本發明屬于危險廢物無害化處理技術領域,具體涉及一種酸性高砷廢水的處理方法。
背景技術:
砷化合物是一類對生物體有高度毒害作用的化學物質,其對人體急性中毒的致死劑量為0.1~0.2g(以As2O3計),是國際公認的致癌、致突變、致畸作用因子。我國是遭受砷害十分嚴重的國家,全國有l0個省近2000多萬人口受災,有2.0×107 hm2耕地面積受到砷污染,有從傳統砷害嚴重的湖南、云南、廣西、貴州、山西、內蒙古向全國快速蔓延趨勢。近年來我國砷害頻繁發生,造成了惡劣的社會影響。
含砷廢水根據pH有酸性和堿性之分。酸性含砷廢水是有色技術冶煉廠利用回收煙氣SO2準備硫酸生產凈化過程中產生的廢水,由于砷在酸性條件(pH約2~5)下溶解度較大,因此酸性含砷廢水中含量可高達數萬毫克升,大大高于國家排放標準0.5mg/L。含砷廢水中一般含有其他重金屬離子,砷與鉛、鉻等離子共同作用會使廢水的毒性更大。
含砷廢水的處理方法較多,大體分為化學法、物理法和生物法,國內常用的處理方法有化學沉淀、吸附、離子交換、膜分離、電解法和活性污泥法,化學沉淀法使用最為普遍。當廢水中含砷量較高時,單一的化學法存在處理藥劑使用量大、反應不易控制、運行不穩定等問題,將兩種或兩種以上工藝優化組合,形成協同互補,提高處理效果、降低處理成本,是含砷廢水治理技術研究和應用的重要發展趨勢。
現發明一種酸性高砷廢水的處理方法,常溫常壓操作,工藝簡單,適用性強,工業化運行效果穩定,不會對環境造成二次污染,經濟和社會效益顯著。
技術實現要素:
本發明目的在于克服現有技術的不足,而提供一種處理工藝簡單、處置成本低、運行效果穩定的酸性高砷廢水的處理方法。
一種酸性高砷廢水的處理方法,具體實施步驟包括如下:
(1)向廢水中加入堿,調節廢水為堿性,靜止,沉淀后取上清液;
優選的,步驟(1)所述的堿為堿為氫氧化鈉、石灰的一種或者兩種;
優選的,步驟(1)所述堿性條件是調節含砷廢液的pH為6.5~9.0;
優選的,步驟(1)所述靜止時間不少于4h;
(2)在步驟(1)所述的上清液中加入氧化劑,充分反應;
優選的,步驟(2)所述氧化劑為雙氧水,加入量為所述廢液總重量的3%~7%;
優選的,步驟(2)所述氧化反應時間為10~30min;
(3)在步驟(2)后的廢液中加入混合沉淀劑,固液分離所得液體即為達標排放出水;
優選的,步驟(3)所述混合沉淀劑為硫化鈉和聚鐵的混合物,混合質量比例為硫化鈉:聚鐵=1:(0.5~1.5);
優選的,步驟(3)所述混合沉淀劑加入量為所述廢液總重量的2%~6%;
優選的,步驟(3)所述反應時間不少于15min。
本發明利用兩步法處理高砷酸性廢水,其原理是:(1)用石灰調廢水pH為堿性,石灰中的Ca2+與砷酸根或亞砷酸根反應,生成砷酸鈣或亞砷酸鈣沉淀;(2)酸性廢水中的砷主要以毒性較高的As(Ⅲ)存在,且與石灰反應生成的亞砷酸鈣在水中的溶解度較大(約900mg/L),堿性條件下加入雙氧水,降低廢水毒性同時將亞砷酸鈣氧化成溶解度較小的砷酸鈣(130mg/L);(3)加入聚鐵,水中形成大量的[Fe(H2O)6]3+、[Fe2(OH)3]3+、[Fe3(OH)2]4+等離子配位絡合物,強烈吸附廢水中的微粒,通過吸附、架橋、交聯等作用使微粒相互碰撞形成絮凝沉淀,同時,廢水中殘余的AsO33—和AsO43—與聚鐵的水解產物Fe(OH)3發生反應,生成FeAsO3和FeAsO4沉淀;堿性條件下加入的硫化鈉,與廢液中的砷離子反應生成難溶的金屬硫化物As2S3沉淀,多余的S2-與Fe2+結合生成FeS,它的膠凝和吸附共沉淀作用強化了砷離子的沉淀與分離。
本發明與現有處理技術相比,具有以下優點和效果:
常溫常壓操作,工藝簡單,適用性強,工業化運行效果穩定,不會對環境造成二次污染,經濟和社會效益顯著;所用藥劑價格低,不會對環境造成二次污染,經濟和社會效益顯著;總砷去除率高,可確保含砷廢水處理后的出水達到國家排放標準。
具體實施方式
結合實施例對本發明作進一步的闡述,但本發明的實施方式不局限于所述內容。
實施例1
以某化工廠的含砷廢水為處理對象,原水水質:pH<1,總As=1.06×105mg/L。
利用本發明所述方法對該含砷廢水進行處理:
在上述含砷廢水中加入石灰,調節廢水pH至8.0,靜止24h,沉淀后取上清液;按上清液重量的6%投加雙氧水,攪拌反應20min;繼續加入混合沉淀劑,沉淀劑配制比例為硫化鈉:聚鐵=1:1(m/m),按廢水總重量的5%投加,攪拌反應20min,靜止,固液分離所得濾液即為處理出水。
對出水進行分析:總As=0.221mg/L。
實施例2
以某化工廠的含砷廢水為處理對象,原水水質:pH=3.16,總As=9.67×103mg/L。
利用本發明所述方法對該含砷廢水進行處理:
在上述含砷廢水中加入石灰,調節廢水pH至6.5,靜止4h,沉淀后取上清液;按上清液重量的3%投加雙氧水,攪拌反應15min;繼續加入混合沉淀劑,沉淀劑配制比例為硫化鈉:聚鐵=1:0.6(m/m),按廢水總重量的2%投加,攪拌反應20min,靜止,固液分離所得濾液即為處理出水。
對出水進行分析:總As=0.389mg/L。
實施例3
以某化工廠的含砷廢水為處理對象,原水水質:pH=1.25,總As=2.83×105mg/L。
利用本發明所述方法對該含砷廢水進行處理:
在上述含砷廢水中加入石灰,調節廢水pH至9.0,靜止36h,沉淀后取上清液;按上清液重量的7%投加雙氧水,攪拌反應30min;繼續加入混合沉淀劑,沉淀劑配制比例為硫化鈉:聚鐵=1:1.5(m/m),按廢水總重量的6%投加,攪拌反應20min,靜止,固液分離所得濾液即為處理出水。
對出水進行分析:總As=0.182mg/L。
實施例4
以某化工廠的含砷廢水為處理對象,原水水質:pH<1,總As=1.92×104mg/L。
利用本發明所述方法對該含砷廢水進行處理:
在上述含砷廢水中加入石灰,調節廢水pH至7.5,靜止36h,沉淀后取上清液;按上清液重量的5%投加雙氧水,攪拌反應30min;繼續加入混合沉淀劑,沉淀劑配制比例為硫化鈉:聚鐵=1:1(m/m),按廢水總重量的6%投加,攪拌反應30min,靜止,固液分離所得濾液即為處理出水。
對出水進行分析:總As=0.003mg/L。
以上所述僅是本發明的優選實施例,并不用于限制本發明;其他的任何不脫離本發明的原理和構思前提所做的任何修改、替換、簡化、改進等,應視為等效的置換方式,均在本發明的保護范圍之內。