摘要：介绍了银粉废水水质及生化法银粉废水处理的主要工艺，结合生产实践对废水处理过程关键过程进行解析，对不同废水处理过程效果进行了比较分析。为生化法处理银粉废水方案及改善废水处理效率提供了参考。生产实践表明采用生化法处理高盐、高COD、高硝态氮的废水是经济可行的。

　　关键词：生化法；COD；银粉废水；PAC

　　0引言

　　银粉多以硝酸银为原料采用液相化学法生产，银粉的主要理化指标由表面活性剂、还原剂、pH调节剂等组成的还原体系进行控制。生产的废水中含有硝酸盐（原料中的硝酸根不参与反应），还原剂与还原剂氧化产物、表面活性剂、反应产生的酸或碱。一般工业银粉生产多采用不同的还原体系生产多系列银粉，不同系列银粉采用不同的还原体系，其中还原剂、pH值调节剂、表面活性剂均存在不同，因此工业银粉生产的废水水质复杂，具有高盐、高COD、高硝态氮等特征，属于较难处理废水类型。

　　陕西煤业化工技术研究院有限责任公司提出的一种光伏银粉废水处理工艺（申请（专利）号：CN202111605002.X），采用“中和+沉淀+蒸发+膜过滤”组合处理工艺，仅针对特定工艺的银粉生产废水，其中“蒸发”工序属于高能耗，产生的固废属于危废，处置费用极高，目前环保公司已借鉴该种废水处理思路，主要用于部分高浓废水预处理工艺，总体而言，现有工业银粉废水处理工程仍以生化法为主。

　　本文结合工业银粉废水处理生产实践，对生化法处理过程进行解析，为银粉生产废水的处理提供借鉴。

　　1生化法处理工业银粉废水工艺简述

　　1.1工业银粉水质分析

　　工业银粉生产废水主要有银粉生产过程中产生的工艺废水、配套废气吸收装置排放的废水、设备场地清洗废水，纯水制备的中水等，工艺废水水质主要有可溶性反应产物、过量还原剂、表面活性剂及少量单质银、微量银离子等，由于主要原料为硝酸银，NO3-不参与反应，全部在工艺废水中，因此工艺废水硝态氮高。表1为2种不同工艺废水水质情况。废水中单质银质量分数为20 g/t、游离银质量分数为1～2 g/t。

　　1.2生化法处理工业废水工艺

　　工艺废水收集（含设备清洗废水）→废水预处理（多级沉降→综合调节池→絮凝→水解生化）→综合调节池→主生化处理系统（两级生化A/O池）→二沉池→曝气生物滤池（BAF）→清水池。

　　纯水制备中水→调节池→曝气生物滤池→回用水池。

　　废气处理装置外排废水→调质→多级沉降池。

　　2废水处理过程解析

　　针对上述二种工艺废水合并处理进行解析。

　　2.1废水预处理

　　工艺废水（银氨络合体系废水除外）在预处理阶段采取分质处理的方法，首先需要解决银量超标的问题。单质银质量分数为20 g/t、游离银质量分数为1~2 g/t。

　　工艺废水先经过车间沉淀池进行沉淀，随后用泵泵入废水处理站，并进行单独的预处理。工艺废水1经过车间沉淀池沉淀后，泵入高浓废水调节池，在调节池内均质均量后，泵入高浓废水沉淀器进行物化反应，先加碱调节pH值后，随后加入PAC、PAM进行混凝、絮凝反应，捕捉废水中的悬浮细小颗粒、胶体，并使之增大为易沉降絮体，工艺废水1沉淀器的污泥进入物化污泥池，上清液进入中间水池，中间水池加酸回调pH值后，泵入水解酸化池，水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。在水解酸化池内挂置填料，使微生物附着在填料上形成生物膜层，有利于增加去除效率和抗冲击负荷能力。水解酸化池出水进入综合调节池与进行预处理后的低浓废水进行混合处理。

　　工艺废水2经过车间沉淀池沉淀后，泵入低浓废水调节池，在调节池内均质均量后，泵入低浓废水沉淀器进行物化反应，先加碱调节pH值后，随后加入PAC、PAM进行混凝、絮凝反应，捕捉废水中的悬浮细小颗粒、胶体，并使之增大为易沉降絮体，废水沉淀器的污泥进入物化污泥池，上清液进入综合调节池与进行预处理后的工艺废水1进行混合处理。

　　2.2主生化处理系统(两级生化A/O池)

　　经过预处理后的工艺废水进入综合调节池，在综合调节池内进行均质均量后泵入两级A/O系统，A/O工艺即将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO值不大于0.2 mg/L，O段DO值=2～4 mg/L。在兼氧池中通过反硝化菌的作用将废水中硝态氮、亚硝态还原成氮气，达到除氮的目的，然后出水进入好氧池，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-及NO2-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。同时在A池预留碳源的投加口，以便及时补充反硝化碳源。二级O池出水进入二沉池进行泥水分离，部分污泥回流至一级A池、二级A池，剩余污泥排至生化污泥池。

