電鍍廢水-多維電絮凝處理工藝

游建軍 王合德 賀前鋒

（中南國水環(huán)保科技總公司 湖南長沙 410014）

1 引言

絮凝是水處理過程最重要的物理化學(xué)過程之一,其中電絮凝是一種對環(huán)境二次污染小的廢水處理技術(shù)。一般不需要添加化學(xué)藥劑，設(shè)備體積小，占地面積少，操作簡單靈活，污泥量少，后續(xù)處理簡單，并且隨著電化學(xué)技術(shù)和電力工業(yè)的發(fā)展使得電絮凝用于廢水處理的成本大大降低，競爭力不斷增強。目前對電鍍以及金屬冶煉行業(yè)等產(chǎn)生的重金屬含量過高的廢水越來越多的采用電絮凝工藝處理。

1.1 多維電絮凝工藝技術(shù)原理

電絮凝技術(shù)由微電解發(fā)展起來，針對微電解存在種種問題，通過改進(jìn)配套設(shè)備發(fā)展出完善的電絮凝工藝系統(tǒng)。該系統(tǒng)工藝核心設(shè)備多維電絮凝以普通的鋼板為電極，采用交替低壓直流電，利用電化學(xué)原理，把電能轉(zhuǎn)化為復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，與廢水中有機或無機物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而吸附、絮凝、沉淀，將污染物從水體中分離。多維電絮凝工藝系統(tǒng)可有效地去除電鍍綜合廢水中的六價鉻、鋅、鎳、鎘、銅、氰化物、磷酸鹽、油、COD、色度及SS等。出水中重金屬指標(biāo)可達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》III類標(biāo)準(zhǔn)。多維電絮凝極板在電場作用下每個電解單元發(fā)生如下反應(yīng)：

1）重金屬離子的去除：由于多維電絮凝在電解過程中產(chǎn)生OH-，可提高廢水pH值，重金屬離子可與OH－生成氫氧化物沉淀，再經(jīng)過絮凝吸附，沉淀分離轉(zhuǎn)移至污泥中而去除。

2）極板還原反應(yīng)可去除六價鉻、色度：

此種新生態(tài)（H）有很強的還原活性，能將以氧化態(tài)成分為主的無機或有機色素染料還原為無色物質(zhì)，使廢水的色度得以去除。

3）多維電絮凝具有很好的去除油脂和膠體效果。

陽極與陰極表面可以不斷產(chǎn)生氧氣和氫氣微小汽泡，產(chǎn)生很好的氣浮作用。它比傳統(tǒng)的氣浮法去除效果更強。

4）除磷：在運行過程中鐵極板受各種電化學(xué)作用析出的Fe2+進(jìn)而被氧化成Fe3+，具有很強的反應(yīng)活性及易與磷酸根反應(yīng)生成磷酸鐵不溶性沉淀物。

5）去除廢水中COD和CN-

陽極產(chǎn)生的新生態(tài)活性（O）具有很強的氧化作用，可以氧化廢水中還原性有機或無機化合物，去除水中的COD和CN-。廢水中CN-在陽極上由于放出的新生態(tài)（O）氧化劑作用，氧化CN-，將氰根破除。

2 多維電絮凝工藝系統(tǒng)與傳統(tǒng)化學(xué)法比較

2.1 多維電絮凝工藝系統(tǒng)與化學(xué)法的運行成本比較

2.1.1 對于廢水中Cr6+的處理費用比較

1）選用多維電絮凝工藝可以節(jié)約大量的PAM絮凝劑，在多維電絮凝電解出Fe2+曝氣氧化應(yīng)生成Fe3+，產(chǎn)生新生態(tài)的Fe(OH)3具有很強的活性，比其它鋁鹽、鐵鹽的混凝化學(xué)藥品的處理效果更佳。據(jù)研究，多維電絮凝極板電解產(chǎn)生的新生態(tài)的鐵離子的絮凝能力是硫酸亞鐵的6倍以上，只需要添加微量的PAM就可以達(dá)到極佳的處理效果

2）多維電絮凝工藝系統(tǒng)不需要將含六價鉻廢水的pH值調(diào)到2.5左右（傳統(tǒng)工藝所需的條件）然后再調(diào)回8～9，多維電絮凝工藝系統(tǒng)處理Cr6+的pH可以為8～9。多維電絮凝工藝系統(tǒng)直接通過與其他廢水混合綜合處理，簡化了處理流程，節(jié)約了項目投資、減少了占地面積及運行成本。多維電絮凝工藝系統(tǒng)處理六價鉻的廢水與傳統(tǒng)化學(xué)法相比，酸堿量節(jié)省90%左右,簡化了工藝流程，減少了用地及處理成本，節(jié)省投資。

