一种高浓度含砷废水稳定达标处理的方法与流程

本发明涉及一种废水处理领域，特别是涉及一种高浓度含砷废水稳定达标处理的方法。

背景技术：

1、含砷废水是国家一类排放废水，是要严格管控的废水。主要来源于矿山采集和ic行业的芯片生产过程。在微电子产业发展过程中，含砷废水主要来源于砷化镓芯片生产，在砷化镓芯片生产过程中，含砷废水主要来源于表面清洗，湿法刻蚀，减薄和划片工序，主要污染物为总砷。

2、到目前，国内含砷废水的处理方法及专利技术有很多，有的也比较成熟了，其主要方法为氧化(或还原)、沉淀、过滤等，处理后的废水基本上都可以达标。但是，针对现有要处理的含砷废水，其废水中的砷含量在8～800ppm之间不断的发生变化，这种没有一定规律的浓度频繁变化，在采用常规的处理方法时，因现有氧化剂和处理方法都无法满足废水中砷含量的随时波动变化，砷很难得到稳定的达标，特别是在高浓度时，更达不到国家排放标准。这种现象已成为企业的一个难题，是企业急需要解决的关键问题。

3、针对这种含砷废水的处理现状，就需要采用可以通过orp值控制氧化剂投加量的氧化剂，但能够达到这个条件的氧化剂，一般氧化性都不是很强，抗冲击性差，对浓度变化很大的含砷废水，确保稳定达标存有一点的缺陷。若采用氧化性很强的氧化剂，就无法实现通过orp值控制氧化剂的投加量，不仅不能在线控制投加量，还会造成氧化剂的浪费，增加处理成本。因此，当前非常需要研究制备一种新型氧化剂的技术和新的处理方法，来解决高浓度含砷废水处理的稳定达标问题，为芯片生产企业含砷处理稳定达标研究一个新技术，找到一条新的路径。

技术实现思路

1、本发明的技术是依据国内现有含砷废水处理技术的空缺，提供一种非常有效的含砷废水处理新技术方法，可很好的解决废水中砷含量稳定达标的问题。

2、本发明新技术方法，虽然也是采用氧化方法，然后，再通过沉淀处理的方法进行，但是，新处理技术的关键，是要制备一种新型氧化剂，既要满足依据含砷废水高低浓度的变化，能够得到自动控制投加氧化剂的量，同时，还要具有较强的氧化性，去针对废水中高浓度砷的氧化处理。通过试验中发现，采用直接在市场上购买的，能够通过orp值控制投加量的氧化剂，其氧化性都不是很强，抗冲击性差。所以，对高浓度的含砷废水只解决处理方法还是不够的，要在氧化剂投加量可控的条件下，还需要自制一种氧化性更强的氧化剂，同时，还考虑到原采用传统氧化剂是次氯酸钠，但我们要自制氧化剂为次氯酸钙，这样既可实现通过orp值控制投加量，还可给废水中增加钙的含量，以减少氯化钙的补加，达到一举二得的作用。通过自制氧化剂，得以提高其氧化性和抗冲击性，最终才可更有效的去除砷，使废水实现稳定达标的目的。

3、本发明技术利用一种新的处理工艺，将原高浓度含砷废水和低浓度含砷废水二条处理工艺改为一条处理工艺，并利用自制新型氧化剂，在处理过程中，依据废水中含砷量的不断变化，通过orp控制仪，而不断改变新型氧化剂的投加量，首先对废水中的砷进行高效的氧化，迅速的将三价砷转化成五价砷，再将废水进行沉淀，过滤分离出后，达标后的含砷废水再送至综合污水处理站。

4、本发明技术利用一种新的氧化剂制备技术，先将混合二氧化氯发生器制备出混合二氧化氯的溶液，再将氢氧化钙加到混合二氧化氯溶液中，与其中约50％的氯气进行充分反应，生成次氯酸钙的混合溶液，再送至氧化剂储槽。

