重金属废水处理技术之电絮凝技术

重金属废水处理技术之电絮凝技术

当前生产生活工作中所说的重金属污染主要指的是电镀、采矿、化工、印染、金属加工等行业在金属加工生产过程中，所生产排放的含有汞、镉、铬、镍、铅及砷等毒性比较强的重金属元素，这些重金属元素可能独立的存在，但是同时也可能是以化合物的形式存在，一旦重金属物排放超标，或者不符合标准的进行排放，那么对环境所造成的危害是非常严重的，且此种危害是不可逆的。

当前，在中国经济发展的过程中，重金属所产生的污染，通过食物链作用的发挥，对人体以及动植物等产生了非常严重的危害，导致我国在未来的可持续发展过程中，在重金属生产与环境保护、生物平衡中实现权衡成为了社会经济发展重点突出的问题。

一、重金属的环境危害

重金属离子的来源十分广泛.大多数人往往都知道其主要来源于冶金等重工业行业，却忽视了其在造纸业以及首饰加工甚至服装生产环节中所出现的概率，降低了对于轻工业含重金属离子废水的控制效果。结合重金属离子的处理现状来看，其对环境产生的污染主要存在于以下几个方面：

1.重金属污染物不会自行分解；

重金属污染物与其他污染物不同，其在自然界当中并不会自然消失，只能够从一种形态转变成为另一种形态。换句话说，重金属污染物即使被收集起来，如果得不到有效处理，依然具有安全隐患。

2. 生物体获取的重金属会随着食物链富集；

人类处于食物链的顶端，而重金属具有随着食物链富集的特点，也就是说，人类是重金属污染的最终受害者也是最大受害者。

3. 重金属进入人体内会引起慢性中毒；

重金属进入人体后并不会立刻引起不良反应.其大多数情况下会引起慢性中毒，这种中毒根据离子类型各不相同，但是危害性均不可忽视。

二、传统处理工艺

对于含重金属离子的废水进行传统处理时，主要有两种不同的处理方式。

通过将溶解的重金属离子转化为不溶性的化合物沉淀从而实现污水处理属于最为常见的一种；另外一种则是在不改变金属化学性质的前提下，通过离子交换以及萃取吸附等分离方法进行处理。

传统处理方法处理成本低，应用普遍性较强，但是处理的针对性较强，对于一些特殊的金属离子处理起来难度较大。

近年来，学者专家针对不同镀种的电镀废水采用了不同的处理方法，如物理法、化学法、膜处理法、吸附交换法、物理化学法及生物法等，但传统的方法存在成本高、处理时间长、占地面积大、投资大、处理效率低、出水难以达标排放、二次污染及后续处理工作复杂等问题。

三、杰尧科技及其技术团队利用电絮凝技术对重金属废水进行处理，通过设计与运行中优化了初始pH、极板间距、电流密度、反应时间等参数条件，取得了良好的处理效果。

 

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。

 

四、应用数据

1、废水性质

废水取自江苏某制造企业电镀车间，废水中Cr⁶⁺浓度为20.52mg/L，

Cu²⁺浓度为10.38mg/L，

Ni²⁺浓度为15.73mg/L，

Zn²⁺浓度为19.47mg/L，

废水pH值为2.19。

2、工艺流程如下

电絮凝反应在固定容器内进行，阳极和阴极为同类金属电极，一组极板固定在设备内，电极纯度为99％，电极连接多功能脉冲电源，将进水调节pH值后的废水，开通磁力搅拌器，设置电流密度。用计时器控制时间，测定浓度，计算其去除率。

设置极板间的距离为2.5cm、电流强度为5A/dm2、初始pH=6，设置电凝时间为30min，经过现场工艺调试，确定最佳工艺参数：

1、最佳pH值在6—7之间，金属离子去除率最合适，当pH值突破8后，去除率出现降低；

2、在电流密度上，电流密度在5A/dm2时，效果最佳；

3、在电絮凝处理前15min时，随电凝时间的增加，水解形成的絮凝剂数量越来越多，金属离子去除率都快速增长。当电凝时间达到20min时，去除率趋于缓慢；此时，去除率分别为93.76、94.34、90.31和93.07，但是在超过30min时，去除率反而略微降低，同时趋于平稳。