[摘 要]在電鍍生產(chǎn)中，如果對磷的排放不能有效控制，就會破壞生態(tài)環(huán)境，造成嚴重的環(huán)境污染。廢水除磷方法主要有化學除磷和生物除磷。大型電鍍工業(yè)園區(qū)電鍍廢水成分復雜，磷的存在形式多樣，根據(jù)化學除磷和生物除磷原理，綜合運用化學除磷和生物除磷方法，通過對不同類型電鍍廢水試驗，總結了一套適合電鍍工業(yè)園區(qū)電鍍廢水除磷達標(TP≦0.5 mg/L)的方法。電鍍廢水磷的治理不僅要末端治理達標，更需要從源頭控制，貫徹預防為主、防治結合的原則，實施清潔生產(chǎn)。
[關鍵詞]電鍍廢水；化學除磷；生物除磷；清潔生產(chǎn)
Research and Practice of Phosphorus Removal from Electroplating Waste Water
Abstract: In electroplating production, if the phosphorus emissions can not be effectively controlled, it will destroy the ecological environment, causing serious environmental pollution. In large electroplating industry park, the composition of electroplating waste water is complex with various forms of phosphorus. Based on the principle of chemical phosphorus removal and biological phosphorus removal, a series of tests of different types of electroplating waste water were done with combination of these two methods. A set of methods are summarized suitable for electroplating industrial park for the phosphorus removal of electroplating waste
water meeting the phosphorus discharge standard (TP≦0.5 mg/L). Phosphorus in electroplating waste water need to be treated in the end and specially controlled in
the source with the principle of prevention first and combination of prevention and treatment and cleaner production.
Keywords: electroplating waste water；chemical phosphorus removal；biological phosphorus removal；cleaner production
磷是地球系統(tǒng)當中構成生命的主要元素之一，在化工生產(chǎn)當中，一旦對磷的排放沒有得到科學的控制，就會破壞生態(tài)環(huán)境，造成嚴重的環(huán)境污染。對于電鍍廢水，《電鍍污染物排放標準》 (GB21900-2008)中規(guī)定“在國土開發(fā)密度已經(jīng)較高、環(huán)境承載能力開始減弱，或環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴重環(huán)境污染問題而需要采取特別保護措施的地區(qū)”，執(zhí)行“表 3 水污染物特別排放限值”標準，企業(yè)廢水總排放口 TP 排放限值為 0.5mg/L[1]。
1 廢水除磷方法
廢水中磷的去除方法主要是化學除磷和生物除磷�；瘜W除磷速度快，但成本高。生物除磷成本低，但周期長。單一使用化學除磷或生物除磷都難以達到理想效果，如果將兩種方法聯(lián)合使用，優(yōu)化工藝，就能使廢水中磷穩(wěn)定達到排放標準。
1.1 化學除磷原理
