1、電絮凝技術(shù)原理
1.1 電絮凝原理
電絮凝技術(shù)設備結構簡(jiǎn)單，操作維護方便，可在一臺設備中完成電解氧化還原、電解絮凝等過(guò)程，易于實(shí)現自動(dòng)化，且不需要投加任何氧化劑或還原劑，產(chǎn)生污染少，加之其工藝運行平穩，水質(zhì)穩定，因此被稱(chēng)為是一種設備自動(dòng)化程度高、管理簡(jiǎn)單、效果較佳、環(huán)境友好的水處理技術(shù)。
電絮凝技術(shù)技術(shù)原理是陽(yáng)極在外加電源的作用下，經(jīng)一系列的溶蝕、水解、聚合和電解氧化還原過(guò)程等，形成多種羥基絡(luò )合物、多核羥基絡(luò )合物以至氫氧化物，并通過(guò)電解絮凝（吸附架橋、壓縮雙電層、網(wǎng)捕等）、電解氣浮等作用，使得廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮顆粒等凝聚沉淀而分離。具體如圖1所示。
1.2 ETIG電絮凝反應器
20世紀的80年代，電絮凝技術(shù)開(kāi)始在國內試行，但因為有許多的技術(shù)瓶頸沒(méi)法突破，故其處理量都非常小，僅僅停留在每天幾噸到十幾噸的水平。
據調查和研究顯示，現階段美國環(huán)�？萍紘H集團（ETIG）電絮凝反應器被世界各國廣泛應用。其與國內所生產(chǎn)的電絮凝反應器相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1）在設計及使用等方面，解決了國內反應器所存在的電極腐蝕、泄漏、結垢、處理量小、費用高、使用壽命短以及無(wú)法消除的電絮凝反應所產(chǎn)生的氣體等問(wèn)題。
2）ETIG的電絮凝反應器設計先進(jìn)，技術(shù)成熟，清洗無(wú)需酸洗，消除了操作危險和對環(huán)境的再次污染。
3）ETIG電絮凝系統可以最大限度的重復利用已有設備及建筑，且完全實(shí)現了工業(yè)化。
4）ETIG的電絮凝反應器擁有相應的知識產(chǎn)權，是美國國家環(huán)保署唯一認可的同類(lèi)技術(shù)，國際上處于領(lǐng)先。
2、實(shí)驗材料與方法
2.1 某冶煉廠(chǎng)冶煉廢水現狀
以某冶煉廠(chǎng)2018年6月的實(shí)際排放情況為例，經(jīng)檢測，其廢水超標排放，造成了嚴重的環(huán)境污染及重金屬資源浪費。具體排放情況如表1所示。
2.2 試驗儀器與藥劑
1）試驗主要儀器及設備：pH計（Model868，Ori－onResearch.Inc.）；ETIG9.6L/min（13.8m3/d）電絮凝處理設備；250mL燒杯、玻棒、過(guò)濾斗、2L塑料杯、電導儀、2m3立方槽、集水箱；原子吸收分光光度計（AA-7000，SHIMADZU）。
2）試驗主要藥劑：Ca(OH)2溶液、稀H2SO4、絮凝劑等。
2.3 中試試驗方法
本試驗采用的ETIG電絮凝法處理冶煉廢水工藝的構筑物及設備包括篩網(wǎng)、原水池、電絮凝反應系統、除泡池、絮凝劑投加系統、澄清池、污泥沉淀池、壓濾機等。具體工藝流程簡(jiǎn)單示意圖如圖2所示。
圖2中，篩網(wǎng)是污水站第一道預處理設施，用于去除懸浮物等雜物；由于一般生產(chǎn)廢水的排放量在一天內變化幅度較大，原水池用于均衡廢水的水質(zhì)和水量；電絮凝反應系統
2.4 重金屬的檢測方法
本試驗中采用火焰原子吸收法檢測，并將檢測結果進(jìn)行記錄、整理和分析。
