高效微生物在含銅廢水生化處理中的應(yīng)用

韓宗朔

（河海大學(xué)，江蘇 南京 210000）

在經(jīng)濟(jì)等方面不斷發(fā)展的時代背景下，我國冶金等行業(yè)迎來了飛速發(fā)展時期，但是因?yàn)槠髽I(yè)在生產(chǎn)過程中，會形成大量的銅粉洗滌廢水等，雖然這種含銅廢水具有一定的經(jīng)濟(jì)價值，但是卻對人體以及環(huán)境等造成嚴(yán)重的危害。為了能夠避免含銅廢水給人體以及環(huán)境帶來的威脅，在排放之前就必須進(jìn)行有效的處理，進(jìn)而充分發(fā)揮含銅廢水的價值，促使企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益不斷提高。對此，文章針對高效微生物在含銅廢水生化處理中的應(yīng)用方面進(jìn)行分析，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 化學(xué)沉淀法

通過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前在處理銅以及多數(shù)重金屬過程中，化學(xué)沉淀法作為比較常用的方式，所謂的化學(xué)沉淀法，主要就是基于堿性環(huán)境下，促使廢水產(chǎn)生不溶性的氫氧化物。利用化學(xué)沉淀法對廢水進(jìn)行處理，能夠有效的調(diào)整其中的Ph值，經(jīng)過沉淀之后的過濾操作，能夠促使廢水當(dāng)中的含銅量不斷減少。而在進(jìn)行含銅電鍍廢水處理過程中，通過運(yùn)用投入成本較少以及較強(qiáng)適應(yīng)能力的化學(xué)處理形式，充分融合氫氧化鈉，基于一定的范圍內(nèi)，便能促使廢水當(dāng)中的含銅量明顯低于對人體以及環(huán)境的破壞標(biāo)準(zhǔn)。但是對于化學(xué)沉淀法而言，最大的問題就是在處理廢水過程中，會有大量的重金屬污泥形成，如果企業(yè)忽視了污泥處理工作，那么極有可能對環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞?？傊?，為了能夠在含銅廢水處理過程中，充分發(fā)揮化學(xué)沉淀法的作用，首先，為了保證處理過后的銅含量明顯降低，相關(guān)工作人員必須將其中存在的絡(luò)合劑加以消除，促使廢水當(dāng)中的銅以離子的方式存在；其次，對于出水銅含量而言，一定程度上會受到固液分離效果的影響，那么在設(shè)備設(shè)計環(huán)節(jié)當(dāng)中，工作人員就必須對力澄清池和砂濾環(huán)節(jié)形成高度重視，減少設(shè)備需要的用地面積；最后，為了有效控制出水銅的含量，工作人員就必須合理設(shè)計澄清池，將ph值控制在有效范圍內(nèi)，進(jìn)而充分發(fā)揮沉淀方式的作用于價值。

2 電解法

在應(yīng)用電解法進(jìn)行含銅廢水處理過程中，主要就是設(shè)備在通電之后，利用其中存在的陰陽極電化學(xué)反應(yīng)，加以快速分解其中的有毒物質(zhì)。該種形式的含銅廢水處理技術(shù)，不僅操作方便，而且不需要占用較大的用地，最為關(guān)鍵的是還能夠回收到較高純度的金屬。在應(yīng)用過程中，可在陰極上回收銅，但要求廢水中含量不小于2g/L～3g/L。對于電解法處理含銅廢水方式而言，能夠在有效回收金屬銅的同時，加以對廢水當(dāng)中的銅離子實(shí)現(xiàn)去除，基于極距在28mm，電流密度在100A/m2～300A/m2時，能夠去除廢水當(dāng)中99%以上的銅離子。但是，電解法在應(yīng)用過程中需要耗費(fèi)大量的電能，而且不能一次性對大量的廢水進(jìn)行處理。

3 吸附法

目前，在進(jìn)行活性炭、礦物質(zhì)以及粉煤灰等含銅廢水處理過程中，最常見的就是吸附法處理技術(shù)。借助成本較低以及效果良好的吸附劑，能夠有效處理廢水當(dāng)中的銅離子。但是因?yàn)樯诙桃约霸偕щy的吸附劑，難以回收銅離子。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們研究出了生物吸附法。對于生物吸附技術(shù)而言，主要就是借助生物材料，對廢水當(dāng)中的重金屬等物質(zhì)加以吸附，這種廢水處理技術(shù)不僅成本較低，而且可以選擇的種類較多，能夠在簡單的操作過程當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)快速大量字符銅離子的目的。雖然生物吸附形式一經(jīng)出現(xiàn)受到了相關(guān)行業(yè)人士的青睞，近年來我國加大了對生物吸附方式的研究，但是，相比較于其他技術(shù)來說，在工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)借助生物吸附法的研究還有待加強(qiáng)[1]。

