林盛鑫

（廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 廣東廣州 510308）

PCB，又稱印刷電路板，它是采用電子印刷術(shù)制作的，其主要功能是提供電路板上各項(xiàng)零件的相互電氣連接[1]。由于制造電路板是一種非常復(fù)雜的綜合性加工技術(shù)，在生產(chǎn)過(guò)程中要使用多種不同性質(zhì)的化工材料，導(dǎo)致排放的生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，而且處理難度大[2]。PCB在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，成分復(fù)雜，難以生化降解[3]，銅是印刷電路板（PCB）廢水中最常見(jiàn)的重金屬污染物之一。由于PCB廢水中銅污染物濃度較高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，治理PCB廢水中的銅在環(huán)境保護(hù)中具有重大意義。目前處理銅常規(guī)的方法主要為化學(xué)法和物化法，而有關(guān)生物法處理銅的研究還相對(duì)較少，且其實(shí)際操作中存在一定的難度，采用生物技術(shù)處理重金屬的實(shí)例還較少。

1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

廣東省內(nèi)某PCB基地廢水處理項(xiàng)目，由于排放標(biāo)準(zhǔn)提高，廢水中總銅排放執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表3 標(biāo)準(zhǔn)即0.3 mg/L，在實(shí)際運(yùn)行中PCB廢水中銅單獨(dú)經(jīng)化學(xué)法處理其出水較難穩(wěn)定在0.3 mg/L以下。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)及實(shí)際運(yùn)營(yíng)，發(fā)現(xiàn)PCB含銅廢水濃度經(jīng)化學(xué)處理后進(jìn)入?yún)捬跎幸欢ǖ奶幚硇Ч?，控制好處理參?shù)可使出水可以控制在0.3 mg/L以下，實(shí)現(xiàn)銅的達(dá)標(biāo)排放。該P(yáng)CB基地廢水水質(zhì)見(jiàn)表1 。

表1 廢水水質(zhì)情況

2 廢水的預(yù)處理

綜合廢水首先經(jīng)過(guò)p H調(diào)整池調(diào)節(jié)p H后，絮凝沉淀再調(diào)節(jié)p H至合適的范圍，再進(jìn)入下部的生化處理系統(tǒng)。絡(luò)合廢水主要含有EDTA、NH3等絡(luò)合物，通過(guò)投加鐵鹽和破絡(luò)劑，屏蔽或破壞絡(luò)合劑，釋放出Cu2+，然后調(diào)節(jié)p H值、混凝沉淀去除Cu2+；沉淀后的廢水再進(jìn)行生化處理。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

厭氧處理系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分就是微生物的生化作用，利用微生物的水解作用、絮凝與沉淀等去除PCB廢水中的絡(luò)合銅，從而達(dá)到除銅的效果。因此在厭氧處理系統(tǒng)中，微生物的生命活動(dòng)是最關(guān)鍵的。然而，微生物的生命活動(dòng)往往受到外界眾多因素的影響，例如進(jìn)水初始銅濃度、p H值、溫度、污泥回流比、停留時(shí)間等，本試驗(yàn)挑取了其中三個(gè)因素進(jìn)行探討。

3.1 進(jìn)水銅濃度對(duì)厭氧處理系統(tǒng)除銅效果的影響

初始進(jìn)水銅濃度會(huì)對(duì)厭氧生化處理系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)初始銅濃度過(guò)低時(shí)，厭氧處理系統(tǒng)未完全發(fā)揮其除銅效果，而當(dāng)初始銅濃度過(guò)高時(shí)，高濃度的銅會(huì)對(duì)厭氧處理系統(tǒng)中的微生物產(chǎn)生毒害作用，導(dǎo)致厭氧處理系統(tǒng)失去除銅的效果。

本試驗(yàn)設(shè)置了 1.0、1.2、1.6、1.8、2.0、2.2、2.6、2.8、3.0 mg/L九個(gè)不同的進(jìn)水銅濃度，其中銅，COD和氨氮的去除率見(jiàn)圖1 所示。