5、本发明高浓度含砷废水稳定达标处理的方法，在处理过程中在线投加氧化剂，所述氧化剂为5％次氯酸钙混合溶液。

6、本发明所述的高浓度含砷废水稳定达标处理的方法，其中，所述5％次氯酸钙混合溶液的制备方法包括如下步骤：将氢氧化钙和混合二氧化氯溶液在常温常压下进行反应，控制投料质量比为1:1.92～1.98，投加所述氢氧化钙的反应搅拌时间为30～40分钟，所述生成的次氯酸钙混合溶液中，次氯酸钙的浓度为5％，并含有少量的二氧化氯、氯化钙和微量的氯气。

7、本发明所述的高浓度含砷废水稳定达标处理的方法，包括如下步骤：将芯片生产线高浓度和低浓度的含砷废水在调节池集中后依次送入一级反应池、一级沉淀池、二级反应池、二级沉淀池、砂炭过滤器和排放收集箱；其中，在所述一级反应池和所述二级反应池中在线投加所述氧化剂，即5％次氯酸钙混合溶液。

8、本发明所述的高浓度含砷废水稳定达标处理的方法，其中，所述方法具体包括如下步骤：

9、(a)将芯片生产线上高浓度和低浓度的含砷废水送入所述调节池进行集中；

10、(b)将所述调节池的废水送入所述一级反应池，在线投加氧化剂、ph调节剂和絮凝剂，控制ph值，在搅拌下进行氧化反应；其中，依据废水中含砷量的变化，利用orp控制仪来控制氧化剂投加量的变化，要在新型氧化剂的作用下，将大部分三价砷迅速转化为五价砷；

11、(c)将所述一级反应池的废水送入所述一级沉淀池，沉淀后的污泥送至第一污泥池，压滤后，泥饼送专业机构处置；

12、(d)将所述一级沉淀池的废水送入所述二级反应池，在线投加氧化剂、ph调节剂和絮凝剂，控制ph值，在搅拌下进行氧化反应；其中，依据废水中含砷量的变化，利用orp控制仪来控制氧化剂投加量的变化，要在新型氧化剂的作用下，确保将三价砷全部迅速转化为五价砷；

13、(e)将所述二级反应池的废水送入所述二级沉淀池，沉淀后的污泥送至第二污泥池，压滤后，泥饼送专业机构处置；

14、(f)将所述二级沉淀池的废水送入所述砂炭过滤器，进行过滤；

15、(g)将所述砂炭过滤器过滤的废水送入所述排放收集箱；

16、(h)将所述排放收集箱的废水送至污水综合处理站，进行再处理后，达标排放；

17、其中，步骤(b)和步骤(d)中所述氧化剂为5％次氯酸钙混合溶液。

18、本发明所述的高浓度含砷废水稳定达标处理的方法，其中，步骤(b)中，所述orp控制仪控制orp值为600～700mv，步骤(d)中，所述orp控制仪控制orp值为700～800mv，来控制氧化剂的投加量。

19、本发明所述的高浓度含砷废水稳定达标处理的方法，其中，步骤(b)和步骤(d)中，所述ph调节剂为氢氧化钙，控制ph值为9～10进行投加，所述絮凝剂为10％pac和0.1％pam，投加所述次氯酸钙混合溶液后的反应搅拌时间为1～1.2小时。

20、本发明所述的高浓度含砷废水稳定达标处理的方法，其中，所述一级沉淀池和所述二级沉淀池的沉淀时间为5.5～6.0小时。

21、一种所述的高浓度含砷废水稳定达标处理的方法采用的专用设备，包括依次相连的调节池、一级反应池、一级沉淀池、二级反应池、二级沉淀池、砂炭过滤器和排放收集箱，其中：