3）多維電絮凝工藝系統(tǒng)不需要添加還原藥劑：

多維電絮凝在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生新生態(tài)（H），有很強的還原能力，可將六價鉻還原成三價鉻，并最終將其去除，從而節(jié)省大量的還原劑。

2.1.2 多維電絮凝工藝系統(tǒng)對綜合廢水處理成本比較

一般情況下，電鍍綜合廢水的pH值呈強酸性，pH值為4左右。

1）多維電絮凝處理后廢水pH值會升高，可節(jié)省大量的堿。

2）選用多維電絮凝工藝系統(tǒng)可以減少大量的PAM絮凝藥劑的投加，減少污泥量。

綜上所述，對于所有電鍍廢水的處理，多維電絮凝工藝系統(tǒng)可以節(jié)約大量的酸、堿等藥劑，運行費用為傳統(tǒng)化學(xué)法的1/6。

2.2 多維電絮凝工藝系統(tǒng)與傳統(tǒng)化學(xué)工藝系統(tǒng)處理效果的比較

1)對COD和色度的去處效果比較

由于多維電絮凝工藝系統(tǒng)極板產(chǎn)生的強氧化性羥基自由基，可有效破鍵去除COD和色度，COD去除率在40-55%之間。傳統(tǒng)的化學(xué)工藝系統(tǒng)對COD的去除效果不好，一般只可去除不溶于水的COD，去除率一般在30%左右。

2)傳統(tǒng)化學(xué)工藝系統(tǒng)難以根據(jù)廢水中重金屬濃度，自動調(diào)整相應(yīng)的加藥量，且由于傳統(tǒng)的化學(xué)工藝系統(tǒng)分類處理多，流程復(fù)雜，藥劑使用種類較多，操作運行勞動強大難以達(dá)到精細(xì)控制，處理出水難以達(dá)到預(yù)期效果，難以適應(yīng)逐漸嚴(yán)格的國家標(biāo)準(zhǔn)。多維電絮凝工藝系統(tǒng)會根據(jù)廢水中重金屬離子的濃度自動調(diào)整極板的電流，保證處理廢水的重金屬指標(biāo)的處理效果始終如一。

2.3 傳統(tǒng)化學(xué)工藝系與多維電絮凝工藝系統(tǒng)的投資費用比較

2.3.1 運行投資費用的比較

傳統(tǒng)化學(xué)工藝系統(tǒng)占地面積比較大，流程較長，設(shè)備多，前期土建費用很高，而且加藥設(shè)備投資比較大；多維電絮凝工藝系統(tǒng)工藝簡節(jié)，占地面積小，土建費用低，設(shè)備投資相對比較大。總體而言，多維電絮凝工藝系統(tǒng)投資費用遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)化學(xué)法。

2.3.2 占地面積比較

傳統(tǒng)化學(xué)工藝系統(tǒng)對廢水的處理，一般具有集水池等較多的大型處理構(gòu)筑物。多維電絮凝工藝系統(tǒng)除了調(diào)節(jié)池和沉淀池比較大外，其余的曝氣池、pH調(diào)節(jié)池只需要一個簡單的PE桶即可，比如處理量為15t/h的多維電絮凝工藝系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、沉淀池分別只需20t的PE桶即可，多維電絮凝本身占1.5×3m2的空間。

2.3.3 產(chǎn)生污泥量及污泥處置費用比較

傳統(tǒng)化學(xué)工藝系統(tǒng)需大量的投加藥劑，才能夠來達(dá)到廢水處理達(dá)標(biāo)的程度，這些藥劑的投加最終絕大部分以污泥形式沉降排出，污泥產(chǎn)生量大。多維電絮工藝系統(tǒng)采用精確控制、氧化、還原、微絮體多接觸表面性等使處理效率極大的提高，而加入藥劑少，污泥量極少，一般是傳統(tǒng)化學(xué)工藝系統(tǒng)的1/10。

3 多維電絮凝工藝系統(tǒng)可適用的行業(yè)領(lǐng)域

a）冶煉廢水、采選礦場采選廢水和初期雨水；

b）金屬加工行業(yè)；

c）電鍍行業(yè)以及排放重金屬廢水的工業(yè)園；

d)地下水重金屬污染治理

e）其他能夠產(chǎn)生重金屬離子廢水的行業(yè)；

f）電子行業(yè)廢水以及含有生產(chǎn)電子元器件企業(yè)的工業(yè)園。

4 結(jié)語

多維電絮凝工藝系統(tǒng)處理電鍍廢水不是我們公司的首創(chuàng)，這種工藝和方法很早以前就存在。我們公司擁有強的研發(fā)團隊，正是在他們不斷的研究和實踐中，將多維電絮凝工藝系統(tǒng)不斷改進(jìn)，使這種方法處理效果更好、更穩(wěn)定、更安全、更節(jié)能。