3、中試試驗結果及分析
3.1 中試試驗系統調試階段
6月2日—6月4為調試階段，記錄的廢水處理前、后的pH值及Pb、Zn、Cd、As濃度，其中，所有重金屬污染物濃度均按mg/L計，去除率按%計。通過(guò)數據可以看到，調試階段的前兩天，只有總鎘的處理數據沒(méi)有達標。分析原因，可能是儀器的一些相關(guān)參數還未調整到最佳狀態(tài)，故6月4日對儀器進(jìn)行了調整，調整后各項指標均達標。同時(shí)，經(jīng)過(guò)這三天的調試可知，處理過(guò)程中整流器的電壓值最好高于18V；原水樣的電導率最好大于2000μs/cm；電流值不能低于75A。
3.2 連續運行階段
連續運行階段是系統正常工作的階段。6月5日—6月16日為儀器24h連續運行階段，同樣記錄的廢水處理前、后的pH值及Pb、Zn、Cd、As濃度。通過(guò)數據可以看到，連續運行階段冶煉廢水經(jīng)過(guò)ETIG電絮凝反應系統處理后，各項指標都遠低于排放標準，有的甚至達到100%的去除率，處理效果非常好。
3.3 高濃度水樣處理階段
6月17日—6月23日，人為的把水樣中鎘、砷的含量提高，記錄的廢水處理前、后的pH值及Pb、Zn、Cd、As濃度。結果發(fā)現，處理后的水樣總鎘、總砷含量達標，且其他指標也都非常理想，說(shuō)明ETIG電絮凝反應系統對于高鎘和高砷水樣的處理較為適用。
3.4參數分析及不同工藝試驗結果對比
1）參數分析。
通過(guò)試驗發(fā)現，整個(gè)處理過(guò)程的參數方面，原水樣的電導率、pH值、整流器的電壓和電流值等會(huì )對ETIG電絮凝工藝處理效果產(chǎn)生影響。具體的，高濃度和高電導率的水樣pH值調節到8.5～9.0之間較好，而其余的一般水樣則將pH值控制在7.5~9.0之間即可。電導率太低，電流值減小，會(huì )影響處理的效果，而電導率過(guò)高，說(shuō)明水樣中金屬離子含量很高，也會(huì )影響處理效果。
2）ETIG電絮凝工藝處理與化學(xué)處理的比較。
以6月14日數據為例，比較ETIG電絮凝工藝與化學(xué)處理的效果。結果如圖3、下頁(yè)圖4、圖5所示。
由圖3、圖4、圖5可以看出，化學(xué)處理的工藝，處理效果不理想，排放廢水中總鎘嚴重超標，同時(shí)pH值超標嚴重，無(wú)法達到國家排放標準。而廢水經(jīng)ETIG電絮凝工藝處理后，各污染指標的排放濃度都很低，遠遠優(yōu)于國家排放標準。具體的，鉛的含量非常低，去除率達99.19%，幾乎不能檢測出來(lái)；鋅的濃度低至ICP未檢出，可視為排放濃度為0，去除率達99.98%；鎘的含量非常低，其平均值僅為0.018mg/L，去除率達99.17%；砷的含量非常低，其平均值僅為0.011mg/L，去除率達97.48％。同時(shí)，pH值基本上在7～9范圍內，其平均值為8.65，是達標的。
4、結語(yǔ)
綜上所述，采用美國環(huán)�？萍紘H集團（ETIG）電絮凝反應器處理冶煉廢水后，可以確保廢水達標排放，從而大大減少排污費的交納。而且，各重金屬因子濃度極低，遠遠優(yōu)于國家排放標準，利于環(huán)境保護及冶煉業(yè)的可持續發(fā)展。同時(shí)，還可進(jìn)行資源化利用，回收大量重金屬，創(chuàng )造經(jīng)濟效益�？傊�，ETIG電絮凝工藝在處理冶煉廢水方面，是一種可以達到環(huán)境效益和經(jīng)濟效益雙贏(yíng)的水處理技術(shù)。（來(lái)源：忻州市環(huán)境監測站）
