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冶炼废水处理ETIG电絮凝技术

发布时间:2023-3-13 15:00:34  中国污水处理工程网

1、电絮凝技术原理

1.1 电絮凝原理

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。

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1.2 ETIG电絮凝反应器

20世纪的80年代,电絮凝技术开始在国内试行,但因为有许多的技术瓶颈没法突破,故其处理量都非常小,仅仅停留在每天几吨到十几吨的水平。

据调查和研究显示,现阶段美国环保科技国际集团(ETIG)电絮凝反应器被世界各国广泛应用。其与国内所生产的电絮凝反应器相比,具有如下优点:

1)在设计及使用等方面,解决了国内反应器所存在的电极腐蚀、泄漏、结垢、处理量小、费用高、使用寿命短以及无法消除的电絮凝反应所产生的气体等问题。

2ETIG的电絮凝反应器设计先进,技术成熟,清洗无需酸洗,消除了操作危险和对环境的再次污染。

3ETIG电絮凝系统可以最大限度的重复利用已有设备及建筑,且完全实现了工业化。

4ETIG的电絮凝反应器拥有相应的知识产权,是美国国家环保署唯一认可的同类技术,国际上处于领先。

2、实验材料与方法

2.1 某冶炼厂冶炼废水现状

以某冶炼厂20186月的实际排放情况为例,经检测,其废水超标排放,造成了严重的环境污染及重金属资源浪费。具体排放情况如表1所示。

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2.2 试验仪器与药剂

1)试验主要仪器及设备:pH计(Model868OrionResearch.Inc.);ETIG9.6L/min13.8m3/d)电絮凝处理设备;250mL烧杯、玻棒、过滤斗、2L塑料杯、电导仪、2m3立方槽、集水箱;原子吸收分光光度计(AA-7000SHIMADZU)。

2)试验主要药剂:Ca(OH)2溶液、稀H2SO4、絮凝剂等。

2.3 中试试验方法

本试验采用的ETIG电絮凝法处理冶炼废水工艺的构筑物及设备包括筛网、原水池、电絮凝反应系统、除泡池、絮凝剂投加系统、澄清池、污泥沉淀池、压滤机等。具体工艺流程简单示意图如图2所示。

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2中,筛网是污水站第一道预处理设施,用于去除悬浮物等杂物;由于一般生产废水的排放量在一天内变化幅度较大,原水池用于均衡废水的水质和水量;电絮凝反应系统

2.4 重金属的检测方法

本试验中采用火焰原子吸收法检测,并将检测结果进行记录、整理和分析。

3、中试试验结果及分析

3.1 中试试验系统调试阶段

62日—64为调试阶段,记录的废水处理前、后的pH值及PbZnCdAs浓度,其中,所有重金属污染物浓度均按mg/L计,去除率按%计。通过数据可以看到,调试阶段的前两天,只有总镉的处理数据没有达标。分析原因,可能是仪器的一些相关参数还未调整到最佳状态,故64日对仪器进行了调整,调整后各项指标均达标。同时,经过这三天的调试可知,处理过程中整流器的电压值最好高于18V;原水样的电导率最好大于2000μs/cm;电流值不能低于75A

3.2 连续运行阶段

连续运行阶段是系统正常工作的阶段。65日—616日为仪器24h连续运行阶段,同样记录的废水处理前、后的pH值及PbZnCdAs浓度。通过数据可以看到,连续运行阶段冶炼废水经过ETIG电絮凝反应系统处理后,各项指标都远低于排放标准,有的甚至达到100%的去除率,处理效果非常好。

3.3 高浓度水样处理阶段

617日—623日,人为的把水样中镉、砷的含量提高,记录的废水处理前、后的pH值及PbZnCdAs浓度。结果发现,处理后的水样总镉、总砷含量达标,且其他指标也都非常理想,说明ETIG电絮凝反应系统对于高镉和高砷水样的处理较为适用。

3.4参数分析及不同工艺试验结果对比

1)参数分析。

通过试验发现,整个处理过程的参数方面,原水样的电导率、pH值、整流器的电压和电流值等会对ETIG电絮凝工艺处理效果产生影响。具体的,高浓度和高电导率的水样pH值调节到8.59.0之间较好,而其余的一般水样则将pH值控制在7.5~9.0之间即可。电导率太低,电流值减小,会影响处理的效果,而电导率过高,说明水样中金属离子含量很高,也会影响处理效果。

2ETIG电絮凝工艺处理与化学处理的比较。

614日数据为例,比较ETIG电絮凝工艺与化学处理的效果。结果如图3、下页图4、图5所示。

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由图3、图4、图5可以看出,化学处理的工艺,处理效果不理想,排放废水中总镉严重超标,同时pH值超标严重,无法达到国家排放标准。而废水经ETIG电絮凝工艺处理后,各污染指标的排放浓度都很低,远远优于国家排放标准。具体的,铅的含量非常低,去除率达99.19%,几乎不能检测出来;锌的浓度低至ICP未检出,可视为排放浓度为0,去除率达99.98%;镉的含量非常低,其平均值仅为0.018mg/L,去除率达99.17%;砷的含量非常低,其平均值仅为0.011mg/L,去除率达97.48%。同时,pH值基本上在79范围内,其平均值为8.65,是达标的。

4、结语

综上所述,采用美国环保科技国际集团(ETIG)电絮凝反应器处理冶炼废水后,可以确保废水达标排放,从而大大减少排污费的交纳。而且,各重金属因子浓度极低,远远优于国家排放标准,利于环境保护及冶炼业的可持续发展。同时,还可进行资源化利用,回收大量重金属,创造经济效益。总之,ETIG电絮凝工艺在处理冶炼废水方面,是一种可以达到环境效益和经济效益双赢的水处理技术。(来源:忻州市环境监测站)

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