含砷廢水治理.docx

1. 硫化沉淀法：硫化沉淀法是去除廢水中的砷和多種重金屬的常用方法，它的處理機(jī)理是在廢水中加入硫化劑與砷生成難溶的硫化物，沉降分離除去砷。常用的硫化劑有硫化鈉、硫氫化鈉、硫化氫等。對于砷含量較高的酸性廢水，采用硫化法可去除廢水中約99%以上的砷，形成以三硫化二砷為主要成分且含量較高的含砷廢渣，有利于砷的回收利用。但該方法不適用于污水中的微量砷的去除，只適用于對工業(yè)生產(chǎn)的高含量砷的污水進(jìn)行初步除砷，要使工業(yè)污水達(dá)標(biāo)排放，還要輔助使用混凝法等其它方法。而且最好在酸性條件下進(jìn)行，否則沉淀物難以過濾。另外，硫化沉淀后的清液中尚有過剩的s2-排放前要除h2s。硫化劑本身有毒、價(jià)貴，因而還限制了它在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。2. 絮凝共沉法是目前處理含砷廢水用得最多的方法。借助加入（或者原有）的fe2+，fe3+，al3+，mg2+，mn2+等離子，并用堿（一般是氫氧化鈣）調(diào)到適當(dāng)?shù)膒h。使其水解形成氫氧化物膠體，這些氫氧化物膠體能把a(bǔ)so43-ca(aso2)2、fe(aso2)3、caf2及其它雜質(zhì)吸附在表面，在水中電解質(zhì)的作用下，氫氧化物膠體相互碰撞凝聚，并將其表面吸附物(砷化物)包裹在凝聚體內(nèi)，形成絨狀凝膠下沉，達(dá)到除砷的目的。常用的絮凝劑有鋁鹽(如硫酸鋁、聚合硫酸鋁等)和鐵鹽(如三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵等)。其中，鐵鹽混凝法是利用fecl3在水溶液中易水解成fe(oh)3的性質(zhì)，進(jìn)行混凝吸附五價(jià)砷的方法。該方法一般采用攪拌，鐵氧化等將三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷，從而達(dá)到除砷目的。林玉琴33等用fecl3在ph=7的中性水中，將水解生成的fe(oh)3與紙漿的復(fù)合沉淀物作為吸附劑處理飲用水，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)已取絮凝共沉淀法絮凝共沉淀法絮凝共沉淀法絮凝共沉淀法 絮凝共沉法是目前處理含砷廢水用得最多的方法。借助加入（或者原有）的fe2+，fe3+，al3+，mg2+，mn2+等離子，并用堿（一般是氫氧化鈣）調(diào)到適當(dāng)?shù)膒h。使其水解形成氫氧化物膠體，這些氫氧化物膠體能把a(bǔ)so43-ca(aso2)2、fe(aso2)3、caf2及其它雜質(zhì)吸附在表面，在水中電解質(zhì)的作用下，氫氧化物膠體相互碰撞凝聚，并將其表面吸附物(砷化物)包裹在凝聚體內(nèi)，形成絨狀凝膠下沉，達(dá)到除砷的目的。常用的絮凝劑有鋁鹽(如硫酸鋁、聚合硫酸鋁等)和鐵鹽(如三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵等)。其中，鐵鹽混凝法是利用fecl3在水溶液中易水解成fe(oh)3的性質(zhì)，進(jìn)行混凝吸附五價(jià)砷的方法。該方法一般采用攪拌，鐵氧化等將三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷，從而達(dá)到除砷目的。林玉琴33等用fecl3在ph=7的中性水中，將水解生成的fe(oh)3與紙漿的復(fù)合沉淀物作為吸附劑處理飲用水，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)已取。3. 中和沉淀法是一種應(yīng)用較廣的方法，其機(jī)理主要是往廢水添加堿ca(oh)2或naoh，提高溶液ph值，這時(shí)砷生成鈣或鈉鹽沉淀，由于砷的固有性質(zhì)，這種方法泥渣沉淀緩慢，且很難將廢水的砷凈化到符合排放標(biāo)準(zhǔn)。在酸性廢水處理中主要的堿性中和劑有：naoh(燒堿)、ca(oh)2(熟石灰)、氨水、白云石、石灰石、電石渣等。其中石灰應(yīng)用最為普遍，它價(jià)廉易得，中和反應(yīng)效果好。工業(yè)上也常用石灰作為鈣中和沉淀劑。bothe和brown通過實(shí)驗(yàn)確定，在向含as5+的廢水中投加石灰時(shí)，會形成ca4(oh)2(aso4)24h2o、ca5(aso4)3oh和ca3(aso4)2等。朱義年等通過混合沉淀和溶解實(shí)驗(yàn)詳細(xì)研究了ph值和ca與as摩爾比對石灰沉淀法處理高含量含砷廢水的影響。由于石灰與砷化合物作用較慢，生成的偏亞砷酸鈣ca(aso2)2顆粒較小，所以反應(yīng)不易完全，除砷效果較差。 