電化學(xué)法處理有色冶煉廢水的研究

孫海明 鄒琳 邢曉方（煙臺(tái)恒邦集團(tuán)有限公司 山東 煙臺(tái) 264100）

一、前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的增長以及工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)排放的廢水呈現(xiàn)出成分復(fù)雜、種類多、毒害大等特點(diǎn)，其中有毒有害的物質(zhì)有鎘、鉛、銅、鋅、砷等多種重金屬，如直接排入地表水體，會(huì)危及水生動(dòng)植物生長，并通過食物鏈危害人類健康；或是進(jìn)入飲用水源，在人體內(nèi)積累，輕者引起慢性中毒，重者導(dǎo)致死亡。

冶煉廢水對(duì)環(huán)境破壞性大，國家在控制冶煉廢水排放方面要求嚴(yán)格，相繼推出了一系列的排放規(guī)范。目前國內(nèi)外已開發(fā)應(yīng)用的廢水處理技術(shù)主要有化學(xué)法、電化學(xué)法和生物法等。包括化學(xué)沉淀、電化學(xué)、離子交換、膜分離、活性炭和硅膠吸附、生物處理等方法。但大部分污水處理廠都面臨著處理后水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，處理成本高等問題，而如何保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放成為冶煉廢水處理首要研究課題。

二、廢水處理現(xiàn)狀

現(xiàn)有某公司處理工藝設(shè)施為2008年建化學(xué)污水處理廠，處理規(guī)模1500m3/d，采用硫化法+氫氧化鈣+鐵鹽中和氧化法+固液分離的傳統(tǒng)重金屬污染廢水的處理工藝，具體工藝流程圖如下：

圖2.1 污水處理站工藝流程圖

1.主要污染物水質(zhì)指標(biāo)

在該污水處理廠廢水池采集水樣，水樣檢測(cè)結(jié)果如表2-1所示：

表2.1 廢水主要污染物濃度

2.污水處理現(xiàn)狀存在的問題

現(xiàn)有處理工藝采用二次氫氧化鈣+二次鐵鹽中和氧化法+固液分離的傳統(tǒng)重金屬污染廢水的處理工藝，處理后出水水質(zhì)不穩(wěn)定，很難達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，極大制約了污水處理廠的正常運(yùn)行，并且生產(chǎn)中需要加入大量化學(xué)藥劑，工人勞動(dòng)輕度大。

針對(duì)污水處理廠存在的上述問題，計(jì)劃進(jìn)行改造，對(duì)國內(nèi)多家污水處理企業(yè)進(jìn)行實(shí)地考察，并查閱大量資料，對(duì)比各種污水處理工藝后發(fā)現(xiàn)電化學(xué)處理工藝具有占地少，自動(dòng)化程度高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但是否適合該污水處理廠仍需進(jìn)行試驗(yàn)，研究冶煉廢水通過電化學(xué)法處理效果，為污水處理廠改造提供依據(jù)。

二、電化學(xué)法處理冶煉廢水試驗(yàn)

1.試驗(yàn)方法：

試驗(yàn)過程如下：

a.在現(xiàn)有處理系統(tǒng)2#3#濃密機(jī)溢流處增設(shè)管路，引入部分濾液至1.5m3中間槽。

b.向中間槽中加入濃硫酸溶液，對(duì)pH值進(jìn)行回調(diào)。

c.中間槽底流流入電化學(xué)處理設(shè)備（由電化學(xué)廠家提供），通過閥門控制流量1m3/h。

d.將c中電化學(xué)反應(yīng)后的水樣過濾，取樣化驗(yàn)。

2.試驗(yàn)數(shù)據(jù)

（1）石灰中和除雜

調(diào)節(jié)石灰加入量，調(diào)節(jié)一次中和濃密機(jī)溢流濾液PH值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

3-1 調(diào)PH除雜試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

從表3-1試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)PH值到11時(shí)，除金屬Cd、Zn等離子微量超標(biāo)外，只剩下As還超標(biāo)嚴(yán)重，擬通過后續(xù)電化學(xué)絮凝氣浮實(shí)驗(yàn)將其出去。

（2）回調(diào)PH后電化學(xué)除雜

對(duì)上述濾液加入硫酸溶液，進(jìn)行PH值回調(diào)，進(jìn)行一級(jí)電化學(xué)廢水處理系統(tǒng)不同pH條件下，工作電流、電壓對(duì)廢水處理效果的影響試驗(yàn)：

表3-2 PH=9時(shí)，電化學(xué)系統(tǒng)工作電流、電壓對(duì)廢水處理效果影響

表3-3 PH=8時(shí)，電化學(xué)系統(tǒng)工作電流、電壓對(duì)廢水處理效果影響

Pb Cu Cd Zn 0.04 0.16 0.004 0.40 0.06 0.46 0.008 1.4 0.04 0.27 0.007 0.72 0.04 0.15 0.004 0.41

表3-4 PH=7時(shí)，電化學(xué)系統(tǒng)工作電流、電壓對(duì)廢水處理效果影響

表3-5 PH=6時(shí)，電化學(xué)系統(tǒng)工作電流、電壓對(duì)廢水處理效果影響

由以上模擬實(shí)驗(yàn)可以看出一級(jí)電化學(xué)廢水處理系統(tǒng)在pH=7～8，工作電流：3000mA，電壓：30V條件下廢水處理效果最佳采用同樣方法我們對(duì)二級(jí)電化學(xué)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，最終確定二級(jí)電化學(xué)廢水處理系統(tǒng)最佳工作電流：2500mA、電壓：25V。

（3）按實(shí)驗(yàn)的最佳條件二次電化學(xué)試驗(yàn)：

按照最佳實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行沉淀，過濾，回調(diào)PH值，電化學(xué)等流程，試驗(yàn)結(jié)果如下：

表3-6 試驗(yàn)數(shù)據(jù) 單位：mg/L

從表3-6數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)石灰中和除雜和電化學(xué)處理后水中各類重金屬污染物處理效果明顯，處理效率都超過了99.99%，出水達(dá)到了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語

通過試驗(yàn)可以看出，采用電化學(xué)法處理后水質(zhì)可達(dá)到第三類地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該項(xiàng)研究為污水處理廠日后改造提供了理論依據(jù)，下一步將繼續(xù)深入研究優(yōu)化工藝流程及運(yùn)行費(fèi)用，為改造做好前期準(zhǔn)備工作。