催化微电解处理含氟多金属酸性废水

催化微电解工艺是利用铁碳间的电位差，在含有酸性的水溶液中发生电化学反应，在废水中会形成无数个微型原电池，通过电化学氧化还原作用、铁离子的絮凝作用、吸附共 沉淀作用，以及铁屑填料层之间的物理吸附作用和过滤作用等协同实现对废水 的净化处理。

微电解对重金属和氟化物的去除主要是通过吸附、离子交换、共沉淀等协调作用机理，其具体表现如下：

(1)吸附作用。铁炭微电解处理含多金属和含氟化物废水时，除了填料自身对重金属和氟化物有一定的吸附作用外，在曝气条件下，在内电解反应过 程中形成的具有很大比表面积的Fe(OH)3胶体对重金属和氟离子产生氢键吸 附，由于一些重金属离子和氟离子半径小，电负性强，通过Fe(OH)3胶体的吸附而容易被去除。

(2)离子交换作用。由于氟离子与氢氧根的半径及电荷都相近，在铁碳微电解-絮凝除氟过程中，新生的Fe2+和Fe3+在废水中能形成[Fe(OH)6]3-等聚羟阳 离子及水解后形成Fe(OH)2·nH2O和Fe(OH)3·nH2O水合物，其中的OH-能与废 水中的F-发生交换，从而达到去除废水中氟化物的目的。

(3)共沉淀作用。微电解反应过程中新生的Fe2+、Fe3+和金属离子共同形成活性较高的氢氧化物胶体，新生的Fe2+、Fe3+与砷形成难溶的砷酸铁沉淀物，这些胶体和沉淀物再通过络合吸附、混凝、共沉淀形成聚合度较大的高分子络合沉淀， 达到除去砷、铅、铬、镉等多金属离子的目的。

废水经预处理后用提升泵泵将已调节pH值为1.8~2.2的含氟多金属酸性废水打入微电解反应器内，进行曝气，并进行废水回流;反应0.5~2h后，出水加聚丙烯酰胺即PAM和聚合氯化铝即PAC絮凝沉淀，经泥水分离后，出水即可达到国家污水综合排放标准GB 8978-1996的一 级标准。

当废水中含砷、铅、铬、镉等多金属和氟化物的浓度较低 时，铁碳微电解反应采用连续运行，回流量为10倍进水量，废水停留时间 为1.5h;当废水中砷、铅、铬、镉等多金属和氟化物的 浓度较高时，铁碳微电解反应采用间歇运行，待废水灌满反应器后，关闭进 水泵，控制废水反应停留时间为0.5~2h;在实际操作时，根据进水水质特点和出水水质要求调 整回流比和停留时间，通过自动控制实现连续运行。

（1）通过催化微电解处理含砷、铅、铬、镉等多金属和氟化物酸 性冶炼废水，所用的铁屑为工业废铁屑，以废治废。本发明方法在实际运行过 程中具有占地面积小、设备紧凑，工艺简单、操作方便、耗能低、投资少的特 点。

(2)与化学法相比，该技术运行成本低，在处理过程中不需投加药剂、 不会增加废水中的盐分、不需处理剩余污泥，管理维护简便，运行成本主要为电费。

(3)原废水的酸度较大，一般pH值在1.1~1.5，处理过程中只需将其pH 值提高至1.8~2.2，需碱量小;并且经过催化微电解作用后，能提高废水 的pH，节约调节废水pH所需碱量成本。新生的[H]和新生的Fe2+具有很高的化学活性，能实现废水中的重金属和氟化物去除的效果。

(4)微电解反应器采用内回流，通过加大回流方式增加废水对铁碳表面沉积物的冲刷力，加大反应传质推动力，加快反应速率，对铁的氧化物和氢氧化物以及其他重金属氧化物垢等具有清除作用。

(5) 在实际操作上，根据进水水质特点和出水水质要求可调整回流比和停留时间， 通过自动控制实现连续运行。

(6)可高效处理含砷、铅、铬、镉等多金属和氟化物酸性综合冶炼废水，重金属砷的去除率在97%以上，重金属铅、铬的去除率达到80%以上，废水中氟化 物的去除率达到90%。