ETIG电絮凝工艺处理冶炼废水中试研究

山西冶金SHANXIMETALLURGYTotal176No.6，2018DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2018.06.18试（实）验研究总第176期2018年第6期ETIG电絮凝工艺处理冶炼废水中试研究李光明（忻州市环境监测站，山西忻州034000）摘要：研究采用美国ETIG环保公司的电絮凝工艺处理某冶炼厂废水。试验结果表明，相比于化学处理工艺，冶炼废水经ETIG电絮凝工艺处理以后，Pb、Zn、Cd、As等各重金属去除率皆为97%以上，浓度极低，远远优于国家排放标准。同时，pH值基本上在7～9范围内，也可达标排放。总之，ETIG电絮凝工艺是一种可以达到环境效益和经济效益双赢的冶炼废水处理技术。关键词：冶金废水ETIG电絮凝工艺重金属去除率中图分类号：X75文献标识码：A文章编号：1672-1152（2018）06-0046-03收稿日期：2018-11-12作者简介：李光明（1983—），男，2009年6月毕业于中国农业大学环境科学专业，理学硕士学位，工程师，现从事水、土壤环境监测工作。冶金工业是我国的重点工业产业之一的同时，也是我国的污染排放非常突出的领域。近些年我国发生的几起重金属污染事件，如2006年湖南岳阳砷污染事件、2008年云南阳宗海砷污染事件、2010年福建紫金矿业溃坝事件等均与金属冶炼有关。为此，多年来国内外学者对冶金废水中污染物的去除进行了大量的研究。研究发现，絮凝是水处理中较常见、也是最重要的物化过程之一，对冶金废水中污染物的去除具有重要的作用[1]。同时，由于废水中存在的阴、阳离子使废水一般具有较高的电导性，因此可以采用电化学法处理废水。1电絮凝技术原理电絮凝技术设备结构简单，操作维护方便，可在一台设备中完成电解氧化还原、电解絮凝等过程，易于实现自动化，且不需要投加任何氧化剂或还原剂，产生污染少，加之其工艺运行平稳，水质稳定，因此被称为是一种设备自动化程度高、管理简单、效果较佳、环境友好的水处理技术。电絮凝技术技术原理是阳极在外加电源的作用下，经一系列的溶蚀、水解、聚合和电解氧化还原过程等，形成多种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物，并通过电解絮凝（吸附架桥、压缩双电层、网捕等）、电解气浮等作用，使得废水中的胶态杂质、悬浮颗粒等凝聚沉淀而分离。具体如图1所示[2]。20世纪的80年代，电絮凝技术开始在国内试行，但因为有许多的技术瓶颈没法突破，故其处理量都非常小，仅仅停留在每天几吨到十几吨的水平。据调查和研究显示，现阶段美国环保科技国际集团（ETIG）电絮凝反应器被世界各国广泛应用。其与国内所生产的电絮凝反应器相比，具有如下优点：1）在设计及使用等方面，解决了国内反应器所存在的电极腐蚀、泄漏、结垢、处理量小、费用高、使用寿命短以及无法消除的电絮凝反应所产生的气体等问题。2）ETIG的电絮凝反应器设计先进，技术成熟，清洗无需酸洗，消除了操作危险和对环境的再次污染。3）ETIG电絮凝系统可以最大限度的重复利用已有设备及建筑，且完全实现了工业化。4）ETIG的电絮凝反应器拥有相应的知识产权，是美国国家环保署唯一认可的同类技术，国际上处于领先。电子污染物上浮至液面上浮H2OH2Mn+M(OH)n(水合阳离子)污染物水溶液pH值沉淀物阳极（氧化反应）阴极（还原反应）图1电絮凝反应原理图2018年第6期2实验材料与方法以某冶炼厂2018年6月的实际排放情况为例，经检测，其废水超标排放，造成了严重的环境污染及重金属资源浪费。具体排放情况如表1所示。1）试验主要仪器及设备：pH计（Model868，Ori原onResearch.Inc.）；ETIG9.6L/min（13.8m3/d）电絮凝处理设备；250mL烧杯、玻棒、过滤斗、2L塑料杯、电导仪、2m3立方槽、集水箱；原子吸收分光光度计（AA-7000，SHIMADZU）。2）试验主要药剂：Ca(OH)2溶液、稀H2SO4、絮凝剂等。本试验采用的ETIG电絮凝法处理冶炼废水工艺的构筑物及设备包括筛网、原水池、电絮凝反应系统、除泡池、絮凝剂投加系统、澄清池、污泥沉淀池、压滤机等。具体工艺流程简单示意图如图2所示。图2中，筛网是污水站第一道预处理设施，用于去除悬浮物等杂物；由于一般生产废水的排放量在一天内变化幅度较大，原水池用于均衡废水的水质和水量；电絮凝反应系统本试验中采用火焰原子吸收法检测，并将检测结果进行记录、整理和分析。3中试试验结果及分析6月2日—6月4为调试阶段，记录的废水处理前、后的pH值及Pb、Zn、Cd、As浓度，其中，所有重金属污染物浓度均按mg/L计，去除率按%计。通过数据可以看到，调试阶段的前两天，只有总镉的处理数据没有达标。分析原因，可能是仪器的一些相关参数还未调整到最佳状态，故6月4日对仪器进行了调整，调整