电化学法处理铜冶炼废水的应用和实践
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对 电 化 学 处 理 20 m / 5 0 d的 处 理 量 , 入 电化 进
简单描述 为产生 四种 效应 , 电解 氧 化 、 即 电解 还 原 、 电
解 絮凝 和电解气 浮。 () 1 电解 氧化 。 电解 过 程 中的 氧化 作 用 可 以分 为两 种 , 是 直 一
学反 应槽 p H为 9的废水进 行取 样分 析结 果如 下 :
Tr a m e t El c r c m it y e t ntwih e t o he s r
( a g i o p r o oa o , ux , i g i 3 4 4, hn ) J n x C p e r rt n G i J n x 3 5 2 C i C p i i a a
动化 程度 高 、 处理 范 围广 、 冲击 负 荷强 、 耐 污染 物去 除 率高 等优 点 , 过 简单操 作 和维护 , 通 运行 中仅 需 电 力 和更 换极 板 , 须 添加其 它化 学药 剂 , 无 就能 够保证
收 稿 日期 :02— 5—1 21 0 1
由于 电化 学法 过 程 中电解 反 应 的产 物 是 离 子 , 不需要 投 加任何 氧 化 剂 或 还原 剂 , 环 境 不 产 生 或 对
附共 沉 而除 去 。 () 4 电解 气浮 。
在 碱性 条件 下
F + 0 F ( H) e 2 H一 e O 2
在 酸性条 件 下
4Fe + 0,+2H , 0—4 F +40H 一 e
另外 , 的 电解还 有 氧气放 出 水
2H2 — 4 _ 0 e ÷O2+4H
2 2 电化 学工 作原 理 .
一
般法工序除去 大部 分铜砷 后 , 废酸 后液与石 灰乳反应 降低酸度后进 人 中和槽 , 入消石 加
淀 剂后 , 有些 离子会影 响镉离子 的沉淀 , 的阴离子 有 会 与镉 离子形成 络合离子 , 离子很难 除去 。废 水 令镉 的 p 值对沉淀效果有很大影响 , H 如废水 中的镉 、 离 砷 子 都要除去 时 ,H 的调 节 非常重 要 一 。而 电化学 法 p 采 用 电能替代 昂贵 的化学试 剂 , 能够 同时去 除水 中的 重金属 、 固体 、 悬浮 乳化有机物 和其它多 种污染 物。电 化 学系统 通过 给多块 极板加 直流 电 , 在极板之 间产 生 电场 , 使待处理的水流入极板 的空 隙。在该 电场 中 , 通
Toa 1 tl1 6 No 4 201 . 2
铜
业
工
程
总 第 16期 1
CO P P ER ENG NE I ER玎 G
21 0 2年第 4期
电镶 譬 潦 娥壤 瀛 縻 奎 盼应 羼 静 寞践
修 庆 华
( 江西铜业集团公司 , 江西 贵溪
摘
3 52 ) 3 44
很少 产生 污染 , 被称 为是 一种 环境 友好 水处 理技 术 。 在贵 溪冶 炼厂 投入 的 电化学 处理 用 的电极 材料
作者简介 : 修庆华 (9 7一) 男 , 17 , 江西贵溪人 , 本科 , 主要从事环境管理工作 。E—m i q @jc.o al h xcom :x
修庆华 : 电化 学法 处理 铜 冶炼废 水 的应用 和实践
为 铁 , 阳极 和 阴极 之 间通 以直 流 电 , 生 的电极 反 在 发 应 如下 : 铁 阳极
Fe一 2e } — Fe
21 0 2年第 4期 金 属 阳离 子在 阴极 得到 电子直 接被 还原 为低 价 阳离
子 或金 属沉 淀 。
() 3 电解 絮凝 。 可 溶性 阳极 通 以直流 电后 , 阳极 失 去 电子 后 , 形 成 金属 阳离 子 , 与溶 液 中的 O 生成 金 属氢 氧 化物 H一 胶体 絮 凝剂 , 附能力 极强 , 吸 将废 水 中 的污染物 质吸
概括来说 , 电化学反应器 的电解 过程 中 , 般可 在 一
来, 形成易沉降的絮体物质。电化学设备出水进入曝 气池, 向池 中输送 空气 , 二价 铁 离子 氧化 成 三价 铁 将 离子 , 提高后续 沉淀絮凝 I 生。然后废 水抽送 至综合 浓 密机 混合 聚丙烯酰胺后 , 经澄清池 过滤后 流入 清水 再 池达 标排放 ¨ 。电化学设备底 泥 、 J 浓密机底 泥 以及 澄 清器 污泥送人 原有污泥处 理系统处 置。 2 4 电化学 工 艺条件 .