圖1 進(jìn)水銅濃度對(duì)厭氧處理系統(tǒng)的影響

由圖3 -1可知，在銅濃度為2 mg/L之前，厭氧處理系統(tǒng)對(duì)銅的去除率呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，在銅濃度2.0 mg/L時(shí)達(dá)到最大，去除率為92.5%；而當(dāng)銅濃度大于2.0 mg/L時(shí)，隨著進(jìn)水銅濃度的升高，厭氧處理系統(tǒng)對(duì)銅的去除率在不斷地減小，在銅濃度3.0 mg/L時(shí)，銅的去除率僅為75.6%。而COD和氨氮去除率分別在銅初始濃度為1.8 mg/L和2.2 mg/L時(shí)達(dá)到最大值，去除率分別為35.9%和35.8%。說(shuō)明在厭氧處理系統(tǒng)中要嚴(yán)格控制進(jìn)水銅的初始濃度，進(jìn)水銅濃度維持在2.0 mg/L左右時(shí)，厭氧處理系統(tǒng)對(duì)于銅、COD和氨氮均能達(dá)到較高的去除率。

3.2 停留時(shí)間對(duì)厭氧處理系統(tǒng)除銅效果的影響

一般來(lái)說(shuō)，厭氧處理系統(tǒng)中生物吸附需要2～4 h或更久方能達(dá)到理想處理效果，因此，本試驗(yàn)在控制初始進(jìn)水銅濃度為2.0 mg/L左右的條件下，選取在停留時(shí)間達(dá)到 2、4、6、8、10、12、14、16 h時(shí)測(cè)定銅及氨氮、COD的去除率，從而分析停留時(shí)間對(duì)厭氧處理系統(tǒng)處理效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果如圖2 所示。

圖2 停留時(shí)間對(duì)厭氧處理系統(tǒng)的影響

從圖2 可知厭氧處理系統(tǒng)對(duì)銅、COD和氨氮的去除率隨著停留時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷升高，在停留時(shí)間為2～8 h時(shí)，銅、COD和氨氮的去除率迅速地升高。當(dāng)停留時(shí)間為10 h時(shí)，銅離子去除率高達(dá)92.4%；COD去除率為27.6%；氨氮去除率為15.7%。而當(dāng)停留時(shí)間增加到10 h以后，厭氧處理系統(tǒng)對(duì)銅的去除率反而有所下降，這可能與厭氧系統(tǒng)污泥的堆積有關(guān)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，剩余污泥增加，污泥中的銅重新從污泥中釋放出來(lái)，使得水中的銅濃度升高。而對(duì)于COD和氨氮的去除率變化雖有所增加，但是并不顯著。綜合考慮環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的效益，建議本厭氧處理系統(tǒng)中的停留時(shí)間確定為10 h。

3.3 pH值對(duì)厭氧處理系統(tǒng)除銅效果的影響

厭氧處理系統(tǒng)中的主力軍（吸附微生物）為兼性菌和厭氧菌，其活性會(huì)受到p H值的影響。p H值對(duì)生物吸附體系的影響因吸附微生物的種類而異，為達(dá)到較好的處理效果，需測(cè)定促使這一過(guò)程進(jìn)行的最適p H值，以達(dá)到良好的處理效果。

在控制初始進(jìn)水銅濃度為2.0 mg/L左右、停留時(shí)間為10 h、其他外界環(huán)境因素一定的情況下，本試驗(yàn)分別選取p H值為5.0、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、10.0這 9個(gè)不同條件下，測(cè)定厭氧處理系統(tǒng)對(duì)銅以及氨氮、COD的去除率，以分析比較p H值對(duì)厭氧處理系統(tǒng)吸附的影響。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3 。

圖3 pH值對(duì)厭氧處理系統(tǒng)的影響

由圖3 可知，厭氧處理系統(tǒng)對(duì)銅、COD和氨氮的去除率的變化都比較一致，均隨著p H值的升高先快速增大再逐漸減小。在p H=7.5時(shí)，銅和氨氮的去除率均達(dá)到最大，去除率分別為91.5%和15.7%，COD的去除率也達(dá)到較高值，去除率為25.6%；而當(dāng)p H=10.0時(shí)，銅、COD和氨氮的去除率僅為10.6%，1.0%和0.5%。在本試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得出厭氧處理系統(tǒng)p H值為7.5時(shí)，可使銅、COD和氨氮的去除率均達(dá)到一個(gè)較理想的效果。

4 結(jié)論

在厭氧處理系統(tǒng)中，進(jìn)水銅濃度，停留時(shí)間和p H值對(duì)于銅的去除效果有一定的影響，其中最適條件分別為：進(jìn)水銅濃度維持在2.0 mg/L左右，停留時(shí)間10 h，p H=7.5。

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