申请日2015.04.29
公开(公告)日2015.07.22
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明涉及一种工业含砷废水的处理方法，用碱性中和剂中和工业含砷废水，控制终点pH≥5.0,中和产物固液分离，得到一段处理水;再向一段处理水中添加聚合硫酸铁和H2O2，聚合硫酸铁的加入量为待处理含砷废水重量的0.01%～1%，H2O2的加入量为待处理含砷废水重量的0.01%～1%，控制终点pH≥5.0，再将上述产物固液分离，得到含砷<0.5ppm二段处理水。本发明一段处理采用石灰或其他碱性中和剂，原料易得，处理成本低。二段处理采用H2O2和聚合硫酸铁作为药剂，可以将一段处理水中残余砷形成不溶性砷酸铁沉淀，达到深度脱砷效果，且二段处理水可以利用污水处理循环利用系统进一步处理，从而减少含砷废水后续的处理成本。
权利要求书
1.一种工业含砷废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)用碱性中和剂中和工业含砷废水，控制终点pH≥5.0;
(2)将上述中和产物固液分离，除去固相杂质，得到一段处理水;
(3)向上述一段处理水中添加聚合硫酸铁和H2O2，聚合硫酸铁的加入量 为待处理含砷废水重量的0.01%～1%，H2O2的加入量为待处理含砷废水重量的 0.01%～1%，控制终点pH≥5.0;
(4)将上述产物固液分离，得到含砷<0.5ppm二段处理水。
2.根据权利要求1所述的工业含砷废水的处理方法，其特征是：步骤(1) 所述碱性中和剂为石灰、消石灰、电石渣、烧碱或纯碱中的一种。
3.根据权利要求1所述的工业含砷废水的处理方法，其特征是：步骤(1) 和步骤(3)的反应温度控制在5℃～90℃范围。
4.根据权利要求1所述的工业含砷废水的处理方法，其特征是：步骤(1) 和步骤(3)在反应的同时进行搅拌，搅拌时间控制在30～50min。
说明书
一种工业含砷废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种工业含砷废水的处理方法，特别是工业硫酸生产过程中 排放的含砷废水的处理方法。
背景技术
现行较为成熟且普遍运用的脱砷方法是混凝法、吸附法。冶炼和硫酸工 业含砷废水治理主要是采用硫化碱法，其原理是通过硫化碱和废水中As反应 生成极难溶的硫化砷沉淀后分离而达到脱砷目的。
化肥行业很多企业采用矿肥结合模式生产，即先用硫铁矿生产硫酸，再 用硫酸和磷矿反应生产磷铵等化肥。前段工序生产硫酸时会产生含砷废水， 后段工序生产磷铵等化肥时则产生含氮磷废水。含砷废水经硫化碱法脱砷处 理返回硫酸工序循环回用后，仍有大量富余需要消化;而含氮磷废水经生化 细菌脱氮磷处理后可直接外排。为了节约投资，硫酸工序和化肥工序产生的 废水通常采用一个排污口排出。但是，由于硫化碱脱砷后的废水对处理含氮 磷废水的生化细菌有灭活作用，因此硫化碱脱砷后的废水不能直接进入化肥 工序废水生化处理系统，需先进行脱除微量硫后才能进入生化处理系统，使 得废水处理成本增加。
针对上述硫化碱脱砷法不足之处，开发了如下工业废水脱砷新技术。具 体内容如下：
发明内容
本发明的目的是提供一种工业含砷废水特别是硫酸工业含砷废水的处理 方法，使得脱砷后的水能够进入污水处理循环利用系统进一步处理，从而减 少含砷废水后续的处理成本。
本发明处理方法包括如下步骤：
(1)用碱性中和剂中和工业含砷废水，控制终点pH≥5.0;
(2)将上述中和产物固液分离，除去固相杂质，得到一段处理水;
(3)向上述一段处理水中添加聚合硫酸铁和H2O2，聚合硫酸铁的加入量 为待处理含砷废水重量的0.01%～1%，H2O2的加入量为待处理含砷废水重量的 0.01%～1%，控制终点pH≥5.0;
(4)将上述产物固液分离，得到含砷<0.5ppm二段处理水。
上述步骤涉及的主要化学反应如下：
Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H20
Ca2++SO42-=CaSO4↓
3Ca2++2AsO43-=Ca3(As04)2↓
2H2O2=2H2O+02
4Fe2++02+6H2O=4[Fe(OH)2]++4H+
[Fe(OH)2]++OH-=Fe(0H)3↓
3[Fe(OH)2]++As043-=[Fe(0H)2]3As04↓
上述步骤(1)用碱中和工业含砷废水是本领域常用技术手段，目的是使 其中的硫酸根等杂质形成沉淀析出，同时大部分砷和钙也形成难溶性沉淀析 出，可采用过滤或静置沉降方法除去所形成的固相杂质，因而可以除去废水 中大部分砷，所得到的一段处理水含砷约为1～3ppm，仍然达不到环保排放要 求，需进入二段深度脱砷处理。
上述步骤(3)为二段深度脱砷，通过加入H2O2和聚合硫酸铁，使聚合硫 酸铁解离出的铁离子在H2O2作用下，主要以三价铁离子存在，再和一段处理水 中残余的砷反应，形成不溶性砷酸铁沉淀，再通过步骤(4)过滤除去含砷滤 渣，所得滤液即二段处理水中砷含量低于0.5ppm，可以和含磷、氮废水混合 进一步处理，不影响生化细菌对磷、氮脱除的性能。