Ke r s ee t c e sr ;watw trt ame t e v tl ic ag tn ad ,a piain a d pa t e y wo d :lcr h mit o y se ae r t n ;h a ymea;dsh resa d rs p l t n rci e c o c
中 图分 类 号 :7 6 文 献 标 识 码 : 文 章 编 号 :0 9— 82 2 1 )4— 00— 3 X5 A 10 34 (0 2 0 0 9 0
Th e App ia i n nd Pr c ie o p r S et r W a t wa e lc to a a tc n Co pe m le se t r
( ) 电化 学 废水成 分见 表 1 1进 。
表 1 进 电化学反应槽废水成分表
接 氧化 , 即污染 物 直接 在 阳极 失 去 电子 而发 生氧化 ;
Ab ta t n o d rt mp o e t e w se ae r ame tc p ct ,e s r h tw se ae ic ag s r c :I r e o i r v h a t w tr t t n a a i e y n u e t a a t w tr d s h r e,Ja g iC p e o o ai n in x o p r C r r t p o
统虽 经过 了三期 扩 建 , 的处 理能力 已达极 限 , 水 总 废 处 理 系统 空 间不能 再 扩 大 , 同时 系 统运 行 稳 定 性 较
差, 出水不 能 完 全 满 足 达 标 要 求 , 生 大 量 的 中和 产 渣 , 便 于处理 。而 电化学法 工艺 有 占地 面积小 、 不 自
要 : 了提高废水处理能力 , 为 保证 废水稳定达标排放 , 江铜集 团贵溪 冶炼 厂在硫酸 车间应用 电化 学法处理
含重金属废水工艺实践 , 取得 了较好 的效果 , 较原有 “ 中和絮凝沉淀 ” 化学法处 理后 的排放 水指标 达标率 和稳定性 有 明显提高 , 减轻 了员工 的劳动强 度。同时也对电化学运行中存在的问题提 出了新的解决方法 。 关键词 : 电化学 ; 废水处理 ; 重金属 ; 达标排放 , 应用和实践
s i. Co ut mpai g wi he o gn l ne r ia in fo c lto p e i tto rn t t r i a ” h i uta z to c u ain r cpi in” . t tnd r ae a t blt o ic r e wae fe l l a he sa a d r t nd sa iiy f d s hag t r atr c mia r a me ti mprv d o vo l he c lte t n s i o e b iusy,t a o te t sr d e . Th w ou inst he e e to h mia pea in p o l ms he lb r srngh i e uc d e ne s lto o t l cr c e c o rto r b e l a e p tfr r n t s atc e r u o wad i hi ril .