　　2.3曝气生物滤池(BAF)

　　二沉池出水泵入曝气生物滤池，该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池（二沉池），其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。污水通过滤料层，水体含有的污染物被滤料层截留，并被滤料上附着的生物降解转化，同时，溶解状态的有机物和特定物质也被去除，所产生的污泥保留在过滤层中，而只让净化的水通过，这样可在一个密闭反应器中达到完全的生物处理而不需在下游设置二沉池进行污泥沉降。曝气生物滤池出水进入清水池，与经过处理后的清净下水混合后达标排放。

　　3废水处理结果及分析

　　3.1废水预处理

　　按前述废水预处理工艺，对工艺废水1、工艺废水2及将2种工艺废水混合的综合废水进行预处理，处理效果见表2。

　　由表2可见，预处理对于工艺废水中银脱除明显，但对COD脱除有选择性。

　　主要原因如下：

　　1）银的脱除：在多级沉降阶段，绝大部分单质银，少量游离银会被CI-、CO3-捕集，因重力沉降收集；在絮凝阶段，絮凝剂PAC水解出大量的CI-与AI（OH）3有助银离子捕集沉降，从多级沉降而来的银最后进入物化污泥渣中。

　　2）COD值：从工艺废水1、工艺废水2的COD值的变化可以看出，不同类型废水絮凝处理效果不同，主要与废水中耗氧物质的特性有关，工艺废水2中耗氧物质部分带有COO-基团，能与PAC以化学键结合共沉。

　　3）PAC与PAM的作用：PAC对脱银与选择性降低COD值起关键作用，PAM起辅助作用。

　　因综合池池容有限，为提高调质的效果，减少废水对生化系统的冲击，在预处理阶段，从多级沉降阶段开始进行2种工艺废水的调质混合，在絮凝阶段不增加PAC与PAM加入量，以减少物化污泥量，均化水质的目的。

　　3.2主生化处理系统

　　综合池废水进入两级生化（A/O/A/O）系统，采用生活污水处理厂活性污泥驯化后投入使用。使用效果见表3。

　　由表3可见生化处理系统对COD、总氮降幅明显，氨氮指标不降反升。主要原因是耗氧物质中部分为有机铵盐，在生化处理过程中分解产生无机氨盐。

　　废水中硝态氮的质量浓度在1 200～1 700 mg/L，进水实际的C、N质量比为1左右，与反硝化理想的C、N质量比为4～6有一定的差距，只有添加碳源方可改善，但可能会造成出水COD值偏高。

　　3.3曝气生物滤池(BAF)

　　经生化处理的废水进入中间水池后泵入曝气生物滤池，进出水指标见表4。

　　由表4可见，曝气生物滤池对脱除氨氮明显。主要原因是废水中氨氮主要以无机氨盐存在，在弱碱条件下易分解外排。

　　由于曝气生物滤池停留时间短，系统主要以排出氨氮为主，pH值应控制在外排指标的上限，保证气量，同时保有一定活性污泥量。

　　相较于膜生物反应器工艺（MBR）而言，系统阻力小，运行维护费用低，适用于复杂物料。银粉生产废水中含有少量难分解表面活性剂，极易对膜表面造成污染，造成膜阻力增大，清洗困难，不适用银粉生产工艺废水的深度处理。

　　4生产实践

　　采用生化法处理银粉生产废水，同时合并处理废气处理废水及纯水处理产生的中水，其中废气处理废水在多级沉降阶段并入工艺废水进行调质，生活污水在生化处理前并入工艺废水进行混合，水量60 t/d，纯水制备废水直接进入单独曝气生物滤池处理后并入其它处理后废水，水量40 t/d。综合处理后外排废水指标见表5。

　　由表5可见采用生化法处理银粉生产废水后外排废水符合排放标准要求。废水处理系统运行稳定，月均处理废水3 000 t，电费2万元、材料消耗2 000元，固废处理6 000元，合计2.8万元，吨废水处理成本9.3元，在可接受范围。但废水处理的效果与系统能力有直接的关系，随着处理水量增加，系统处理效果需进一步观察，过程指标需要进一步优化。

　　5结论

　　1）采用生化法处理银粉生产废水从实践上看是可行的。

　　2）无论是否采用“蒸发”预处理方式，生化法作为废水处理的重要一环是必要的。

　　3）生化处理前水质调节及后期的曝气生物滤池是必要的环节，可以在有限条件下，将调质提前，为生化处理提供稳定水质。

　　4）针对不同工艺废水应提前进行核算，不断优化过程指标进行验证。