4 離子交換法

在含銅廢水處理過程中應(yīng)用離子交換法，主要就是將其中的離子交換樹脂充分融合其他材料，進(jìn)而借助選擇性交換方式，在有效阻隔廢水陰陽離子的情況下，實(shí)現(xiàn)對廢水的有效處理。為了能夠有效清除金屬離子，可以利用具有較強(qiáng)電解作用的磺酸型陽離子交換樹脂，該種樹脂材料對各種金屬離子都有較強(qiáng)的交換性。具有-COOH活性基團(tuán)的羧酸型樹脂為弱酸性陽離子交換樹脂，實(shí)際為弱電解質(zhì)。涵蓋羧基能和氫離子的共價鍵，針對不同性質(zhì)的金屬離子，在與羧酸基結(jié)合時所產(chǎn)生的共價鍵能力大小不同，在應(yīng)用過程中，需要工作人員加以正確選擇。在應(yīng)用離子交換技術(shù)處理含銅廢水過程中，特別是針對低濃度的廢水，其處理效果最好。如果含銅廢水當(dāng)中含有絡(luò)合銅物質(zhì)，那么在采用此種處理技術(shù)時，可以對其中的Cu-EDTA和游離EDTA實(shí)現(xiàn)濃縮回收。通過行業(yè)人士的實(shí)驗(yàn)表明，為了能夠充分吸附廢水當(dāng)中的銅離子，借助大孔強(qiáng)酸型離子交換樹脂，不僅能夠促使廢水得以凈化，而且還能夠控制銅離子濃度在0.1μg/mL的范圍內(nèi)。但是，此種廢水處理技術(shù)操作簡單[2]，應(yīng)用的設(shè)備也比較簡便，但是因?yàn)槠渲欣玫臉渲粨Q容量有限，基于需要投入較高成本的情況下，企業(yè)在應(yīng)用過程中還需要酌情考慮。

5 離子螯合法

隨著時代的進(jìn)步發(fā)展，當(dāng)前在含銅廢水處理過程中，離子螯合法有了較快的進(jìn)展。之前人們都是在廢水中之前加入重金屬螯合劑，促使該種材料對金屬離子進(jìn)行抽離，最終產(chǎn)生螯合物。雖然螯合物有著較高的穩(wěn)定性，ph值的變化情況也不會對螯合物造成破壞，但是和化學(xué)沉淀技術(shù)一樣，離子螯合處理技術(shù)最終也會有大量的重金屬污泥，在工作人員沒有對金屬污泥進(jìn)行全面處理的情況下，就會導(dǎo)致環(huán)境受到再次的破壞。在此背景下，含氮型螯合樹脂材料出現(xiàn)在人們的視線當(dāng)中。含氮型螯合樹脂材料能夠很好的吸附重金屬離子，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的保護(hù)作用，而且還能夠快速分離以及富集離子。特別是有著較多胺基結(jié)構(gòu)的多胺型螯合樹，在與重金屬離子結(jié)合之后，能夠形成螯合物，通過研究發(fā)現(xiàn)，這種螯合物有著較強(qiáng)的吸附能力。作為一種常見的水溶性聚胺，聚乙烯亞胺(PEI)的大分子鏈上，分布著較多的胺基N原子，基于胺基N原子作用下，能夠促使PEI的受電子性能不斷提高，加以吸附金屬離子，借助強(qiáng)大的螯合作用之上，可以作為一種重金屬離子捕集劑使用。在外國很多的研究中，都對PEI偶合接枝到硅膠表面制備的PEI/SiO2螯合樹脂用于重金屬離子的回收做出多次的報道。作為一種全新的螯合材料，螯合纖維也有著大量的離子螯合基團(tuán)，能夠?qū)崿F(xiàn)對廢水當(dāng)中多種離子的吸附。對于螯合纖維而言，其優(yōu)點(diǎn)主要包括以下幾方面。第一，纖維材料具有較小的直徑，與顆粒樹脂外部表面積比較，其直徑較大，在吸附過程中，其中速度明顯高于粒狀樹脂，而且洗脫速度也較快。第二，因?yàn)轵侠w維有織物以及紗線等多種形式，在應(yīng)用過程中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自由的應(yīng)用，而且還能夠有效作用于各種形式的吸附過程當(dāng)中。第三，因?yàn)榫哂休^強(qiáng)穩(wěn)定性的螯合纖維，不管市干燥環(huán)境還是濕潤的環(huán)境下，都能夠體現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)用價值。相關(guān)學(xué)者將聚丙烯腈纖維水解，然后借助化學(xué)作用原理在纖維的表面，均勻的涂抹上聚乙烯亞胺，然后將其吸附在載體纖維表面，形成一種新式的螯合纖維。通過實(shí)踐應(yīng)用，該種材料也具有一定的穩(wěn)定性能，不僅可以同時吸附大量的離子，而且吸附效果良好，在反復(fù)使用過程中，具有較強(qiáng)的安全性，對含銅廢水處理有著較好的處理效果[3]。

6 結(jié)論

簡而言之，文章主要針對含銅廢水處理技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望相關(guān)行業(yè)人士在應(yīng)用過程中，能充分結(jié)合自身企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，全面分析各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，做好含銅廢水處理工作的同時，也為提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。