电解 气 浮 是对 废 水 进 行 电解 , 电压 达 到水 的 当
分解 电压 时 , 阴极 和 阳极 上分别 析 出氢气 和氧气 。 在 气 泡 尺寸很 小 , 分散 度 高 , 为载体 粘 附水 中的悬 浮 作 固体而 上 浮 , 样 很 容 易将 污 染 物 质 去 除 。 电解 气 这
持续 、 定 、 速 、 调 发 展 , 实 现 经 济 效 益 的 同 稳 快 协 在
电化 学法 的反 应 过程 是 一个 复杂 的过 程 , 电 在
时, 也保 证社会 效 益 , 境 效 益能 得 到 同步 加 强 , 环 贵 溪 冶炼 厂在集 团公 司 的大 力 支 持 下 , 硫 酸 车 间原 对 有 废水 处理 工序进 行 改造 , 引入 电化 学处 理技 术 , 使 废水处 理 系统更 稳定 , 满足 企业 扩大 生产 的要 求 , 保 证 节水 减排 战略 的顺 利实施 。
硫 酸 车 间原 “ 中和 絮 凝 沉 淀 ” 的化 学 法 处 理 系
场 的作 用下 金属 电极 产生 阳离 子在 进入水 体 时包 括 许 多物 理 化学 现象 , 离 子 的 产 生 到形 成 絮 体 包 括 从
三个 连续 的 阶段 : ( ) 电场 的作 用下 , 1在 阳极 产 生 电子 形 成 “ 絮 微 凝剂 ” —— 铁 的氢氧 化物 ; ( ) 中悬 浮 的颗 粒 、 体 污 染 物 在 “ 絮 凝 2水 胶 微 剂” 的作 用下 失去稳 定性 ; ( ) 稳 后 的污染 物 颗粒 和 微 絮凝 剂 之 间 相互 3脱 碰撞 , 合 成 肉眼可见 的大 絮体 。 结
Gu x S l rs l h r cd p a ta o td e e to h mit e t h se t r ih c n an n e v tl n b an d b t r e i met u p u i a i l n d pe l cr c e sr t t a ewa twae c o ti ig h a y mea ,a d o t i e et — e c yor t wh er
l 引言
江 铜集 团贵 溪冶炼 厂 在近 3 0年 的发 展进 程 中 , 阴极铜 生产 规 模 由原 来 的 每年 1 O万 t 速 提 升 至 迅
废 水 出水稳 定达 标 。
2 电化 学 处 理 原 理 及 工 艺
2 1 电化学 技术 简介 .
10万 t产 能规模 达 到世 界前 三 强 。为 了保 持 企 业 0 ,
学设备 , 用高 电流使 电化学 系统 内极 板产生 氢氧化 利 物等 , 过发生 电解 絮凝 、 通 电解 气 浮 以及 电解 氧 化还 原 反应 , 金属离 子如砷 、 、 等从废 水 中分 离 出 使重 铜 镉
离子 相互作 用 的结 果 , 常是 以其 最稳定 的形式 结合 通 成 固体颗粒 , 中沉淀 出来 。 从水
电的极板会有一部分被消耗而 进入水 中。电场 中的离 子 与非离 子污染 物被通 电, 并与 电场 中电离 的产物 以 及 消耗进入水 中的极板 发生 反应 。在 此过 程 中 , 种 各
灰药剂调节废水 p H值, 为后续的电化学反应提供条 件 , 中和浓密机 固液分 离后 , 清液 自流进 人电化 经 上
浮既可 以去除废 水 中 的疏水 性 污 染 物 , 可 以去 除 亦 废水 中的亲 水性 污染 物 。
2 3 电化 学工 艺流 程 .
在 阴极 发 生如 下反 应
2H2 +2e H2+20H 一 0
电化学法在处 理过 程 中具有 多功 能性 , 了 电化 除 学作用之外还有 电化学氧化和还原 、 电气浮等作用 。
简单描述 为产生 四种 效应 , 电解 氧 化 、 即 电解 还 原 、 电
解 絮凝 和电解气 浮。 () 1 电解 氧化 。 电解 过 程 中的 氧化 作 用 可 以分 为两 种 , 是 直 一
学反 应槽 p H为 9的废水进 行取 样分 析结 果如 下 :
Tr a m e t El c r c m it y e t ntwih e t o he s r
( a g i o p r o oa o , ux , i g i 3 4 4, hn ) J n x C p e r rt n G i J n x 3 5 2 C i C p i i a a
动化 程度 高 、 处理 范 围广 、 冲击 负 荷强 、 耐 污染 物去 除 率高 等优 点 , 过 简单操 作 和维护 , 通 运行 中仅 需 电 力 和更 换极 板 , 须 添加其 它化 学药 剂 , 无 就能 够保证
收 稿 日期 :02— 5—1 21 0 1
由于 电化 学法 过 程 中电解 反 应 的产 物 是 离 子 , 不需要 投 加任何 氧 化 剂 或 还原 剂 , 环 境 不 产 生 或 对
附共 沉 而除 去 。 () 4 电解 气浮 。
在 碱性 条件 下
F + 0 F ( H) e 2 H一 e O 2
在 酸性条 件 下
4Fe + 0,+2H , 0—4 F +40H 一 e
另外 , 的 电解还 有 氧气放 出 水
2H2 — 4 _ 0 e ÷O2+4H
2 2 电化 学工 作原 理 .