化學除磷是通過化學方法將廢水中的溶解性含磷物質(zhì)轉(zhuǎn)變成不溶性含磷物質(zhì)，從液相轉(zhuǎn)移到固相。常用的方法是投加無機金屬鹽藥劑如鐵鹽、鋁鹽或鈣鹽，與可溶性磷酸鹽反應生成磷酸鐵、磷酸鋁、磷酸鈣等溶度積小的化合物。這些細小的不溶性固體物經(jīng)過投加混凝劑、絮凝劑后聚集成較大的不溶性固體物沉淀下來，經(jīng)濃縮壓濾，達到固液分離，磷進入到污泥中。
隨著科技的不斷進步，出現(xiàn)了一些新型除磷劑，特別是處理非正磷酸鹽的除磷劑，有的廢水處理藥劑公司研發(fā)出了次亞磷去除劑，原理是通過架橋的方式，網(wǎng)捕、吸附廢水中的次亞磷并進行沉淀，將磷除去，磷仍以次亞磷的形式存在污泥中。
1.2 生物除磷原理
1.2.1 PAO 原理
生物除磷原理，一般認為是：在活性污泥處理污水時，污泥中的聚磷菌PAO(Poly-phosphorus Accumulating Organisms)在厭氧狀態(tài)下釋放磷，在好氧狀態(tài)下過量地攝取磷，通過排放富磷剩余污泥，去除污水中的磷。
1.2.2 DPB 原理
反硝化除磷菌DPB(Denitrifying Phosphorus Removal Bacteria)具有和聚磷菌PAO 相似的除磷原理，只是氧化細胞內(nèi)貯存的 PHB時的電子受體不同，PAO 是O2，而 DPB 為 NO --N。反硝化除磷菌 DPB 能在缺氧(無分子氧有硝酸鹽) 環(huán)境下攝磷，反硝化除磷細菌DPB 利用硝酸鹽為電子受體，產(chǎn)生生物攝磷作用。在生物攝磷的同時，硝酸鹽被還原為氮氣，這使得攝磷和反硝化脫氮這兩個不同的生物過程能夠利用同一類細菌、在同一個環(huán)境中完成[2]。
另外，還有人工濕地除磷[3]。它是在一般人工濕地系統(tǒng)的基礎上，人為控制、優(yōu)化系統(tǒng)，利用濕地的基質(zhì)、水生植物和微生物之間的相互作用，通過一系列物理、化學以及生物作用，達到以除磷為主要目標的廢水除磷技術。其優(yōu)點是：效率高、投資少、能耗低、操作簡單、設置靈活、維護和運行費用低廉。但該方法占地面積大。除化學除磷和生物除磷，還有吸附除磷等。陸燕勤、朱麗、何昭菊等研究了沸石負載氧化鐵吸附劑吸附除磷，具有除磷效果好、容易再生和價格低廉等特點[4]，應用前景廣闊。
2 電鍍廢水除磷試驗
電鍍廢水中含磷物質(zhì)有：磷酸、磷酸鹽、次亞磷酸鹽、亞磷酸、焦磷酸鹽、植酸等，正磷酸鹽比較容易除去，非正磷酸鹽和有機磷酸鹽則較難除去。一般大型電鍍工業(yè)園區(qū)的電鍍廢水廠大都采取分類處理的方法，將含有正磷酸鹽的廢水分到前處理廢水，非正磷酸鹽的廢水分到絡合廢水(含絡合物的廢水)。
廢水樣取自某大型電鍍工業(yè)園區(qū)電鍍廢水，該工業(yè)園電鍍廢水采用分類處理方法，其中磷主要集中在前處理廢水和絡合廢水，前處理廢水中磷絕大部分是正磷酸鹽，絡合廢水中磷絕大部分是非正磷酸鹽，如次亞磷酸鹽、焦磷酸鹽、有機磷等。
試驗使用主要藥劑如下：
除磷劑P2#：棕色液體，含鐵 18.7 g/L，含鋁 34.1 g/L；
石灰：Ca(OH)2 含量 90 %；
漂水：有效氯 8.0 %；
PAC：以Al2O3 計 1.4 %；
PAM：固體聚丙烯酰胺(分子量≧1200 萬)0.1 %。
2.1 前處理廢水除磷試驗
2.1.1 試驗步驟
除磷劑P2#試驗步驟：
(1)取廢水樣 500 mL 倒入燒杯中；
(2)加除磷劑若干，反應時間 5~10 min；
(3)加堿調(diào)pH 值 7~8，反應時間 1~3 min；
(4)加PAM 約 1 mL 左右，反應時間 5~10 min；
(5)沉淀 30 min 左右，過濾后取濾液檢測總磷、鎳。石灰試驗步驟：
(1)取廢水樣 500 mL 倒入燒杯中；
(2)加石灰若干，邊加邊攪拌，反應時間 10 min 左右；
(3)加酸(或堿)調(diào)pH 值 7~8，邊加邊攪拌，反應時間 1~3 min；
(4)加PAC 2 mL 左右，反應時間 5~10 min；
(5)加PAM 1 mL 左右，反應時間 5~10 min；
(6)沉淀 30 min 左右，過濾后取濾液檢測總磷、鎳。
2.1.2 試驗結果
試驗結果見表 1 和表 2。對于電鍍廢水廠前處理廢水，如果從磷去除率和除磷藥劑成本兩方面考慮，石灰較好。但除磷劑 P2#能夠?qū)⒘捉档?1 mg/L 以下，而石灰很難。除磷劑P2#在去除鎳方面優(yōu)勢明顯。
2.2 絡合廢水除磷試驗
2.2.1 試驗步驟
除磷劑 P2#試驗步驟：
(1)取廢水樣 500 mL 倒入燒杯中；
(2)加堿調(diào) pH 值 9~10，邊加邊攪拌，反應時間 1~3 min；
(3)加漂水1~3 mL，控制ORP 在450 mv 左右，反應時間90 min
