本发明属于危险废物无害化处理技术领域,具体涉及一种酸性高砷废水的处理方法。
背景技术:
砷化合物是一类对生物体有高度毒害作用的化学物质,其对人体急性中毒的致死剂量为0.1~0.2g(以As2O3计),是国际公认的致癌、致突变、致畸作用因子。我国是遭受砷害十分严重的国家,全国有l0个省近2000多万人口受灾,有2.0×107 hm2耕地面积受到砷污染,有从传统砷害严重的湖南、云南、广西、贵州、山西、内蒙古向全国快速蔓延趋势。近年来我国砷害频繁发生,造成了恶劣的社会影响。
含砷废水根据pH有酸性和碱性之分。酸性含砷废水是有色技术冶炼厂利用回收烟气SO2准备硫酸生产净化过程中产生的废水,由于砷在酸性条件(pH约2~5)下溶解度较大,因此酸性含砷废水中含量可高达数万毫克升,大大高于国家排放标准0.5mg/L。含砷废水中一般含有其他重金属离子,砷与铅、铬等离子共同作用会使废水的毒性更大。
含砷废水的处理方法较多,大体分为化学法、物理法和生物法,国内常用的处理方法有化学沉淀、吸附、离子交换、膜分离、电解法和活性污泥法,化学沉淀法使用最为普遍。当废水中含砷量较高时,单一的化学法存在处理药剂使用量大、反应不易控制、运行不稳定等问题,将两种或两种以上工艺优化组合,形成协同互补,提高处理效果、降低处理成本,是含砷废水治理技术研究和应用的重要发展趋势。
现发明一种酸性高砷废水的处理方法,常温常压操作,工艺简单,适用性强,工业化运行效果稳定,不会对环境造成二次污染,经济和社会效益显著。
技术实现要素:
本发明目的在于克服现有技术的不足,而提供一种处理工艺简单、处置成本低、运行效果稳定的酸性高砷废水的处理方法。
一种酸性高砷废水的处理方法,具体实施步骤包括如下:
(1)向废水中加入碱,调节废水为碱性,静止,沉淀后取上清液;
优选的,步骤(1)所述的碱为碱为氢氧化钠、石灰的一种或者两种;
优选的,步骤(1)所述碱性条件是调节含砷废液的pH为6.5~9.0;
优选的,步骤(1)所述静止时间不少于4h;
(2)在步骤(1)所述的上清液中加入氧化剂,充分反应;
优选的,步骤(2)所述氧化剂为双氧水,加入量为所述废液总重量的3%~7%;
优选的,步骤(2)所述氧化反应时间为10~30min;
(3)在步骤(2)后的废液中加入混合沉淀剂,固液分离所得液体即为达标排放出水;
优选的,步骤(3)所述混合沉淀剂为硫化钠和聚铁的混合物,混合质量比例为硫化钠:聚铁=1:(0.5~1.5);
优选的,步骤(3)所述混合沉淀剂加入量为所述废液总重量的2%~6%;
优选的,步骤(3)所述反应时间不少于15min。
本发明利用两步法处理高砷酸性废水,其原理是:(1)用石灰调废水pH为碱性,石灰中的Ca2+与砷酸根或亚砷酸根反应,生成砷酸钙或亚砷酸钙沉淀;(2)酸性废水中的砷主要以毒性较高的As(Ⅲ)存在,且与石灰反应生成的亚砷酸钙在水中的溶解度较大(约900mg/L),碱性条件下加入双氧水,降低废水毒性同时将亚砷酸钙氧化成溶解度较小的砷酸钙(130mg/L);(3)加入聚铁,水中形成大量的[Fe(H2O)6]3+、[Fe2(OH)3]3+、[Fe3(OH)2]4+等离子配位络合物,强烈吸附废水中的微粒,通过吸附、架桥、交联等作用使微粒相互碰撞形成絮凝沉淀,同时,废水中残余的AsO33—和AsO43—与聚铁的水解产物Fe(OH)3发生反应,生成FeAsO3和FeAsO4沉淀;碱性条件下加入的硫化钠,与废液中的砷离子反应生成难溶的金属硫化物As2S3沉淀,多余的S2-与Fe2+结合生成FeS,它的胶凝和吸附共沉淀作用强化了砷离子的沉淀与分离。
本发明与现有处理技术相比,具有以下优点和效果:
常温常压操作,工艺简单,适用性强,工业化运行效果稳定,不会对环境造成二次污染,经济和社会效益显著;所用药剂价格低,不会对环境造成二次污染,经济和社会效益显著;总砷去除率高,可确保含砷废水处理后的出水达到国家排放标准。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步的阐述,但本发明的实施方式不局限于所述内容。
实施例1
以某化工厂的含砷废水为处理对象,原水水质:pH<1,总As=1.06×105mg/L。
利用本发明所述方法对该含砷废水进行处理:
在上述含砷废水中加入石灰,调节废水pH至8.0,静止24h,沉淀后取上清液;按上清液重量的6%投加双氧水,搅拌反应20min;继续加入混合沉淀剂,沉淀剂配制比例为硫化钠:聚铁=1:1(m/m),按废水总重量的5%投加,搅拌反应20min,静止,固液分离所得滤液即为处理出水。
对出水进行分析:总As=0.221mg/L。
实施例2
以某化工厂的含砷废水为处理对象,原水水质:pH=3.16,总As=9.67×103mg/L。
利用本发明所述方法对该含砷废水进行处理:
在上述含砷废水中加入石灰,调节废水pH至6.5,静止4h,沉淀后取上清液;按上清液重量的3%投加双氧水,搅拌反应15min;继续加入混合沉淀剂,沉淀剂配制比例为硫化钠:聚铁=1:0.6(m/m),按废水总重量的2%投加,搅拌反应20min,静止,固液分离所得滤液即为处理出水。
对出水进行分析:总As=0.389mg/L。
实施例3
以某化工厂的含砷废水为处理对象,原水水质:pH=1.25,总As=2.83×105mg/L。
利用本发明所述方法对该含砷废水进行处理:
在上述含砷废水中加入石灰,调节废水pH至9.0,静止36h,沉淀后取上清液;按上清液重量的7%投加双氧水,搅拌反应30min;继续加入混合沉淀剂,沉淀剂配制比例为硫化钠:聚铁=1:1.5(m/m),按废水总重量的6%投加,搅拌反应20min,静止,固液分离所得滤液即为处理出水。
对出水进行分析:总As=0.182mg/L。
实施例4
以某化工厂的含砷废水为处理对象,原水水质:pH<1,总As=1.92×104mg/L。
利用本发明所述方法对该含砷废水进行处理:
在上述含砷废水中加入石灰,调节废水pH至7.5,静止36h,沉淀后取上清液;按上清液重量的5%投加双氧水,搅拌反应30min;继续加入混合沉淀剂,沉淀剂配制比例为硫化钠:聚铁=1:1(m/m),按废水总重量的6%投加,搅拌反应30min,静止,固液分离所得滤液即为处理出水。
对出水进行分析:总As=0.003mg/L。
以上所述仅是本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;其他的任何不脱离本发明的原理和构思前提所做的任何修改、替换、简化、改进等,应视为等效的置换方式,均在本发明的保护范围之内。