一
般法工序除去 大部 分铜砷 后 , 废酸 后液与石 灰乳反应 降低酸度后进 人 中和槽 , 入消石 加
淀 剂后 , 有些 离子会影 响镉离子 的沉淀 , 的阴离子 有 会 与镉 离子形成 络合离子 , 离子很难 除去 。废 水 令镉 的 p 值对沉淀效果有很大影响 , H 如废水 中的镉 、 离 砷 子 都要除去 时 ,H 的调 节 非常重 要 一 。而 电化学 法 p 采 用 电能替代 昂贵 的化学试 剂 , 能够 同时去 除水 中的 重金属 、 固体 、 悬浮 乳化有机物 和其它多 种污染 物。电 化 学系统 通过 给多块 极板加 直流 电 , 在极板之 间产 生 电场 , 使待处理的水流入极板 的空 隙。在该 电场 中 , 通
Toa 1 tl1 6 No 4 201 . 2
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业
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总 第 16期 1
CO P P ER ENG NE I ER玎 G
21 0 2年第 4期
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( 江西铜业集团公司 , 江西 贵溪
摘
3 52 ) 3 44
很少 产生 污染 , 被称 为是 一种 环境 友好 水处 理技 术 。 在贵 溪冶 炼厂 投入 的 电化学 处理 用 的电极 材料
作者简介 : 修庆华 (9 7一) 男 , 17 , 江西贵溪人 , 本科 , 主要从事环境管理工作 。E—m i q @jc.o al h xcom :x
修庆华 : 电化 学法 处理 铜 冶炼废 水 的应用 和实践
为 铁 , 阳极 和 阴极 之 间通 以直 流 电 , 生 的电极 反 在 发 应 如下 : 铁 阳极
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21 0 2年第 4期 金 属 阳离 子在 阴极 得到 电子直 接被 还原 为低 价 阳离
子 或金 属沉 淀 。
() 3 电解 絮凝 。 可 溶性 阳极 通 以直流 电后 , 阳极 失 去 电子 后 , 形 成 金属 阳离 子 , 与溶 液 中的 O 生成 金 属氢 氧 化物 H一 胶体 絮 凝剂 , 附能力 极强 , 吸 将废 水 中 的污染物 质吸
概括来说 , 电化学反应器 的电解 过程 中 , 般可 在 一
来, 形成易沉降的絮体物质。电化学设备出水进入曝 气池, 向池 中输送 空气 , 二价 铁 离子 氧化 成 三价 铁 将 离子 , 提高后续 沉淀絮凝 I 生。然后废 水抽送 至综合 浓 密机 混合 聚丙烯酰胺后 , 经澄清池 过滤后 流入 清水 再 池达 标排放 ¨ 。电化学设备底 泥 、 J 浓密机底 泥 以及 澄 清器 污泥送人 原有污泥处 理系统处 置。 2 4 电化学 工 艺条件 .
