厭氧處理系統對低濃度PCB含銅廢水處理的研究

林盛鑫

（廣東省環境監測中心 廣東廣州 510308）

PCB，又稱印刷電路板，它是采用電子印刷術制作的，其主要功能是提供電路板上各項零件的相互電氣連接[1]。由于制造電路板是一種非常復雜的綜合性加工技術，在生產過程中要使用多種不同性質的化工材料，導致排放的生產廢水成分復雜，而且處理難度大[2]。PCB在生產過程中會產生大量的廢水，成分復雜，難以生化降解[3]，銅是印刷電路板（PCB）廢水中最常見的重金屬污染物之一。由于PCB廢水中銅污染物濃度較高，對環境污染嚴重，排放標準不斷提高，治理PCB廢水中的銅在環境保護中具有重大意義。目前處理銅常規的方法主要為化學法和物化法，而有關生物法處理銅的研究還相對較少，且其實際操作中存在一定的難度，采用生物技術處理重金屬的實例還較少。

1 廢水水質及排放標準

廣東省內某PCB基地廢水處理項目，由于排放標準提高，廢水中總銅排放執行《電鍍污染物排放標準》表3 標準即0.3 mg/L，在實際運行中PCB廢水中銅單獨經化學法處理其出水較難穩定在0.3 mg/L以下。經過試驗及實際運營，發現PCB含銅廢水濃度經化學處理后進入厭氧生化有一定的處理效果，控制好處理參數可使出水可以控制在0.3 mg/L以下，實現銅的達標排放。該PCB基地廢水水質見表1 。

表1 廢水水質情況

2 廢水的預處理

綜合廢水首先經過p H調整池調節p H后，絮凝沉淀再調節p H至合適的范圍，再進入下部的生化處理系統。絡合廢水主要含有EDTA、NH3等絡合物，通過投加鐵鹽和破絡劑，屏蔽或破壞絡合劑，釋放出Cu2+，然后調節p H值、混凝沉淀去除Cu2+；沉淀后的廢水再進行生化處理。

3 試驗結果及分析

厭氧處理系統中最關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廢水中的絡合銅，從而達到除銅的效果。因此在厭氧處理系統中，微生物的生命活動是最關鍵的。然而，微生物的生命活動往往受到外界眾多因素的影響，例如進水初始銅濃度、p H值、溫度、污泥回流比、停留時間等，本試驗挑取了其中三個因素進行探討。

3.1 進水銅濃度對厭氧處理系統除銅效果的影響

初始進水銅濃度會對厭氧生化處理系統的運行產生一定的影響，當初始銅濃度過低時，厭氧處理系統未完全發揮其除銅效果，而當初始銅濃度過高時，高濃度的銅會對厭氧處理系統中的微生物產生毒害作用，導致厭氧處理系統失去除銅的效果。

本試驗設置了 1.0、1.2、1.6、1.8、2.0、2.2、2.6、2.8、3.0 mg/L九個不同的進水銅濃度，其中銅，COD和氨氮的去除率見圖1 所示。

圖1 進水銅濃度對厭氧處理系統的影響

由圖3 -1可知，在銅濃度為2 mg/L之前，厭氧處理系統對銅的去除率呈緩慢增長趨勢，在銅濃度2.0 mg/L時達到最大，去除率為92.5%；而當銅濃度大于2.0 mg/L時，隨著進水銅濃度的升高，厭氧處理系統對銅的去除率在不斷地減小，在銅濃度3.0 mg/L時，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時達到最大值，去除率分別為35.9%和35.8%。說明在厭氧處理系統中要嚴格控制進水銅的初始濃度，進水銅濃度維持在2.0 mg/L左右時，厭氧處理系統對于銅、COD和氨氮均能達到較高的去除率。

3.2 停留時間對厭氧處理系統除銅效果的影響

一般來說，厭氧處理系統中生物吸附需要2～4 h或更久方能達到理想處理效果，因此，本試驗在控制初始進水銅濃度為2.0 mg/L左右的條件下，選取在停留時間達到 2、4、6、8、10、12、14、16 h時測定銅及氨氮、COD的去除率，從而分析停留時間對厭氧處理系統處理效果的影響。試驗結果如圖2 所示。

圖2 停留時間對厭氧處理系統的影響

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

3.3 pH值對厭氧處理系統除銅效果的影響

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

在控制初始進水銅濃度為2.0 mg/L左右、停留時間為10 h、其他外界環境因素一定的情況下，本試驗分別選取p H值為5.0、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、10.0這 9個不同條件下，測定厭氧處理系統對銅以及氨氮、COD的去除率，以分析比較p H值對厭氧處理系統吸附的影響。試驗結果見圖3 。

圖3 pH值對厭氧處理系統的影響

由圖3 可知，厭氧處理系統對銅、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，銅和氨氮的去除率均達到最大，去除率分別為91.5%和15.7%，COD的去除率也達到較高值，去除率為25.6%；而當p H=10.0時，銅、COD和氨氮的去除率僅為10.6%，1.0%和0.5%。在本試驗的基礎上，得出厭氧處理系統p H值為7.5時，可使銅、COD和氨氮的去除率均達到一個較理想的效果。

4 結論

在厭氧處理系統中，進水銅濃度，停留時間和p H值對于銅的去除效果有一定的影響，其中最適條件分別為：進水銅濃度維持在2.0 mg/L左右，停留時間10 h，p H=7.5。

[1]李文杰,蘇現伐,孫劍輝.印制電路板廢水的水質特點與排放管理.工業用水與廢水,2012,04:7-10.

[2]姚梅峰,方江敏,周興求等.AF+BAF深度處理PCB生產廢水的試驗研究.環境科學與技術,2007,07:96-97.

[3]鮑旭平,李義久.印刷電路板顯影廢水處理研究.工業水處理,2005,11:22-24.

[4]李福德.微生物治理電鍍廢水方法.電鍍與精飾,2002，24(2):35—37.

[5]管慧玲,李正明,逮瑤.初探生物法處理低濃度含銅廢水.上海:全國排水委員會,2012.