電鍍廢水生化處理

電鍍廢水不僅含有Cr6、Pb2、Zn2、Fe2、Ni2等重金屬離子，而且含有劇毒的CN-。由于不同的鍍件和工藝，污染物的種類不同，濃度也大，組成復(fù)雜。近年來國內(nèi)外對高濃度電鍍廢水的處理有很多研究，包括化學(xué)方法、電解法、離子交換法、電滲析法、生物法等。然而，傳統(tǒng)的化學(xué)方法、離子交換法、反向透析法等具有工藝復(fù)雜、能耗高、成本高、占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高、二次污染等缺點(diǎn)。

研究使用含有從上世紀(jì)80年代的重金屬廢水微生物處理，采用金屬廢水生物處理成為一個新的研究的研究人員在國內(nèi)外，它具有高效率，選擇性，高吸附能力等，將不會造成二次二次污染，污水處理成本低，引起了廣泛的關(guān)注推出后，得到了快速發(fā)展。

1原理

電鍍廢水生物處理的機(jī)理在于微生物之間的共生關(guān)系，它具有化學(xué)、物理和遺傳三個層次的協(xié)同機(jī)制。在微生物生長繁殖過程中，會產(chǎn)生一定量的代謝產(chǎn)物。這類生化物質(zhì)能改變廢水中重金屬離子的價(jià)態(tài)，將cr6+還原為cr3+。同時，微生物菌群本身具有較強(qiáng)的生物絮凝和靜電吸附作用，吸附cr3+、zn2+、ni2+、cd2+、cu2+、pb2+等離子體，使其被固液分離后進(jìn)入菌泥餅。廢水可達(dá)標(biāo)排放或回用。在一定條件下，微生物通過營養(yǎng)物質(zhì)的不斷生長和繁殖，產(chǎn)生了廢水處理所需的長期菌源。

2研究概況

近年來，隨著生物工程科學(xué)的發(fā)展，人們對微生物的認(rèn)識越來越先進(jìn)，已經(jīng)開始研究通過微生物法處理電鍍廢水的新技術(shù)。目前國內(nèi)外科學(xué)家對功能菌的分離、菌群的優(yōu)化、工藝的優(yōu)化、生物吸附性能的提高以及微生物處理工藝的優(yōu)化等方面進(jìn)行了大量的研究和工程實(shí)例。

2.1功能菌

菌從功能廢水中分離，電鍍污泥和下水道選擇的菌株，培養(yǎng)的和馴養(yǎng)導(dǎo)出重金屬的復(fù)合功能菌的高效凈化。細(xì)菌用于電鍍具有一個簡單的過程，少污泥特性廢水處理的微生物。

中科院成都生物研究所的李福德、吳乾菁、趙曉紅等自1986年以來,從電鍍污泥、廢水及下水道鐵管內(nèi)分手篩選出35株菌株,從中獲得了高效污染Cr6+及別的重金屬的SR系列復(fù)合性能菌,并以此為根底設(shè)想了微生物法管理電鍍廢水的新工藝。成都錦江電廠等4個實(shí)際工程的運(yùn)行結(jié)果表明，微生物法對廢水組分、金屬離子濃度和ph值的變化以及血漿中cr6+、總鉻、zn2+、ni2+濃度的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。處理后出水中的cd2+符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb8978-88)。并且工藝簡單，投資少，不產(chǎn)生二次污染，金屬污泥的用微生物或化學(xué)回收。

用硫酸鹽還原菌(SRB)(如Tutpinen等)處理含合成硫酸鋅的重金屬廢水，SO42-還原為S2-、S2-和Zn2+形成沉淀。X射線衍射分析表明，大部分沉淀物是ZnS。用SRB處理Zn~(2+)濃度為200mg/L的廢水,Zn~(2+)去除率達(dá)98%以上。

拉克斯曼等人發(fā)現(xiàn)灰鏈霉菌能在24-48小時內(nèi)將cr6+還原為cr3+，并能顯著吸收cr3+。

"喬勇"從電鍍廢水中分離出3株游離氰化物。研究了三種菌株的生長曲線及其對氰化物降解的影響因素。結(jié)果表明,在最佳條件下,80mg/L的CN-80mg/L降解為0.22mg/L,氰化物還原率為98.9%。本研究的結(jié)果可為微生物在含氰廢水的處理中的實(shí)際應(yīng)用提供依據(jù)。

2.2高效生物吸附劑

吸附劑的生物和化學(xué)結(jié)構(gòu)是使用生物體本身吸附溶解的金屬離子在水中，然后通過固 - 液相分離除去在水溶液中的金屬離子的成分特性的，因此一個有效的吸附劑的開發(fā)和生物處理過程中，是含重金屬廢水的生物處理的發(fā)展的主要方向。

B.W.阿特金森等人研究了剩余活性污泥法處理電鍍廢水。電鍍廢水主要含有zn2+，質(zhì)量濃度為110mg/L，含有少量cu2+、cd2+、ni2+、cr3+、cr6+。結(jié)果表明，活性污泥對鋅的去除率高達(dá)96%，其它金屬的質(zhì)量濃度均在50mg/L以上，平均去除率為80%。生物吸附法具有吸附量大、選擇性高、活性污泥來源廣、成本低、易得等特點(diǎn)[11]，表明活性污泥非常適合作為生物吸附劑。