左右；
(4)加除磷劑若干，反應時間 5~10 min；
(5)加堿調(diào) pH 值 7~8，反應時間 1~3 min；
(6)加 PAM 約 1 mL 左右，反應時間 5~10 min；
(7)沉淀 30 min 左右，過濾后取取濾液檢測總磷、鎳。石灰試驗步驟：
(1)取廢水樣 500 mL 倒入燒杯中；
(2)加石灰若干，邊加邊攪拌，反應時間 10 min 左右；
(3)加酸(或堿)調(diào) pH 值 9~10，邊加邊攪拌，反應時間 1~3 min；
(4)加漂水1~3 mL，控制ORP 在450 mv 左右，反應時間90 min
左右；
(5)加酸調(diào) pH 值 7~8，邊加邊攪拌，反應時間 1~3 min；
(6)加 PAC 2 mL 左右，反應時間 5~10 min；
(7)加 PAM 約 1 mL 左右，反應時間 5~10 min；
(8)沉淀 30 min 左右，過濾后取濾液檢測總磷、鎳。
2.2.2 試驗結果
試驗結果見表 3 和表 4。對于電鍍廢水廠絡合廢水，如果從磷去除率和除磷藥劑成本兩方面考慮，石灰較好。但除磷劑 P2#在除鎳方面更好。
2.3 生化出水除磷試驗
前處理廢水、絡合廢水等電鍍廢水經(jīng)物化系統(tǒng)處理后，匯合在一起，用酸或堿調(diào)整 pH 值 7~8，然后進入生化處理系統(tǒng)(A2O)。在細菌、微生物的作用下，將高分子有機物、結構復雜的物質(zhì)分解為小分子、結構相對簡單的物質(zhì)，從而易于去除廢水中的 COD、氮、磷等。
2.3.1 試驗步驟
(1)取生化出水 500 mL 倒入燒杯中；
(2)加硫酸亞鐵，攪拌均勻；
(3)加雙氧水，反應時間約 30 min；
(4)加石灰調(diào)pH 值 8.0~8.5；
(5)加PAM，反應時間 5~10 min；
工作曲線的斜率隨著室內(nèi)溫度、試劑批號和時間等外在條件的變化而變化，“0”管號試劑空白的吸光度應不超過 0.030(光程10 mm 比色皿)。為了確保數(shù)據(jù)的準確性，當上述實驗條件中任一條件出現(xiàn)變化，工作曲線都需要重新標定。
第二，平行實驗精密度檢驗。實驗人員做例行分析時一般要做 2~3 個平行樣，當同批次水樣數(shù)量較少時，一般需要增加平行
樣數(shù)量。同時要做空白實驗(光程 10 mm 比色皿，空白的吸光度應不超過 0.030)，以便消除系統(tǒng)誤差。
第三，利用標準樣做對照實驗，每次做水樣實驗時，可以用
標準樣測 3~4 個平行樣來測試，如果平行樣測定的結果比較穩(wěn)定，數(shù)據(jù)精密度和準確度都控制在允許范圍，說明數(shù)據(jù)結果安全可靠。
3.6 加強數(shù)據(jù)綜合評價
數(shù)據(jù)處理內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)記錄整理、可疑值取舍、方差分析、回歸分析等內(nèi)容，數(shù)據(jù)分析直接影響到水質(zhì)監(jiān)測結果的準確性。實驗分析人員需要從參差不齊甚至表面上看起來近乎雜亂無章的測定值中找出其規(guī)律性，進而利用這些規(guī)律性的認識指導以后的實踐。
4 結語
綜上所述，為了提高水質(zhì)監(jiān)測結果的準確性，必須嚴格遵循各項操作程序，針對地表水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證體系各項內(nèi)容，落實各項質(zhì)控措施，加強培訓力度，提高分析檢測人員工作能力，減少分析誤差，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)結果的準確性，以便客觀、全面、及時、準確地反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為其他環(huán)境保護工作提供科學依據(jù)。
參考文獻
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[4]石冰，姚勇華．分光光度法測定氨氮的精密度偏性試驗分析[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012，7：17-21．
(本文文獻格式：胡曉云，張慧俐．地表水環(huán)境監(jiān)測中的質(zhì)量控制措施分析——以氨氮檢測為例[J]．廣東化工，2019，46(3)： 153-155
