別為26.32 %～90.43 %和28.57 %～90.71%。

圖4 處理時間對廢水中COD、氨氮、總磷處理效果的影響Fig.4 The influence of treatment time on the treatment effect of COD，NH3-N and total phosphorus in wastewater

當處理時間為13 d時，廢水中的COD 和氨氮濃度分別降至487 mg/L和8 mg/L，氨氮已達到電鍍廢水排放標準中表3 規(guī)定的排放限值（氨氮＜8 mg/L）。再進一步增加處理時間，COD 和氨氮的去除效果提升不明顯。SK-05 具有強氧化性，處理初期反應(yīng)速率較快，隨著處理時間的延長，COD 和氨氮受自身濃度和SK-05 濃度的影響，表現(xiàn)為去除率隨處理時間的增幅減緩。

SK-05 作為一種納米級有機—無機復(fù)合型高分子絮凝劑，較長的接觸時間有利于絮凝劑與有機污染物混凝沉淀。但超過一定時間后，絮凝、吸附作用達到平衡，污染物去除率趨于平穩(wěn)。此外，處理時間越長會導(dǎo)致工程設(shè)備造價成本越大，實驗結(jié)果表明，最佳處理時間為13 d。

2.4 效果穩(wěn)定性實驗

為研究SK-05 處理廢水效果的穩(wěn)定性，隨機抽取東莞某精密金屬科技有限公司10 個不同時段的除油廢水，按最佳添加量1%向水樣中加入SK-05，并放置13 d 后測定水樣中COD、氨氮、總磷濃度的變化情況，實驗結(jié)果如表1所示?？梢钥闯?，采用SK-05處理該公司不同時段除油廢水的處理效果保持穩(wěn)定，按1%添加量向水樣中加入SK-05，放置13 d 后水樣COD 和氨氮的平均去除率分別為（90.1±2.1）%和（88.25±1.03）%。

3 結(jié)論

（1）SK-05 作為一款納米級有機-無機復(fù)合型高分子絮凝劑，能有效降解電鍍有機廢水中的COD和氨氮，但對于總磷去除效果不佳。

（2）SK-05 最佳處理工藝條件：按1%添加量向水樣中加入SK-05，并放置13 d，水樣中COD和氨氮的平均去除率分別為（90.1±2.1）%和（88.25±1.03）%。

（3）相比有機廢水生物處理技術(shù)，采用SK-05處理有機廢水處理工序簡單，只需設(shè)置加藥、過濾等處理單元，可操作性強。