申请日2018.09.06
公开(公告)日2019.01.04
IPC分类号C02F9/04; C02F101/10
摘要
本发明涉及一种含砷废水的处理工艺，其包括如下步骤：S1、除悬浮物;S2、氧化沉淀;S3、二次沉淀;S4、树脂吸附。本技术方案专门针对含高浓度纳米悬浮物的含砷废水而设计，可以根据不同地区的排放要求，将As浓度降低至10ug/L以下，实现了含砷废水分级、无害化处理，为高浓度纳米悬浮物的含砷废水的处理提供一种经济且高效的方法。
权利要求书
1.一种含砷废水的处理工艺，其特征在于：其包括如下步骤：
S1、除悬浮物：向含砷废水中加入沉淀剂、硅藻土，沉淀剂用量为0.8~2g/L，硅藻土用量为0.05~0.2g/L，再用氢氧化钠调节pH至10.1~13后，搅拌反应1~3h，再将废水通过高压隔膜压滤机进行循环压滤得到第一滤液和第一滤渣;
S2、氧化沉淀：将第一滤液用酸液调节pH至2.1-3.8;随后向第一滤液中加入七水合硫酸亚铁与过氧化氢，七水合硫酸亚铁用量为1~5g/L，过氧化氢用量为0.1~1.5ml/L，将As3+转化为As5+;再向第一滤液中加入一定量的絮凝剂，絮凝剂用量为0.3~0.7g/L，搅拌至絮凝剂分布均匀;再向第一滤液加碱调节pH至7-8，向第一滤液按照2ml/L的用量加入第一PAM溶液，搅拌一段时间进行静置分层处理后，采用普通压滤机压滤得到第二滤液和第二滤渣，第二滤液进入下一处理工序;
S3、二次沉淀：向第二滤液中加入一定量的铁盐并加入NaOH调节pH至7-8后，将第二PAM溶液按照2ml/L的用量加入第二滤液中进行絮凝沉淀，随后采用普通压滤机压滤得到第三滤液和第三滤渣，第三滤液中As含量低于0.5mg/L并进入下一处理工序;
S4、树脂吸附：将第三滤液以一定速率通过除砷滤料-螯合型离子交换树脂进行吸附，处理后第三滤液的砷含量降低至10ug/L。
2.根据权利要求1 所述的含砷废水的处理工艺，其特征在于：该处理工艺还包括如下步骤：S5：当树脂吸附饱和后，采用一定量的稀盐酸循环反洗再生，产生的反洗再生酸液可用于S2中进行pH调节。
3.根据权利要求2 所述的含砷废水的处理工艺，其特征在于：除砷滤料的吸附饱和度根据第三滤液通过除砷滤料后的出水中As浓度的不同而不同，当出水As浓度大于10ug/L时，除砷滤料吸附饱和度为0.5~3g/L(滤料)，而当出水As浓度小于10ug/L时，除砷滤料吸附饱和度为3g/L(滤料)。
4.根据权利要求1 所述的含砷废水的处理工艺，其特征在于：S1中的沉淀剂为氢氧化钙。
5.根据权利要求1 所述的含砷废水的处理工艺，其特征在于：S2中的絮凝剂为氯化铁、硫酸铁、聚合硫酸铁中的至少一种。
6.根据权利要求1 所述的含砷废水的处理工艺，其特征在于：S2中的第一PAM溶液的质量分数为0.1~1wt%。
7.根据权利要求1 所述的含砷废水的处理工艺，其特征在于：S3中的铁盐为氯化铁、硫酸铁、聚合硫酸铁中的至少一种。
8.根据权利要求1 所述的含砷废水的处理工艺，其特征在于：S3中的铁盐用量为0.2~0.7g/L。
9.根据权利要求1 所述的含砷废水的处理工艺，其特征在于：S3中的第二PAM溶液的质量分数为0.1~1wt%。
10.根据权利要求1 所述的含砷废水的处理工艺，其特征在于：所采用的螯合型离子交换树脂为0814#螯合型离子交换树脂。
说明书
含砷废水的处理工艺
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其涉及一种含砷废水的处理工艺。
背景技术
砷(As)是一种公认的致癌物质，砷在自然界中分布广泛，其氧化物及砷酸盐毒性较大，三价砷毒性强于五价砷。使用砷化合物作业时，如防护不当，砷化合物可经呼吸道、皮肤和消化道吸收，引起砷中毒。砷元素在废水中主要以化合物的形式存在，对水体生物和水生生物有较高的毒害性，且易在生物体内富集，随着国家环保要求日益严格，对废水中As的排放要求日渐提高，部分地区的排放标准小于10ppb。
