摘要：本中試工程廢水采用某冶煉廠已調(diào)節(jié)PH后的混合反應(yīng)沉淀池出口重金屬廢水，通過本中試試驗(yàn)，獲得了電凝聚設(shè)備對重有色金屬綜合廢水的處理效果和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的直接數(shù)據(jù)，具有一定的參考借鑒意義。
　　關(guān)鍵詞：電絮凝；重金屬廢水；中試
　　1概述
　　在濕法煉鋅過程中產(chǎn)生的廢水含有鋅、鎘、銅、鉛等重金屬離子，廢水的酸性比較強(qiáng)，采用化學(xué)法對廢水進(jìn)行處理，處理出水可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是不能有效循環(huán)利用，為了能循環(huán)使用（中水回用），在國內(nèi)也有在化學(xué)法處理的基礎(chǔ)上加RO膜處理以滿足回用要求的工程實(shí)例，但是其處理投資大、運(yùn)行成本高、產(chǎn)水率低，給推廣帶來了局限性。本文在電化學(xué)和物理化學(xué)理論的基礎(chǔ)上提出了電絮凝法處理重金屬廢水設(shè)想，并在湘西某冶煉廠進(jìn)行了中試，取得了一定的成果，電絮凝法處理重金屬廢水因占地小、投資省、運(yùn)行費(fèi)低，有一定的推廣價(jià)值。
　　2電絮凝基本原理
　　電絮凝設(shè)備依據(jù)電解及電凝聚原理，對廢水中污染物有氧化、還原、中和、凝聚、氣浮分離等多種物理化學(xué)作用。
　　重有色金屬冶煉廢水中不但含有多種重金屬離子，而且還含有大量的硫酸根離子。廢水進(jìn)電絮凝裝置前加入硫酸亞鐵，硫酸亞鐵是一種絮凝劑，在堿性條件下可以和其它重金屬發(fā)生共沉淀，有利于其它重金屬的去除。其基本化學(xué)反應(yīng)是FeSO4將Cr6+還原為Cr3+，在堿環(huán)境下（PH=7.5~8.5），使Cr3+變成Cr(OH)3沉淀。
　　綠礬（硫酸亞鐵水聚合物）FeSO4•7H2O在水中水解為硫酸和硫酸亞鐵。與Cr6+充分混合接觸，將Cr6+還原為Cr3+。
　　電凝聚設(shè)備保持一定的電壓、電流值，在鐵極板表面產(chǎn)生Fe2+，即：
　　Fe－２ｅFe2+
　　進(jìn)入電凝聚設(shè)備的水被電解，生成初生態(tài)氧和氫，初生態(tài)的氧有極強(qiáng)的氧化作用，可去除廢水中有機(jī)物，降低廢水的COD，氫氣可使污泥上浮。
　　Cr2O72-在陽極板被還原成Cr3+，即：
　　Cr2O72-+6Fe2+＋14H+2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O
　　少量的Cr2O7２－在陰極板（不銹鋼）被直接還原，即：
　　Cr2O72－＋14Ｈ＋＋6ｅ－2Cr3+＋7H2O
　　H+的消耗、OH-增加，Cr3+、Fe3+生成氫氧化物，并在合適的PH值下析出沉淀，即：
　　Cr3++3OH-Cr(OH)3↓
　　Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
　　廢水中Cu2+、Zn2+、去除機(jī)理：電凝聚設(shè)備陰極可以還原部分Pb2+、Cu2+、Zn2+，即：
　　Pb2++2e＋Pb↓
　　Cu2++2e＋Cu↓
　　Zn2++2e＋Zn↓
　　Pb2+、Cu2+、Zn2+與水中OH－生成氫氧化物析出沉淀，即：
　　Pb2++2OH-Pb(OH)2↓（PH＝8）
　　Cu2++2OH-Cu(OH)2↓（PH＝９）
　　Zn2++2OH-Zn(OH)2↓（PH＝８）
　　Fe2++2OH-HMFe(OH)2（PH＝８）
　　廢水進(jìn)入電凝聚設(shè)備前加入FeSO4•7H2O除起到還原劑外，F(xiàn)eSO4•7H2O起到無機(jī)低分子絮凝劑的作用，水解過程的中間產(chǎn)物與不同離子結(jié)合形成羥基多核絡(luò)合物或無機(jī)高分子化合物，沉降或懸浮。
　　鐵陽極電解過程，F(xiàn)e3+參與FeSO4•7H2O水解過程羥基多核絡(luò)合物生成，成為活性聚凝體，對污染物進(jìn)行抱合（吸附）凝聚，對油污和表面活性劑起到與水分離作用。
　　電解過程中，電壓達(dá)到一定值時(shí)，使水電解，生成初生態(tài)氧和氫，除對水中正、負(fù)離子起氧化和還原作用外，這小氣泡能吸附廢水中的小絮凝物，起到氣浮作用。