用石灰作為沉淀劑的最大優(yōu)點(diǎn)是處理成本低、工藝簡單、對含砷較高的污水用此法可得到理想的處理效率，但在含砷廢水處理過程中沉淀析出的砷酸鈣穩(wěn)定性較差，上世紀(jì)80年代的一些研究結(jié)果表明，砷酸鈣與空氣中的二氧化碳接觸會分解成碳酸鈣和砷酸，從而砷重新進(jìn)人溶液中，造成二次污染。nishimura等通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在高溫下鍛燒可以降低砷酸鈣和亞砷酸鈣的溶解度。在鍛燒過程中，無定形的砷酸鈣和亞砷酸鈣可以轉(zhuǎn)變成晶體結(jié)構(gòu)的砷酸鈣，且鍛燒溫度越高，砷酸鈣的溶解度越小。1) 一般工廠采用的中和鐵鹽法處理含砷廢水，但是效果并不是很好。2) 可以考慮添加氧化劑將三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷，以提高沉淀效率?？紤]將投加的鐵鹽換為三氯化鐵。3) 采用硫化沉淀法對砷的去除率很高，同時(shí)砷以三硫化二砷形式沉淀，便于回收處理。一般用于氧化焙燒。4) 針對現(xiàn)在各廠污酸和廢水的砷處理效果不好，添加戈?duì)柲Τ鏊M(jìn)行深度處理。4. 工程實(shí)例：銅冶煉企業(yè)均設(shè)有污水處理站，處理硫酸車間污水和全廠生產(chǎn)污水。一般進(jìn)入廠污水處理站污水的特點(diǎn)是處理量大，成份復(fù)雜。金隆銅業(yè)公司和金昌冶煉廠的綜合污水水質(zhì)見表1。表1污水水質(zhì)成分成分h2so4asfcufezncd貴治3920440620300600金隆1314182.886.1172.65473070.03重金屬離子，特別是砷離子，給污水處理工藝的選擇帶來一定的難度。按照gb8978-1996限定的砷排放濃度為0.5mg/l，在設(shè)計(jì)選取的工藝指標(biāo)中，砷離子的總?cè)コ室_(dá)到99%，才能使處理水達(dá)標(biāo)排放。采用簡單的石灰乳中和工藝不能保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。在近幾年投產(chǎn)的大型銅冶煉企業(yè)和進(jìn)行技術(shù)改造的環(huán)境治理企業(yè)，對含砷酸性污水處理均采用了石灰乳兩段中和加鐵鹽除砷工藝，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，該工藝是行之有效的，在砷離子達(dá)標(biāo)排放時(shí)，其它重金屬離子均能達(dá)標(biāo)排放。 該工藝流程見圖該工藝反應(yīng)機(jī)理分別為：一段中和反應(yīng)控制ph78ca(oh)2+h2so4=caso4+2h2o2h3aso3+ca(oh)2=ca(aso2)2+4h2o氧化反應(yīng)分別使fe2+氧化成fe3+,as3+氧化成as5+生成鐵鹽及亞鐵鹽。4fe(oh)2+o2+2h2o=4fe(oh)32fe(oh)3+3as2o3=2fe(aso2)3+3h2ofe(oh)3+h3aso4=f3aso4+3h2ofe(oh)3+h3aso4=feaso3+3h2o影響因素ph 影響二段中和控制ph=1011，使上述反應(yīng)中的鐵砷鹽和鈣鹽在堿性條件下完全沉淀。在上述反應(yīng)中，要保證砷的去除率達(dá)到99%，關(guān)鍵在控制二段中和反應(yīng)的條件，依據(jù)有關(guān)去砷的試驗(yàn)資料，見圖3、圖4，但二段中和反應(yīng)控制ph=911時(shí)，可使出水中as0.5mg/l。fe/as的影響分析不同ph值與鐵鹽共沉曲線圖，當(dāng)fe/as10時(shí)，處理出水中的砷0.5mg/l，在生產(chǎn)中，對不同的含砷酸性水按上述控制參數(shù)及反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)整，都取得了較好的處理效果。 凝聚劑的影響在上述反應(yīng)后添加凝聚劑有助于中和產(chǎn)物的快速沉淀，pam具有較好的吸附、橋聯(lián)作用，使鐵砷鹽及鈣鹽在濃縮池中能夠快速沉淀。 設(shè)備的影響兩段中和加鐵鹽去除含砷污水處理工藝，處理效果的優(yōu)劣與工藝裝備及測控設(shè)施的先進(jìn)可靠程度有關(guān)，關(guān)鍵設(shè)備及儀表采用目前國內(nèi)外的先進(jìn)產(chǎn)品，能為整個(gè)處理工藝的達(dá)標(biāo)運(yùn)行奠定了可靠的基礎(chǔ)。結(jié)論 1)銅冶煉企業(yè)含砷污水處理采用硫化法和石灰乳兩段中和加鐵鹽除砷工藝，能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，但污酸處理存在著處理成本高的問題，有待