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中 图分 类 号 :7 6 文 献 标 识 码 : 文 章 编 号 :0 9— 82 2 1 )4— 00— 3 X5 A 10 34 (0 2 0 0 9 0
Th e App ia i n nd Pr c ie o p r S et r W a t wa e lc to a a tc n Co pe m le se t r
( ) 电化 学 废水成 分见 表 1 1进 。
表 1 进 电化学反应槽废水成分表
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统虽 经过 了三期 扩 建 , 的处 理能力 已达极 限 , 水 总 废 处 理 系统 空 间不能 再 扩 大 , 同时 系 统运 行 稳 定 性 较
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要 : 了提高废水处理能力 , 为 保证 废水稳定达标排放 , 江铜集 团贵溪 冶炼 厂在硫酸 车间应用 电化 学法处理
含重金属废水工艺实践 , 取得 了较好 的效果 , 较原有 “ 中和絮凝沉淀 ” 化学法处 理后 的排放 水指标 达标率 和稳定性 有 明显提高 , 减轻 了员工 的劳动强 度。同时也对电化学运行中存在的问题提 出了新的解决方法 。 关键词 : 电化学 ; 废水处理 ; 重金属 ; 达标排放 , 应用和实践
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电解 气 浮 是对 废 水 进 行 电解 , 电压 达 到水 的 当
分解 电压 时 , 阴极 和 阳极 上分别 析 出氢气 和氧气 。 在 气 泡 尺寸很 小 , 分散 度 高 , 为载体 粘 附水 中的悬 浮 作 固体而 上 浮 , 样 很 容 易将 污 染 物 质 去 除 。 电解 气 这
持续 、 定 、 速 、 调 发 展 , 实 现 经 济 效 益 的 同 稳 快 协 在
电化 学法 的反 应 过程 是 一个 复杂 的过 程 , 电 在
时, 也保 证社会 效 益 , 境 效 益能 得 到 同步 加 强 , 环 贵 溪 冶炼 厂在集 团公 司 的大 力 支 持 下 , 硫 酸 车 间原 对 有 废水 处理 工序进 行 改造 , 引入 电化 学处 理技 术 , 使 废水处 理 系统更 稳定 , 满足 企业 扩大 生产 的要 求 , 保 证 节水 减排 战略 的顺 利实施 。
硫 酸 车 间原 “ 中和 絮 凝 沉 淀 ” 的化 学 法 处 理 系
场 的作 用下 金属 电极 产生 阳离 子在 进入水 体 时包 括 许 多物 理 化学 现象 , 离 子 的 产 生 到形 成 絮 体 包 括 从
三个 连续 的 阶段 : ( ) 电场 的作 用下 , 1在 阳极 产 生 电子 形 成 “ 絮 微 凝剂 ” —— 铁 的氢氧 化物 ; ( ) 中悬 浮 的颗 粒 、 体 污 染 物 在 “ 絮 凝 2水 胶 微 剂” 的作 用下 失去稳 定性 ; ( ) 稳 后 的污染 物 颗粒 和 微 絮凝 剂 之 间 相互 3脱 碰撞 , 合 成 肉眼可见 的大 絮体 。 结
Gu x S l rs l h r cd p a ta o td e e to h mit e t h se t r ih c n an n e v tl n b an d b t r e i met u p u i a i l n d pe l cr c e sr t t a ewa twae c o ti ig h a y mea ,a d o t i e et — e c yor t wh er
l 引言
江 铜集 团贵 溪冶炼 厂 在近 3 0年 的发 展进 程 中 , 阴极铜 生产 规 模 由原 来 的 每年 1 O万 t 速 提 升 至 迅
废 水 出水稳 定达 标 。
2 电化 学 处 理 原 理 及 工 艺
2 1 电化学 技术 简介 .
10万 t产 能规模 达 到世 界前 三 强 。为 了保 持 企 业 0 ,
学设备 , 用高 电流使 电化学 系统 内极 板产生 氢氧化 利 物等 , 过发生 电解 絮凝 、 通 电解 气 浮 以及 电解 氧 化还 原 反应 , 金属离 子如砷 、 、 等从废 水 中分 离 出 使重 铜 镉
离子 相互作 用 的结 果 , 常是 以其 最稳定 的形式 结合 通 成 固体颗粒 , 中沉淀 出来 。 从水
电的极板会有一部分被消耗而 进入水 中。电场 中的离 子 与非离 子污染 物被通 电, 并与 电场 中电离 的产物 以 及 消耗进入水 中的极板 发生 反应 。在 此过 程 中 , 种 各
灰药剂调节废水 p H值, 为后续的电化学反应提供条 件 , 中和浓密机 固液分 离后 , 清液 自流进 人电化 经 上
浮既可 以去除废 水 中 的疏水 性 污 染 物 , 可 以去 除 亦 废水 中的亲 水性 污染 物 。
2 3 电化 学工 艺流 程 .
在 阴极 发 生如 下反 应
2H2 +2e H2+20H 一 0
电化学法在处 理过 程 中具有 多功 能性 , 了 电化 除 学作用之外还有 电化学氧化和还原 、 电气浮等作用 。