Anastassios等人在Cu2+Zn2+Ni2(pH=8)的溶液中，Zn2(質(zhì)量濃度為50mg/L)被滅活的鏈霉菌吸附，Zn2的去除率為70%，當(dāng)溶液pH為9時，Zn2的去除率接近100%。

趙力 Black等人研究了根霉燈絲引線的吸附，在合適的條件下發(fā)現(xiàn)，飽和吸附量可達(dá)到135.8mg / g的(未處理)和121.1mg /克(明膠)。

王亞雄等]發(fā)現(xiàn)產(chǎn)堿假單胞菌和甘博微球菌對cu2+和pb2+有較強(qiáng)的吸附能力。cu2+和pb2+在這兩種細(xì)菌上的吸附基本符合langmuir單層吸附行為，其線性回歸系數(shù)大于0.99。cu2+和pb2+在細(xì)菌表面的吸附與ph值密切相關(guān)，適宜的ph值范圍為5-6。稀硝酸和硫酸是黃體微球菌中cu2+的有效洗脫劑。

2.3工藝優(yōu)化

針對單一生物法處理含鉻電鍍廢水效率低、成本高的問題，采用微電解-生物組合法處理含鉻電鍍廢水。實(shí)驗(yàn)過程中，微電解去除重金屬離子90%以上，后續(xù)工藝中的微生物功能菌去除剩余部分。試驗(yàn)結(jié)果表明，Cr6的質(zhì)量濃度為50 mg/L，Cu2的質(zhì)量濃度為15 mg/L，對含Ni2質(zhì)量濃度為10 mg/L的廢水進(jìn)行了處理，重金屬離子的凈化率為99.9%，無二次污染。

Wang等人，和苯酚降解菌的選擇減少在連續(xù)流動反應(yīng)器的Cr6 + P.putida菌株大腸桿菌共培養(yǎng)。酚是唯一的碳源和能源。在每個不同的時間的系統(tǒng)，10種條件和Cr6 +的苯酚，連續(xù)操作的279D不同初始濃度。在八種工作條件，六價(jià)鉻和苯酚得到的幾乎完全去除。該系統(tǒng)的特征是指細(xì)菌培養(yǎng)物與反應(yīng)器相結(jié)合，而細(xì)菌培養(yǎng)物中移除的Cr6 +和苯酚。

葉錦韶等。以復(fù)合生物吸附劑fy01和活性污泥為吸附材料，探討了柱生物曝氣法對高濃度鍍鉻廢水的吸附效果。結(jié)果表明，柱生物曝氣吸附法是一種有效、穩(wěn)定的方法�？傘t、cu2+和cod質(zhì)量濃度分別為60.4、4.51和48.2mg/L的電鍍廢水處理2小時后，去除率分別為92.1%、99.2%和71.4%。

"劉瑞軒.采用電生物膜法處理重金屬離子有機(jī)廢水的全過程是通過以下步驟完成的："劉瑞軒。結(jié)果表明，電生物膜反應(yīng)器可以很好地凈化含50mg/LPB2和1500mg/L苯酚的高濃度廢水，并能有效地處理含5～80mg/L、初始質(zhì)量濃度為Cr3的電鍍廢水。該方法對水質(zhì)和水量的波動適應(yīng)性強(qiáng)，出水優(yōu)于工業(yè)污水的國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

優(yōu)點(diǎn)和方法3電鍍廢水處理微生物的缺點(diǎn)

與化學(xué)法、離子交換法、氣浮法相比，微生物法不使用化學(xué)藥劑，處理工藝相對簡單。功能菌對金屬離子的富集程度高，污泥中金屬濃度高，污泥產(chǎn)生量小，二次污染明顯減少，處理方法簡單易行，成本低，污泥中重金屬易于回收，回收率高。很高。處理后污泥中金屬殘留量達(dá)到并低于gb4284-84《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》。

同時，生物法處理電鍍廢水中功能菌和金屬離子的反應(yīng)效率不高，每天的培養(yǎng)基用量也較大，處理成本高。雖然處理后的出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但由于生物菌的過量添加，水中的殘留有機(jī)物不能直接回用。

4研究展望

電鍍廢水處理技術(shù)作為一種新的污水處理工藝的微生物方法，是引起人們的關(guān)注。它的特殊作用不斷被挖掘，一些優(yōu)勢菌株的具體不斷創(chuàng)造或改進(jìn)。還有一些缺點(diǎn)和廢水的生物處理不足，我們還需要不斷完善和改進(jìn)現(xiàn)有在以下幾個方面的技術(shù)和方法：

1)提高功能菌的反應(yīng)效率，降低功能菌的培養(yǎng)成本，實(shí)現(xiàn)處理設(shè)施的設(shè)備化和自動化。

2)研究了微生物與重金屬反應(yīng)的動態(tài)機(jī)理，以提高重金屬對重金屬的加載能力，以提高重金屬離子的去除效率。

3)新的治療方法和反應(yīng)器的發(fā)展，并獲得特征參數(shù)。