在冶金、半导体等行业中，生产过程往往需要添加纳米粉体作为生产辅料，从而产生含大量纳米悬浮物的含砷废水。由于这类废水中的纳米悬浮物难沉降、性能稳定、分散性好、分子间排斥力较大，几乎不能直接通过压滤或过滤的方式去除，只能加入大量的沉淀剂与As一同沉淀，从而形成大量的含砷废渣。
现有的含砷工业废水处理工艺大多适用于高酸度或碱度的砷废水处理，很少涉及到含纳米颗粒物的含砷废水处理工艺。一般的含砷废水处理工艺普遍采用的方式为化学法或生物法。生物法存在废水含盐量变化较大、营养源不稳定、存在其他有害元素等缺点，无法较稳定的适用于各种含砷废水的处理。化学法主要包括石灰沉淀法、铁盐沉淀法、钙-铁盐联合除砷沉淀法、氧化-铁盐沉淀法等。
申请号为CN201510541462.9的中国专利申请通过一次添加过氧化氢、三价铁源化合物、氧化钙和硅藻土进行絮凝沉淀，再加入三价铁与PAM的方法，可将废水中的As降低至0.5mg/L以下。该方法的优点是适用性广，但产生渣量大，无法满足As排放要求高的废水。
申请号为CN201010165722.4的中国专利申请采用氢氧化钙调节pH、石膏沉淀分离、废水砷预氧化、砷渣气浮分离及清液膜过滤的方法处理含砷废水，并将含砷渣进行氧化焙烧降低含砷渣的浸出率。该方法的优点是通过多级反应，废水中的As浓度可以降低至10ug/L以下，且含砷废渣可实现安全填埋，缺点是该工艺步骤较多，采用氢氧化钙调节pH过程产生大量不稳定的砷酸钙渣，采用气浮、焙烧炉等设备价格昂贵，更适合用于处理含硫酸的含砷废水。
若将现有的工艺用于处理含高浓度纳米悬浮物含砷废水，其对砷的处理效果不足40%。因此，在处理高浓度纳米悬浮物的含砷废水时，如何提高除砷效果、降低废水处理成本、减少含砷危废的产生量，提高除砷效率，达到日益严格的排放标准，是处理含纳米悬浮物的含砷废水的关键。
为解决上述问题，本发明提出了一种废渣量少且除砷效果好的含纳米悬浮物的含砷废水的处理工艺。
发明内容
本发明的目的在于提出一种废渣量少且除砷效果好的含纳米悬浮物的含砷废水的处理工艺。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种含砷废水的处理工艺，其包括如下步骤：
S1、除悬浮物：向含砷废水中加入沉淀剂、硅藻土，沉淀剂用量为0.8~2g/L，硅藻土用量为0.05~0.2g/L，再用氢氧化钠调节pH至10.1~13后，搅拌反应1~3h，再将废水通过高压隔膜压滤机进行循环压滤得到第一滤液和第一滤渣;
S2、氧化沉淀：将第一滤液用酸液调节pH至2.1-3.8;随后向第一滤液中加入七水合硫酸亚铁与过氧化氢，七水合硫酸亚铁用量为1~5g/L，过氧化氢用量为0.1~1.5ml/L，将As3+转化为As5+;再向第一滤液中加入一定量的絮凝剂，絮凝剂用量为0.3~0.7g/L，搅拌至絮凝剂分布均匀;再向第一滤液加碱调节pH至7-8，向第一滤液按照2ml/L的用量加入第一PAM溶液，搅拌一段时间进行静置分层处理后，采用普通压滤机压滤得到第二滤液和第二滤渣，第二滤液进入下一处理工序;
S3、二次沉淀：向第二滤液中加入一定量的铁盐并加入NaOH调节pH至7-8后，将第二PAM溶液按照2ml/L的用量加入第二滤液中进行絮凝沉淀，随后采用普通压滤机压滤得到第三滤液和第三滤渣，第三滤液中As含量低于0.5mg/L并进入下一处理工序;
S4、树脂吸附：将第三滤液以一定速率通过除砷滤料-螯合型离子交换树脂进行吸附，处理后第三滤液的砷含量降低至10ug/L。
本技术方案专门针对含高浓度纳米悬浮物的含砷废水而设计，可以根据不同地区的排放要求，将As浓度降低至10ug/L以下，实现了含砷废水分级、无害化处理，为高浓度纳米悬浮物的含砷废水的处理提供一种经济且高效的方法。