电化学法处理有色冶炼废水的研究

孙海明 邹琳 邢晓方（烟台恒邦集团有限公司 山东 烟台 264100）

一、前言

随着我国经济的增长以及工业的迅速发展，工业排放的废水呈现出成分复杂、种类多、毒害大等特点，其中有毒有害的物质有镉、铅、铜、锌、砷等多种重金属，如直接排入地表水体，会危及水生动植物生长，并通过食物链危害人类健康；或是进入饮用水源，在人体内积累，轻者引起慢性中毒，重者导致死亡。

冶炼废水对环境破坏性大，国家在控制冶炼废水排放方面要求严格，相继推出了一系列的排放规范。目前国内外已开发应用的废水处理技术主要有化学法、电化学法和生物法等。包括化学沉淀、电化学、离子交换、膜分离、活性炭和硅胶吸附、生物处理等方法。但大部分污水处理厂都面临着处理后水质不达标，处理成本高等问题，而如何保证水质达标排放成为冶炼废水处理首要研究课题。

二、废水处理现状

现有某公司处理工艺设施为2008年建化学污水处理厂，处理规模1500m3/d，采用硫化法+氢氧化钙+铁盐中和氧化法+固液分离的传统重金属污染废水的处理工艺，具体工艺流程图如下：

图2.1 污水处理站工艺流程图

1.主要污染物水质指标

在该污水处理厂废水池采集水样，水样检测结果如表2-1所示：

表2.1 废水主要污染物浓度

2.污水处理现状存在的问题

现有处理工艺采用二次氢氧化钙+二次铁盐中和氧化法+固液分离的传统重金属污染废水的处理工艺，处理后出水水质不稳定，很难达到《污水综合排放标准》，极大制约了污水处理厂的正常运行，并且生产中需要加入大量化学药剂，工人劳动轻度大。

针对污水处理厂存在的上述问题，计划进行改造，对国内多家污水处理企业进行实地考察，并查阅大量资料，对比各种污水处理工艺后发现电化学处理工艺具有占地少，自动化程度高，出水水质稳定，运行费用低等优点，但是否适合该污水处理厂仍需进行试验，研究冶炼废水通过电化学法处理效果，为污水处理厂改造提供依据。

二、电化学法处理冶炼废水试验

1.试验方法：

试验过程如下：

a.在现有处理系统2#3#浓密机溢流处增设管路，引入部分滤液至1.5m3中间槽。

b.向中间槽中加入浓硫酸溶液，对pH值进行回调。

c.中间槽底流流入电化学处理设备（由电化学厂家提供），通过阀门控制流量1m3/h。

d.将c中电化学反应后的水样过滤，取样化验。

2.试验数据

（1）石灰中和除杂

调节石灰加入量，调节一次中和浓密机溢流滤液PH值，实验数据如下：

3-1 调PH除杂试验数据表

从表3-1试验数据可以发现调节PH值到11时，除金属Cd、Zn等离子微量超标外，只剩下As还超标严重，拟通过后续电化学絮凝气浮实验将其出去。

（2）回调PH后电化学除杂

对上述滤液加入硫酸溶液，进行PH值回调，进行一级电化学废水处理系统不同pH条件下，工作电流、电压对废水处理效果的影响试验：

表3-2 PH=9时，电化学系统工作电流、电压对废水处理效果影响

表3-3 PH=8时，电化学系统工作电流、电压对废水处理效果影响

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时，电化学系统工作电流、电压对废水处理效果影响

表3-5 PH=6时，电化学系统工作电流、电压对废水处理效果影响

由以上模拟实验可以看出一级电化学废水处理系统在pH=7～8，工作电流：3000mA，电压：30V条件下废水处理效果最佳采用同样方法我们对二级电化学废水处理系统进行了模拟实验，最终确定二级电化学废水处理系统最佳工作电流：2500mA、电压：25V。

（3）按实验的最佳条件二次电化学试验：

按照最佳实验条件进行沉淀，过滤，回调PH值，电化学等流程，试验结果如下：

表3-6 试验数据 单位：mg/L

从表3-6数据可以看出，经石灰中和除杂和电化学处理后水中各类重金属污染物处理效果明显，处理效率都超过了99.99%，出水达到了《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类水质标准。

结语

通过试验可以看出，采用电化学法处理后水质可达到第三类地表水环境质量标准，该项研究为污水处理厂日后改造提供了理论依据，下一步将继续深入研究优化工艺流程及运行费用，为改造做好前期准备工作。