重金屬廢水處理

含砷、鉛、鉻、鎘等多金屬和氟化物酸性冶煉廢水屬于火法冶煉行業(yè)生產(chǎn) 中較為典型的廢水，目前國(guó)內(nèi)處理該廢水主要采用中和沉淀法和硫化法等，在運(yùn)行過程中，這兩種方法都會(huì)產(chǎn)生較大量的沉渣，且沉淀法產(chǎn)生的沉渣遇酸性環(huán)境容易返溶造成二次污染，而硫化法的處理成本較高。

與此同時(shí)，用石灰處理后的廢水中氟化物含量一般不會(huì)低于20～30mg/L，很難達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn);而采用硫化法對(duì)該廢水中氟化物幾乎不能去除。

催化微電解工藝是利用鐵碳間的電位差，在含有酸性的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在廢水中會(huì)形成無數(shù)個(gè)微型原電池，通過電化學(xué)氧化還原作用、鐵離子的絮凝作用、吸附共沉淀作用，以及鐵屑填料層之間的物理吸附作用和過濾作用等協(xié)同實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水 的凈化處理。

微電解對(duì)重金屬和氟化物的去除主要是通過吸附、離子交換、共沉淀等協(xié)調(diào)作用機(jī)理，其具體表現(xiàn)如下：

(1)吸附作用。鐵炭微電解處理含多金屬和含氟化物廢水時(shí)，除了填料自身對(duì)重金屬和氟化物有一定的吸附作用外，在曝氣條件下，在內(nèi)電解反應(yīng)過程中形成的具有很大比表面積的Fe(OH)3膠體對(duì)重金屬和氟離子產(chǎn)生氫鍵吸附，由于一些重金屬離子和氟離子半徑小，電負(fù)性強(qiáng)，通過Fe(OH)3膠體的吸附而容易被去除。

(2)離子交換作用。由于氟離子與氫氧根的半徑及電荷都相近，在鐵碳微電解-絮凝除氟過程中，新生的Fe2+和Fe3+在廢水中能形成[Fe(OH)6]3-等聚羥陽離子及水解后形成Fe(OH)2·nH2O和Fe(OH)3·nH2O水合物，其中的OH-能與廢水中的F-發(fā)生交換，從而達(dá)到去除廢水中氟化物的目的。

(3)共沉淀作用。微電解反應(yīng)過程中新生的Fe2+、Fe3+和金屬離子共同形成活性較高的氫氧化物膠體，同時(shí)新生的Fe2+、Fe3+與砷形成難溶的砷酸鐵沉淀物，這些膠體和沉淀物再通過絡(luò)合吸附、混凝、共沉淀形成聚合度較大的高分子絡(luò)合沉淀，達(dá)到除去砷、鉛、鉻、鎘等多金屬離子的目的。

廢水經(jīng)預(yù)處理后用提升泵泵將已調(diào)節(jié)pH值為1.8~2.2的含氟多金屬酸性廢水打入微電解反應(yīng)器內(nèi)，同時(shí)進(jìn)行曝氣，并進(jìn)行廢水回流;反應(yīng)0.5~2h后，出水加聚丙烯酰胺即PAM和聚合氯化鋁即PAC絮凝沉淀，經(jīng)泥水分離后，出水即可達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996的一 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)廢水中含砷、鉛、鉻、鎘等多金屬和氟化物的濃度較低 時(shí)，鐵碳微電解反應(yīng)采用連續(xù)運(yùn)行，回流量為10倍進(jìn)水量，廢水停留時(shí)間為1.5h;當(dāng)廢水中砷、鉛、鉻、鎘等多金屬和氟化物的 濃度較高時(shí)，鐵碳微電解反應(yīng)采用間歇運(yùn)行，待廢水灌滿反應(yīng)器后，關(guān)閉進(jìn)水泵，控制廢水反應(yīng)停留時(shí)間為0.5~2h;在實(shí)際操作時(shí)，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和出水水質(zhì)要求調(diào)整回流比和停留時(shí)間，通過自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。

（1）通過催化微電解處理含砷、鉛、鉻、鎘等多金屬和氟化物酸 性冶煉廢水，所用的鐵屑為工業(yè)廢鐵屑，以廢治廢。本發(fā)明方法在實(shí)際運(yùn)行過程中具有占地面積小、設(shè)備緊湊，工藝簡(jiǎn)單、操作方便、耗能低、投資少的特 點(diǎn)。

(2)與化學(xué)法相比，該技術(shù)運(yùn)行成本低，在處理過程中不需投加藥劑、不會(huì)增加廢水中的鹽分、不需處理剩余污泥，管理維護(hù)簡(jiǎn)便，運(yùn)行成本主要為電費(fèi)。

(3)原廢水的酸度較大，一般pH值在1.1~1.5，處理過程中只需將其pH值提高至1.8~2.2，所以需堿量小;并且經(jīng)過催化微電解作用后，能提高廢水的pH，節(jié)約調(diào)節(jié)廢水pH所需堿量成本。同時(shí)新生的[H]和新生的Fe2+具有很高的化學(xué)活性，能實(shí)現(xiàn)廢水中的重金屬和氟化物同時(shí)去除的效果。

(4)微電解反應(yīng)器采用內(nèi)回流，通過加大回流方式增加廢水對(duì)鐵碳表面沉積物的沖刷力，加大反應(yīng)傳質(zhì)推動(dòng)力，加快反應(yīng)速率，同時(shí)對(duì)鐵的氧化物和氫氧化物以及其他重金屬氧化物垢等具有清除作用。

(5) 在實(shí)際操作上，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和出水水質(zhì)要求可調(diào)整回流比和停留時(shí)間，通過自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。

(6)可高效處理含砷、鉛、鉻、鎘等多金屬和氟化物酸性綜合冶煉廢水，重金屬砷的去除率在97%以上，重金屬鉛、鉻的去除率達(dá)到80%以上，廢水中氟化物的去除率達(dá)到90%。