重金属污染治理技术贵州重金属污染防治与土壤.ppt

重金属污水微电解法处理技术 弃矿/渣场中重金属稳定化技术 王海峰 贵州大学材料循环与工业生态研究中心建立于2003年，主要从事以下方向研究： （1）金属材料、非金属材料的工业及社会循环工艺技术研究 （2）“三废”治理（资源化治理）与综合利用技术研究 （3）冶金及化工提取分离技术研究 （4）工业生态循环链接与清洁生产技术研究 （5）产品生命周期及生产工艺生态设计研究 近年来开展的部分研究： （1）赤泥综合利用研究（部分已中试） （2）软锰矿吸收SO2制取MnSO4工艺技术研究（已中试） （3）磷矿伴生碘资源回收技术研究（已产业化，省科技进步一等奖） （4）磷、煤化工污水资源化利用技术研究 （5）重金属污水处理系列技术研究（微电解技术、铁氧体技术、螯合技术） （6）工业冷却循环水电化学法除垢、缓蚀、杀菌灭藻技术及装备研究（中试） （7）湿法冶金渣、高炉渣、冶金红尘的综合利用技术研究 重金属污水微电解法处理技术 简 介 技术背景 重金属污水常采用化学（药剂）沉淀法处理，化学沉淀法具有工艺成熟、适应范围广，设施设备简单等特点，但也存在运行费用高、去除率受溶度积限制、水中残存重金属离子浓度高、运行管理难度大、工艺连续运行状态差等特点。 膜法虽然具有出水稳定性强、出水质量高的特点，但预处理要求严格、投入及运行成本高，极大影响了推广应用范围。 因此，研究一种适应范围广、运行管理简单、处理成本低的重金属污水处理方法具有较为广阔的前景。 技术原理 微电解法是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的工艺，又称电化学过滤法。 在微电解装置（或设施）中填充微电解填料，当废水通过时，以废水为电解质媒介，填料形成原电池，通过填料表面发生的电化学反应和絮凝作用达到净化废水的目的。 传统填料为：铁屑+碳粒 基本原理 当将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如下： 阳极反应： Fe－2e →Fe2+　 E0(Fe2+/Fe)=-0.44V 阴极反应： 2H+＋2e→H2↑　 E0(H+/H2)=0.00V 当废水中存在重金属离子时，部分重金属离子在阴极发生氧化还原反应。如当水中存在Cr6+时 阴极反应： Cr2O72-＋14H+＋6e→ 2Cr3+＋ 7H2O 　　 酸性有氧气时：O2＋4H+＋4e→2H2O　 E0(O2)=1.23V　　　　有氧气时：O2＋2H2O＋4e→40H- 　E0(O2/OH-)=0.40V 　 反应中生成的OH－将提高污水pH值，由氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3 胶体絮凝剂, 可以有效地吸附、凝聚水中的污染物, 可通过共沉淀作用增强对重金属废水的净化效果。 微电解法用于重金属污水处理的技术特点 (1) 具有还原作用； (2) 可作用重金属污染物范围广； (3) 工艺流程简单、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解填料。微电解填料只需定期添加无需更换。 (4) 废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子，具有较好的絮凝及共沉淀作用，无需再加混凝剂，且不会对水造成二次污染； (5) 该技术可作为独立的处理手段或作为组合工艺的核心处理单元。 自2002年起国内即有微电解技术运用于重金属污水处理的报道，具体应用涉及电镀、湿法炼锌、湿法炼铜、电解金属锰企业的污水处理。该技术2009年或环保部科技进步二等奖，2010年被列入《国家鼓励发展的环保技术装备目录》。 但微电解法尚存在以下技术问题，这也是近年来影响微电解技术推广的主要原因： (1) 填料易钝化板结，一方面影响布水均匀性，另一方面易造成设备（设施）的永久性损坏； (2) 反应速度较慢，反应速度及效率受pH值影响较大； (3) 铁/碳填料需活化后装填； (4) 铁/碳填料需定期更换，劳动强度较大。 自2009年以来，我中心针对微