电镀厂总氮、氨氮超标的后果及解决方法
近年来,随着环保呼声高涨,各地政府对电镀行业的专项检查活动也是此起彼伏,我们总会在新闻里看到某地电镀厂被查封或整改了,这对同行来说无疑是巨大的压力。那么电镀厂被关停的原因到底是什么呢?归根结底是因为其总氮、氨氮处理不掉或者处理结果不达标造成的,为什么总氮、氨氮超标这个问题处理起来这么棘手呢?
首先,我们需要掌握总氮的来源,去除总氮不能一概而论,当有机氮、氨氮、硝酸盐氮分布失衡时,单一的生物法并不能取得很好的效果,因此需要分别进行强化处理,对症下药,才能逐一击破。
1、有机氮
有机氮是与碳结合的含氮物质的总称,在电镀生产工艺中,主要有电镀氨基磺酸镍中的氨基磺酸,电镀锌镍合金中的锌离子络合剂乙二胺,镀氰铜工艺中的氰化物以及取代氰化物的三乙醇胺等是有机氮类型。
有机氮超标,处理起来较为麻烦,一般有两种办法解决
⑴ 通过氧化的办法将有机氮去除,例如,两级破氰可以将氰化物彻底氧化为氮气排放。
⑵ 通过生物法,将有机氮先转化为氨氮,然后再对氨氮进行降解,如A/O、A2O、多级A2O等。
生物法成本较低,效果稳定,但工艺复杂,操作困难,且占地面积较大,运行时间较长;化学法省去中间转化步骤,更快速直接,但成本较高,折点加氯法控制难度大,效果不稳定。
2、氨氮
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮,来源于电镀工艺生产中化学镀镍中作为pH缓冲剂的氨水、碱式镀锌工艺中使用的氯化铵等。
氨氮是总氮中最好去除的氮类污染物,目前市场上氨氮处理技术已经非常成熟,一般通过以下几种办法去除。
⑴ 折点加氯氧化法,通过加入次氯酸钠或者漂白粉进行氧化,将氨氮转化为氮气释放,目前市场上常见的氨氮去除剂基本以漂白粉为主。其反应方程式如下所示:
2NH2Cl + HClO →N2↑+3H++3Cl- +H2O
⑵ 利用微生物硝化和反硝化去除废水中的氨氮,其原理是硝化菌和反硝化菌的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。首先通过硝化细菌和亚硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,然后再进行反硝化,将硝酸盐转化为氮气。其反应原理图如下所示:
2NH3+3O2→HNO2+H2O+能量(亚硝化作用)
2HNO2+O2→ 2HNO3+能量(硝化作用)
HNO3+CH3OH→N2 + CO2+H2O+能量(反硝化作用)
3、硝酸盐氮
顾名思义,硝酸盐氮主要是硝酸根离子贡献的总氮。在电镀工艺中,一般电镀锌或者锌镍合金的出光工序,化学镀镍工艺的硝槽,钝化,阳极氧化工艺中的化学抛光以及部分特殊镀种的前处理(如钕铁硼电镀等)都会使用硝酸。
硝酸根比较稳定,难以通过化学法进行氧化还原,也无法形成沉淀,唯一可行的方法是通过微生物反硝化进行去除,在缺氧段反硝化菌利用污水中可降解的有机物作为电子供体,以硝酸盐作为电子手提,将回流混合液中的硝态氮还原成氮气而达到脱氮的作用,即反硝化菌将硝酸盐通过生物反硝化作用转化为氮气达到脱氮的目的。但是考虑到电镀厂本身可利用空间就比较小,建设传统生化设施不仅占地面积大,建设工期长,最关键是难以调理,由于电镀废水水质毒性高、盐分高且波动较大,随时可能面临系统崩溃的风险。
其实电镀行业选择入园是一个比较好的选择,一是目前各地政府都在统筹规划,电镀行业集中入园是趋势所在,也可享受相应的扶持政策;二是电镀园区都有完善且先进的污水处理系统,统一治理相比于分散处理可以节约大量的人力财力物力,何乐而不为呢,是吧?
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