摘要：本中試工程廢水采用某冶煉廠已調節PH后的混合反應沉淀池出口重金屬廢水，通過本中試試驗，獲得了電凝聚設備對重有色金屬綜合廢水的處理效果和各項技術指標的直接數據，具有一定的參考借鑒意義。
　　關鍵詞：電絮凝；重金屬廢水；中試
　　1概述
　　在濕法煉鋅過程中產生的廢水含有鋅、鎘、銅、鉛等重金屬離子，廢水的酸性比較強，采用化學法對廢水進行處理，處理出水可以達到排放標準，但是不能有效循環利用，為了能循環使用（中水回用），在國內也有在化學法處理的基礎上加RO膜處理以滿足回用要求的工程實例，但是其處理投資大、運行成本高、產水率低，給推廣帶來了局限性。本文在電化學和物理化學理論的基礎上提出了電絮凝法處理重金屬廢水設想，并在湘西某冶煉廠進行了中試，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、運行費低，有一定的推廣價值。
　　2電絮凝基本原理
　　電絮凝設備依據電解及電凝聚原理，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生共沉淀，有利于其它重金屬的去除。其基本化學反應是FeSO4將Cr6+還原為Cr3+，在堿環境下（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+。
　　電凝聚設備保持一定的電壓、電流值，在鐵極板表面產生Fe2+，即：
　　Fe－２ｅFe2+
　　進入電凝聚設備的水被電解，生成初生態氧和氫，初生態的氧有極強的氧化作用，可去除廢水中有機物，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+、去除機理：電凝聚設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）
　　廢水進入電凝聚設備前加入FeSO4•7H2O除起到還原劑外，FeSO4•7H2O起到無機低分子絮凝劑的作用，水解過程的中間產物與不同離子結合形成羥基多核絡合物或無機高分子化合物，沉降或懸浮。
　　鐵陽極電解過程，Fe3+參與FeSO4•7H2O水解過程羥基多核絡合物生成，成為活性聚凝體，對污染物進行抱合（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，電壓達到一定值時，使水電解，生成初生態氧和氫，除對水中正、負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。
　　電凝聚設備內設置有一套自動化高效除垢裝置。在處理廢水過程中，除垢裝置連續運轉，隨時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）現象；同時攪動廢水，保證了電解反應高效率進行。
　　3中試工程水量、水質及出水執行標準
　　3.1水量、水質
　　本中試工程是在冶煉廠內污水站進行的，試驗對象是重金屬離子含量比較集中的硫酸廢水，試驗處理規模6噸/天，考慮到該廢水酸性強，采用先調節PH值至中性并沉淀后取上清液進中試設備。上清液水質見表-1
　　表-1試驗水樣出水水質
　　           　　
　　3.2執行標準
　　《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）
　　4中試工程工藝流程
　　工藝流程描述：
　　冶煉廠硫酸廢水經調節PH值混合反應沉淀后，通過污水泵提升進入電凝聚設備。計量泵投加硫酸亞鐵溶液（10%濃度）在廢水進入電凝聚設備前的管道上采用管道混合器進行混合。廢水經電凝聚處理后進入自浮槽，在進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入中間水池，再經錳砂和活性炭過濾器過濾后出水，自浮槽頂部的浮渣經刮渣設備刮出后進入污泥處理池。
　　工藝流程圖如下。
　　
　　
　5中試工程主要設備材料表
　　試驗采用的主要設備材料表見表-2
　　表-2主要設備材料表
                      
　　6中試工程結果
　　6.1試驗記錄
　　試驗記錄見表-3
　　                                                                          表-3試驗記錄表
　　                  　　
　　6.2出水送檢結果
　　在試驗后期，出水穩定達標后，試驗人員于2010年3月2日申請當地縣環保局對主要污染物進行權威檢測，縣環境監測站于2010年3月15出據主要污染物檢測結果見表-4
　　表-4環境監測站對試驗出水檢測數據
　                       　　
　　6.3總投資：30萬元
　　6.4運行費用：
　　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
　　7.1通過試驗及檢測數據，表明電凝聚廢水處理系統對冶煉廠的含重金屬廢水處理效果良好，處理出水能穩定達到排放標準并可回用于生產，有一定的推廣價值。
　　7.2出水效果好于預測，其中形成的絡合物及氧化還原學反應起到很好的促進作用，其中機理有待進一步研究。
　　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，對電絮凝設備單體的去處效果評價帶來了不確定因素。
　　參考文獻：
　　1宋衛鋒等，電解法水處理技術的研究進展〔J〕.化工環保，2001，21（1）：11－15.
　　2李亮等，電絮凝－MBR組合工藝深度處理石化工業廢水的研究.1005-829X（2010）04-0059-04
　　3吳彥軍等，重金屬廢水無害化處理技術最新進展.工業水處理.1005-829X（2009）03-0001-03