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(yàn)開始需設(shè)備，實(shí)驗(yàn)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(yàn)收集了一些退鍍廢水，利用這些廢水檢驗(yàn)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(yàn)所需設(shè)備

本次實(shí)驗(yàn)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(yàn)生化脫氮池一個(gè)，這個(gè)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(gè)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(yàn)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)，在此時(shí)加入堿性物質(zhì)，經(jīng)過一段時(shí)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(yàn)

（一）總氮去除效果

經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)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(gè)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(gè)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(yàn)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(yàn)結(jié)果可以見下圖。

（二）碳氮比影響分析

經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)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(dòng)效率，然而葡萄糖與總氮含量的比值關(guān)系到整個(gè)工藝流程的成本投入，所以對二者的比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(gè)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(gè)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(gè)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(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(dòng)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(xiàng)工藝，性價(jià)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(shí)間選擇在16.5小時(shí)附近，因?yàn)檫@一時(shí)間是能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的最少時(shí)間，可以在大量處理電鍍廢水的過程中減少所需時(shí)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。

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