进一步的，步骤(1)所述碱性中和剂为石灰、消石灰、电石渣、烧碱或 纯碱中的一种。
进一步的，步骤(1)和步骤(3)的反应温度控制在5～90°范围，最好 是在常温下进行。
为加快反应速度，步骤(1)和步骤(3)在反应的同时进行搅拌，搅拌 时间控制在30～50min。
本发明的有益效果在于：
1、一段处理采用石灰或其他碱性中和剂，原料易得，处理成本低。
2、二段处理采用H2O2和聚合硫酸铁作为药剂，可以将一段处理水中残余 砷形成不溶性砷酸铁沉淀，达到深度脱砷效果，使得处理后的二段处理水中 As<0.5ppm，砷含量达到国家环保排放要求。
3、残存在二段处理水中的脱砷药剂――H2O2和聚合硫酸铁不会影响到处 理含磷、氮废水的生化细菌成活性，可以利用污水处理循环利用系统进一步 处理，从而减少含砷废水后续的处理成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
本发明所用含砷废水质量情况如下：
项目 游离硫酸% ASppm(mg/l) PH 指标 0.1～0.7 4～30 <2
实施例一:
常温条件下，称取含砷4ppm的工业酸性废水500g，加含有效CaO约50% 的石灰1.8g，搅拌反应30min，沉淀出硫酸钙等各种杂质和生成砷酸钙形式 的大部分砷，得pH为6.5的料浆，过滤除去含硫酸钙等各种杂质和含砷滤渣， 得到含砷约1.2ppm的一段处理水;再加入聚合硫酸铁和H2O2，聚合硫酸铁的 加入量为待处理含砷废水重量的0.2%，H2O2的加入量为待处理含砷废水重量的 0.2%，搅拌反应30min，控制pH=5.0，残余的砷生成砷酸铁形式沉淀析出， 过滤除去滤渣，所得处理水经分析砷As=0.40ppm。
实施例二:
常温条件下，称取含砷6ppm的工业酸性废水500g，加入电石渣7.8g， 搅拌反应40min，沉淀出硫酸钙等各种杂质和生成砷酸钙形式的大部分砷，得 pH为7.5的料浆，过滤除去含硫酸钙等各种杂质和大部分砷滤渣，得到含砷 约1.4ppm的一段处理水;再加入聚合硫酸铁和H2O2，聚合硫酸铁的加入量为 待处理含砷废水重量的0.6%，H2O2的加入量为待处理含砷废水重量的0.8%， 搅拌反应40min，控制pH=6.6，残余的砷生成砷酸铁形式沉淀析出，过滤除 去滤渣，所得处理水经分析砷As=0.23ppm。
实施例三:
常温条件下，称取含砷12ppm的工业酸性废水500g，加入10%的NaOH溶 液2.8g，搅拌反应50min，沉淀出硫酸钙等各种杂质和生成砷酸钙形式的大 部分砷，得pH为8.0的料浆。过滤除去含硫酸钙等各种杂质和大部分砷滤渣， 得到含砷约2.8ppm的一段处理水;再加入聚合硫酸铁和H2O2，聚合硫酸铁的 加入量为待处理含砷废水重量的0.4%，H2O2的加入量为待处理含砷废水重量的 0.4%，搅拌反应50min，控制pH=7.0，残余的砷生成砷酸铁形式沉淀析出， 过滤除去滤渣，所得处理水经分析砷As=0.35ppm。
实施例四:
温度5度条件下，称取含砷4ppm的工业酸性废水500g，加含有效CaO约 50%的石灰1.8g，搅拌反应50min，沉淀出硫酸钙等各种杂质和生成砷酸钙形 式的大部分砷，得pH为6.6的料浆。过滤除去含硫酸钙等各种杂质和大部分 砷滤渣，得到含砷约1.4ppm的一段处理水;再加入聚合硫酸铁和H2O2，聚合 硫酸铁的加入量为待处理含砷废水重量的0.8%，H2O2的加入量为待处理含砷废 水重量的0.6%，搅拌反应50min，控制pH=5.0，残余的砷生成砷酸铁形式沉 淀析出，过滤除去滤渣，所得处理水经分析砷As=0.25ppm。
实施例五:
温度90度条件下，称取含砷4ppm的工业酸性废水500g，加含有效CaO 约50%的石灰1.8g，搅拌反应30min，沉淀出硫酸钙等各种杂质和生成砷酸钙 形式的大部分砷，得pH为6.4的料浆。过滤除去含硫酸钙等各种杂质和大部 分砷滤渣，得到含砷约1.4ppm的一段处理水;再加入聚合硫酸铁和H2O2，聚 合硫酸铁的加入量为待处理含砷废水重量的0.01%，H2O2的加入量为待处理含 砷废水重量的0.01%，搅拌反应30min，控制pH=5.0，残余的砷生成砷酸铁 形式沉淀析出，过滤除去滤渣，所得处理水经分析砷As=0.49ppm。
实施例六:
常温条件下，称取含砷4ppm的工业酸性废水500g，加含有效CaO约50% 的石灰1.8g，搅拌反应30min，沉淀出硫酸钙等各种杂质和生成砷酸钙形式 的大部分砷，得pH为6.3的料浆。过滤除去含硫酸钙等各种杂质和大部分砷 滤渣，得到含砷约1.4ppm的一段处理水;再加入聚合硫酸铁和H2O2，聚合硫 酸铁的加入量为待处理含砷废水重量的1%，H2O2的加入量为待处理含砷废水重 量的1%，搅拌反应30min，控制pH=5.0，残余的砷生成砷酸铁形式沉淀析出， 过滤除去滤渣，所得处理水经分析砷As=0.11ppm。