申请日2009.12.29
公开(公告)日2011.06.29
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20; C02F1/72
摘要
本发明涉及一种含砷废水的处理方法，特别是指一种高砷高碱废水的处理方法，包括如下步骤：步骤一，在曝气条件下，向含砷废水中加入硫酸亚铁，至反应液颜色由绿色变为红棕色;步骤二，在曝气条件下，向反应液中加入氧化剂，反应完成后静置，液固分离;步骤三，在曝气条件下，向步骤二中液固分离得到的清液中加入聚合硫酸铁;步骤四，测定溶液的pH值，控制终点pH=6-7;步骤五，持续曝气约3-5h后，静置，上清液送检、外排，渣送入尾矿。本发明工艺流程短、设备简单、投资少、成本低，处理后铁砷盐物相稳定，对环境友好，处理后液相砷含量低于0.05mg/L，达到国家地表水三类水标准。
权利要求书
1.一种高砷高碱废水的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，在曝气条件下，向含砷废水中加入硫酸亚铁，至反应液颜色由绿色变为红棕色;
步骤二，在曝气条件下，向反应液中加入氧化剂，反应完成后静置，液固分离;
步骤三，在曝气条件下，向步骤二中液固分离得到的清液中加入聚合硫酸铁;
步骤四，测定溶液的pH值，控制终点pH=6-7;
步骤五，持续曝气约3-5h后，静置，上清液送检、外排，渣送入尾矿库。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在曝气的同时进行机械式搅拌。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述曝气强度为50-100m3/m2·h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤二中加入的氧化剂为游离氯、次氯酸盐、臭氧、高锰酸盐和Fenton试剂中的一种或其组合。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含砷废水的砷含量为100-1000mg/L。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：加入的铁盐总量与废水总砷质量比Fe/As在2-30之间。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：调节溶液pH值采用浓硫酸。
说明书
一种高砷高碱废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种含砷废水的处理方法，特别是指一种高砷高碱废水的处理方法。
背景技术
目前含砷废水的处理技术主要分为化学法、物化法和生化法三大类。化学法包括化学沉淀法、絮凝沉淀法等;物化法包括：离子交换法、膜法、电渗析法、光催化氧化法、吸附法等;生化法包括：微生物胞外转化法、植物吸收法、微生物胞内转化法、微生物死细胞吸附法等。
化学沉淀法工艺简单，投资少，操作方便，适用于矿、企排放的砷含量较高的废水。化学沉淀法处理高砷废水通常包括As(III)和As(V)两种，As(III)的毒性高出As(V)60倍，并且As(III)的去除远比As(V)困难的多。许多试剂对As(V)有较好去除作用，但对As(III)去除作用较差。如50mg/L的FeCl3对As(V)的去除率可达95%以上，但对As(III)去除率50-60%，所以通常用氧化剂将As(III)氧化为As(V)，然后去除。
但是现有的处理方法中，在药剂的选择及处理工艺的设计上都存在很多不合理之处，使得处理成本较高，难以推广使用。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点，提供一种经济、合理、行之有效的高砷高碱废水的处理方法。
本发明主要是基于如下的原理进行的：在碱性的条件下，硫酸亚铁在溶液中会转化为氢氧化亚铁，而氢氧化亚铁氧化电位低于氧气，易被氧化为高价态氢氧化铁，从而与溶液中的砷反应生成砷酸铁盐沉淀进入渣相。所以，加入硫酸亚铁不但可以降低溶液的pH值，而且可以代替部分聚铁，降低药剂成本。
本发明采用如下的技术方案：
一种高砷高碱废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤一，在曝气条件下，向含砷废水中加入硫酸亚铁，至反应液颜色由绿色变为红棕色;在该步骤中，硫酸亚铁先是转化为氢氧化亚铁，氢氧化亚铁又被氧化为氢氧化铁;