22、所述设备还包括氧化剂制备装置，为依次相连的混合二氧化氯发生器、氧化剂反应罐和氧化剂储槽，所述氧化剂储槽通过管路分别与所述一级反应池和所述二级反应池相连。

23、本发明所述的专用设备，其中，所述一级沉淀池与第一污泥池相连，所述二级沉淀池与第二污泥池相连。

24、本发明所述的专用设备，其中，在所述调节池上设置有含砷废水入口；在所述一级反应池上设置有第一氧化剂投加口、第一絮凝剂投加口、第二絮凝剂投加口和第一ph调节剂投加口；在所述一级沉淀池上设置有沉淀污泥的第一污泥排出口；在所述二级反应池上设置有第二氧化剂投加口、第三絮凝剂投加口、第四絮凝剂投加口和第二ph调节剂投加口；在所述二级沉淀池上设置有沉淀污泥的第二污泥排出口；在所述第一污泥池上设置有沉淀污泥的第三污泥排出口，在所述第二污泥池上设置有沉淀污泥的第四污泥排出口；在所述排放收集箱上设置有废水出口。

25、本发明所述的专用设备，其中，在所述氧化剂反应罐上设置有混合二氧化氯溶液投加口、氢氧化钙储槽投加口，在所述一级反应池、所述二级反应池和所述氧化剂反应罐中均设置有搅拌器。

26、本发明高浓度含砷废水稳定达标处理的方法与现有技术不同之处在于：

27、本发明一种高浓度含砷废水稳定达标处理的新方法，很好的弥补了目前含砷废水处理方法的空缺，改变了原氧化法处理的思路，而采用了一种新型氧化剂的方法进行，将砷得到彻底、稳定的去除。原含砷废水处理时，由于废水中的砷含量在8～800ppm之间不断的发生变化，浓度频繁的变化没有一定规律，在采用常规的处理方法下，因现有氧化剂和处理方法都无法满足废水中砷含量的频繁波动变化，砷含量很难稳定达标，特别是在高浓度时，更难稳定达到国家排放标准。企业的这个难题，严重的影响了含砷废水的处理，至今还没有一种行之有效的处理技术。本发明的研究，第一次采用一种新型氧化剂次氯酸钙混合溶液来进行氧化反应，取代了原传统的氧化剂次氯酸钠溶液，并首次应用orp控制仪，依据废水中含砷量的变化，再通过废水中orp值，在线控制氧化剂的投加量；同时，也是最重要的，是在制备新型次氯酸钙混合溶液时，可使溶液中含有少量的二氧化氯和微量的氯气，这样就可增加了次氯酸钙混合溶液的氧化性，可提高对高浓度含砷废水的频繁变化的氧化能力，这是有效除砷的关键一步。采用制备次氯酸钙混合溶液，既可实现orp值控制氧化剂的投加量，又提高了氧化剂的氧化性，也提高了抗冲击性，可确保氧化反应的高效进行，除砷效果明显。本发明的应用，不仅确保了砷的有效去除，而且，还实现了含砷废水的稳定达标。

28、本发明之所以能够成为处理含砷废水的创新方法，最重要的是改变了含砷废水原氧化处理的思路，采用了一种新型氧化剂和处理工艺技术，特别是采用次氯酸钙混合溶液与orp控制仪的有机结合，这是第一次采用该工艺技术，可以在线控制次氯酸钙混合溶液的投加量，为该含砷废水稳定达标处理起到了非常关键的一步，因此，才有了本发明处理砷的新工艺技术，可确保废水处理后砷含量<0.5ppm，砷达标率为100％，同时，有效的利用了氧化剂投加的量，既可节约成本，又促进了废水处理的稳定运行。该工艺技术在处理含砷废水没有先例的情况下，所研究的处理工艺技术是一次创新尝试，为芯片生产过程中的含砷废水处理技术，找到一个较好的新方法。

29、本发明利用一种新的处理工艺技术，可以将原高浓度含砷废水和低浓度含砷废水二条处理工艺改为一条处理工艺，就可大大节约建设投资，减少了人力、物力，方便了操作，并可对废水中的砷进行高效氧化，迅速的将三价砷转化成五价砷，再将废水进行沉淀，过滤分离出后，达标的含砷废水再送到综合污水处理站，积极的促进了企业含砷废水的稳定达标处理排放。

30、下面结合附图对本发明的高浓度含砷废水稳定达标处理的方法作进一步说明。