　　電凝聚設(shè)備內(nèi)設(shè)置有一套自動(dòng)化高效除垢裝置。在處理廢水過程中，除垢裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，隨時(shí)清除附著在極板上的污垢，保證極板表面清潔無垢，消除了極板極化（鈍化）現(xiàn)象；同時(shí)攪動(dòng)廢水，保證了電解反應(yīng)高效率進(jìn)行。
　　3中試工程水量、水質(zhì)及出水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
　　3.1水量、水質(zhì)
　　本中試工程是在冶煉廠內(nèi)污水站進(jìn)行的，試驗(yàn)對象是重金屬離子含量比較集中的硫酸廢水，試驗(yàn)處理規(guī)模6噸/天，考慮到該廢水酸性強(qiáng)，采用先調(diào)節(jié)PH值至中性并沉淀后取上清液進(jìn)中試設(shè)備。上清液水質(zhì)見表-1
　　表-1試驗(yàn)水樣出水水質(zhì)
　　           　　
　　3.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
　　《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）
　　4中試工程工藝流程
　　工藝流程描述：
　　冶煉廠硫酸廢水經(jīng)調(diào)節(jié)PH值混合反應(yīng)沉淀后，通過污水泵提升進(jìn)入電凝聚設(shè)備。計(jì)量泵投加硫酸亞鐵溶液（10%濃度）在廢水進(jìn)入電凝聚設(shè)備前的管道上采用管道混合器進(jìn)行混合。廢水經(jīng)電凝聚處理后進(jìn)入自浮槽，在進(jìn)入自浮槽的管道中投加PAM溶液（1‰濃度），在自浮槽中完成浮渣和水的分離，自浮槽底部的清水進(jìn)入中間水池，再經(jīng)錳砂和活性炭過濾器過濾后出水，自浮槽頂部的浮渣經(jīng)刮渣設(shè)備刮出后進(jìn)入污泥處理池。
　　工藝流程圖如下。
　　
　　
　5中試工程主要設(shè)備材料表
　　試驗(yàn)采用的主要設(shè)備材料表見表-2
　　表-2主要設(shè)備材料表
                      
　　6中試工程結(jié)果
　　6.1試驗(yàn)記錄
　　試驗(yàn)記錄見表-3
　　                                                                          表-3試驗(yàn)記錄表
　　                  　　
　　6.2出水送檢結(jié)果
　　在試驗(yàn)后期，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)后，試驗(yàn)人員于2010年3月2日申請當(dāng)?shù)乜h環(huán)保局對主要污染物進(jìn)行權(quán)威檢測，縣環(huán)境監(jiān)測站于2010年3月15出據(jù)主要污染物檢測結(jié)果見表-4
　　表-4環(huán)境監(jiān)測站對試驗(yàn)出水檢測數(shù)據(jù)
　                       　　
　　6.3總投資：30萬元
　　6.4運(yùn)行費(fèi)用：
　　電耗：約0.8KWH/m3水
　　藥耗：硫酸亞鐵0.3㎏/m3水 
　　PAM7g/m3水
　　6.5中試工程占地面積：45m2左右（6m×7.5m）
　　
　　7小結(jié)
　　7.1通過試驗(yàn)及檢測數(shù)據(jù)，表明電凝聚廢水處理系統(tǒng)對冶煉廠的含重金屬廢水處理效果良好，處理出水能穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)并可回用于生產(chǎn)，有一定的推廣價(jià)值。
　　7.2出水效果好于預(yù)測，其中形成的絡(luò)合物及氧化還原學(xué)反應(yīng)起到很好的促進(jìn)作用，其中機(jī)理有待進(jìn)一步研究。
　　7.3在中試中加入了一些輔助措施和藥劑，如錳砂過濾、活性炭過濾及絮凝劑，對電絮凝設(shè)備單體的去處效果評(píng)價(jià)帶來了不確定因素。
　　參考文獻(xiàn)：
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