含铬废水处理的研究进展

Cr（VI）是一种剧毒重金属，是美国环保署确认的129种重点污染物之一，也是我国重点管控的污染物。

简要介绍了含铬废水处理的研究进展，特别强调了活性污泥系统生物除铬的前景。

传统含铬废水处理方法主要有以下几类：化学处理、物理处理、电化学处理等。但传统方法不同程度地存在各种缺点，如基础投资大、运行成本高、运行费用和原材料成本相对较高、易受碱土金属影响、选择性差、化学处理后的上清液容易出现Cr(VI)浓度反弹超标，化学沉淀产生的大量污泥可能造成二次污染等。

因此越来越多的学者和研究人员把目光从传统方法转向新方法——生物法。生物法凭借投资小、运行费用低、不产生二次污染等优势迅速发展起来。目前生物法主要分为灭活微生物吸附法和活微生物法。利用灭活微生物吸附铬不仅充分利用了廉价的原料，而且铬的去除效果也很好。但是该方法需要对灭活微生物进行预处理才能达到良好的处理效果，这使得生物吸附剂难以根据人们的需求形成系列产品。同时，吸附铬的生物如何处理等问题也制约了该方法的使用。活微生物法是利用生长状态的微生物处理含Cr(VI)废水的方法。与灭活微生物去除Cr(VI)相比，活微生物不仅对Cr(VI)有吸附作用，还多出酶催化转化、代谢物还原、絮凝沉淀等除铬途径。目前该方面的研究主要集中在高效菌株的分离和寻找上。报道的具有去除Cr(VI)能力的菌株非常广泛，来自无色杆菌属、土壤细菌、芽孢杆菌属、脱硫弧菌属、肠杆菌属、微球菌属、硫杆菌属和假单胞菌属等许多不同的种。其中，除大肠杆菌、芽孢杆菌属、硫杆菌属和假单胞菌属的菌株能在好氧条件下还原Cr(VI)外，大多数菌株只能在厌氧条件下还原Cr(VI)。此外，也有利用酵母、霉菌等真菌处理含Cr(VI)废水的报道。虽然利用纯微生物去除铬具有处理效率高的优势，但纯微生物的培养通常需要更严格的操作条件（例如温度、溶解氧的控制和防止外来细菌的污染等），因此纯微生物法在工艺推广上存在局限性。因此，近年来研究的重点已从纯微生物处理系统转向多种细菌群落共同生长的活性污泥系统。有含铬废水需要处理的单位，也可以在废水宝项目服务平台上咨询有类似废水处理经验的公司。

活性污泥是一种生物吸附材料，具有吸附容量大、效率高、选择性好、pH值和温度适用范围广等特点，利用其去除废水中的重金属离子不仅可以达到较好的处理效果，而且可以充分利用剩余的污泥。但目前对活性污泥吸附重金属离子的研究还不够深入，亟待进一步探讨。

活性污泥絮体是由微生物、有机聚合物、胶体、矿物颗粒和金属离子等组成的复杂体系，成分的多样性决定了活性污泥对重金属离子的吸附方式有多种，主要有：表面有机络合、离子交换、微生物代谢的主动吸收、氧化还原作用以及无机微沉淀作用。

好氧活性污泥是由多种需氧微生物和兼性厌氧微生物（有少量厌氧微生物）及其吸附的有机和无机固体杂质所组成；厌氧活性污泥是由兼性厌氧菌和专性厌氧菌形成的污泥颗粒和废水中的有机杂质所组成。

各种活性污泥都有各自的颜色，含水量在99%左右，密度为1.0022～1.006，有沉淀性，具有生物活性，对有机物有吸附、氧化作用。其在水溶液中的胞外酶将废水中的大分子水解为小分子，再被体内吸收并氧化分解。有自我繁殖能力。绒毛颗粒大小在0.02～0.2cm2/mL之间。呈弱酸性（pH为6.7左右），对进水变化时进水pH值的变化有一定的容忍度。

组成活性污泥的微生物种群相对稳定，但当营养条件（废水种类、化学成分、浓度）、温度、供氧量、pH值等环境条件发生变化时，主要细菌种群（优势菌）就会发生变化。

近年来，国外文献中关于Cr(VI)对活性污泥微生物代谢和生长影响的研究较少，也有单独在好氧条件下研究活性污泥微生物对铬形态分布影响的报道。报道指出，在pH=7.0时，Cr(III)能被吸附近90%，而Cr(VI)的去除率不超过15%。最近的研究表明，活性污泥单独在厌氧条件下，短期内对Cr(VI)有一定去除效果，当进水Cr(VI)浓度为20mg/L～60mg/L时，Cr(VI)的去除率可达98%以上，但该系统的长期运行效果不佳。此外，虽然连续流厌氧/好氧（A/O）活性污泥系统能够很好地去除Cr(VI)，但该工艺比单一序批式反应器（SBR）工艺更复杂，需要的设备更多。目前尚无关于几种活性污泥系统对Cr(VI)去除效果的系统比较的报道，也没有关于Cr(VI)对活性污泥系统效果比较的报道。来源：古腾水网