步骤二，在曝气条件下，向反应液中加入氧化剂，反应完成后静置，液固分离;在该步骤中，反应液中的亚砷酸盐被氧化为砷酸盐;
步骤三，在曝气条件下，向步骤二中液固分离得到的清液中加入聚合硫酸铁;在该步骤中，液相中的砷转化为砷酸铁盐，进入渣相;
步骤四，测定溶液的pH值，控制终点pH=6-7;该步骤中，除了步骤三中用聚铁的水解产生的酸调节溶液的pH值外，还可以在反应的后期加入一定量的浓硫酸来调节溶液的pH值;
步骤五，持续曝气约3-5h后，静置，上清液送检、外排，渣送入尾矿库。
优选地，在曝气的同时进行机械式搅拌。
优选地，所述曝气强度为50-100m3/m2·h。
优选地，所述步骤二中加入的氧化剂为游离氯、次氯酸盐、臭氧、高锰酸盐和Fenton试剂中的一种或其组合。
优选地，所述含砷废水的砷含量为100-1000mg/L。
优选地，加入的铁盐总量与废水总砷质量比Fe/As在2-30之间，若小于2，达不到预期的效果，大于30则没必要。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的一种高砷高碱废水的处理方法取得了如下有益效果：
一，加入硫酸亚铁不但可以降低溶液的pH值，而且可以代替部分聚铁，降低药剂成本;
二，本发明采用氧化剂将As(III)氧化为As(V)，使得废水中砷的去除率较高;
三，本发明可在常温常压条件下，对高碱高砷废水进行集中处理，生产规模可大可小，且工艺简单，流程短，一次投资少，见效快，运行费用低廉，环境友好，处理后液相砷含量低于0.05mg/L，达到国家地表水三类水标准，从而为厂矿企业含砷废水的处理，提供一条有效且经济实用的途径，值得大力推广使用。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进一步说明。
实施例1
(1)针对砷含量50mg/L废水，在曝气强度50m3/m2·h的条件下，向含砷废水中加入硫酸亚铁，加入量为1.5kg/m3，反应半小时，反应液颜色由绿色变为红棕色;
(2)在曝气强度50m3/m2·h的条件下，向反应液中加入氧化剂漂白粉，加入量为1.5kg/m3，反应半小时后静置，进行液固分离;
(3)在曝气强度50m3/m2·h的条件下，向步骤(2)中得到的清液中加入聚合硫酸铁，加入量为2kg/m3;
(4)测定溶液的pH值，控制终点pH=6;
(5)持续曝气约3h后，静置;上清液送检、外排，渣送入尾矿库。
整个处理流程加入的铁盐量与废水总砷质量比Fe/As=23.1，处理后液中砷含量为0.019mg/L。
实施例2
(1)针对砷含量300mg/L废水，在曝气强度100m3/m2·h的条件下，向含砷废水中加入硫酸亚铁，加入量为11kg/m3，反应半小时，反应液颜色由绿色变为红棕色;
(2)在曝气强度100m3/m2·h的条件下，向反应液中加入氧化剂漂白粉，加入量为5kg/m3，反应半小时后静置，进行液固分离;
(3)在曝气强度100m3/m2·h的条件下，向步骤(2)中得到的清液中加入聚合硫酸铁，加入量为9kg/m3;
(4)测定溶液的pH值，控制终点pH=6;
(5)持续曝气约5h后，静置;上清液送检、外排，渣送入尾矿库。
整个处理流程加入的铁盐量与废水总砷质量比Fe/As=22.6，处理后液中砷含量为0.019mg/L。
实施例3
(1)针对砷含量400mg/L废水，在曝气强度100m3/m2·h的条件下，向含砷废水中加入硫酸亚铁，加入量为15kg/m3，反应半小时，反应液颜色由绿色变为红棕色;
(2)在曝气强度100m3/m2·h的条件下，向反应液中加入氧化剂漂白粉，加入量为6kg/m3，反应半小时后静置，进行液固分离;
(3)在曝气强度100m3/m2·h的条件下，向步骤(2)中得到的清液中加入聚合硫酸铁，加入量为9kg/m3;
(4)测定溶液的pH值，控制终点pH=6;
(5)持续曝气约5h后，静置;上清液送检、外排，渣送入尾矿库。
整个处理流程加入的铁盐量与废水总砷质量比Fe/As=20.6，处理后液中砷含量为0.024mg/L。
上述仅为本发明的几个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，例如：本发明中，加入氧化剂以将As(III)氧化为As(V)，但若废水中不含有As(III)或含量极少，则此步骤可省略;总之，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。