強(qiáng)酸性高濃度含砷廢水處理方法

更新時間：2014-06-22 22:12 來源：環(huán)境工程學(xué)報作者: 閱讀：2087

摘要：研究了硫化物沉淀和中和沉淀工藝對強(qiáng)酸性體系下As（Ⅲ）和As（V）處理效果，考察了沉淀劑種類與投量、酸度（或平衡pH）等因素對除砷效果的影響，結(jié)合共沉淀產(chǎn)物的元素組成與價態(tài)分析探討了2種工藝的除砷機(jī)理。

研究表明，硫化物沉淀對As（Ⅲ）去除效果優(yōu)于As（V），且As（V）去除過程中存在As（V）轉(zhuǎn)化為As（Ⅲ）的還原過程；中和沉淀對As（Ⅲ）和As（V）去除率均可達(dá)到98%以上，但不存在砷形態(tài)轉(zhuǎn)化過程。進(jìn)一步以云南某硫精制酸化工廠實(shí)際含砷廢水為對象，研究了硫化物沉淀（以Na2S為硫源）、中和共沉淀（Fe（Ⅲ）-Ca（OH）2，F(xiàn)e（Ⅲ）-NaOH，單獨(dú)Ca（OH）2和Ca（OH）2-Fe（Ⅱ）等）除砷效果和處理成本，發(fā)現(xiàn)上述幾種工藝砷去除率均可達(dá)到99.0%左右；Na2S共沉淀法處理成本最高，單獨(dú)Ca（OH）2成本最低但廢渣產(chǎn)生量大；Ca（OH）2-Fe（Ⅱ）可在不大幅提高成本的基礎(chǔ)上確保處理效果并降低廢渣產(chǎn)生量。在工程中應(yīng)綜合原水水質(zhì)特點(diǎn)、處理水質(zhì)目標(biāo)、可接受的處理成本以及含砷廢渣處置要求等，確定最佳的處理技術(shù)方案。

近年來，我國頻繁發(fā)生高濃度含砷廢水排放導(dǎo)致的水體砷污染事件，成為危及飲用水源水質(zhì)與生態(tài)安全的重要因素。砷常在硫化精礦中伴生，含砷礦物在開采、冶煉等過程中往往產(chǎn)生高濃度含砷廢水。我國典型的涉砷行業(yè)包括冶金、化工等，尤其對于硫精礦制酸行業(yè)，其產(chǎn)生的含砷廢水表現(xiàn)出強(qiáng)酸性、砷濃度極高、鹽度大等特點(diǎn)，且砷主要以三價砷形式存在，處理難度極高。砷屬于國家一類污染物，工業(yè)點(diǎn)源的最高允許排放濃度為0.5mg/L，地表水三類水體標(biāo)準(zhǔn)為0.05mg/L，飲用水中砷的最大允許濃度為0.01mg/L。

高濃度含砷廢水處理方法包括中和沉淀（石灰或石灰鐵鹽）、絮凝沉淀、離子交換、膜分離、硫化物沉淀等。其中，絮凝沉淀和離子交換適用于中低濃度含砷廢水，膜分離則存在抗酸能力差、投資和運(yùn)行成本高、膜濃縮液仍需處理等缺點(diǎn)。中和沉淀法在工程中得到廣泛應(yīng)用，其原理在于往含砷廢水中投加氫氧化鈣等堿源中和水中的酸度，與此同時生成亞砷酸鈣、砷酸鈣等沉淀實(shí)現(xiàn)砷的去除，該方法的缺點(diǎn)是含砷廢渣產(chǎn)量大，處置困難，且存在二次污染風(fēng)險。

為此，可投加亞鐵鹽、鐵鹽等生成亞砷酸鐵、砷酸鐵等沉淀，以改善除砷效果并減少廢渣量。硫化物共沉淀法也常用于高濃度含砷廢水處理，其基本原理是在強(qiáng)酸條件下砷與硫化物生成AS2S3等沉淀以將溶解態(tài)砷轉(zhuǎn)化為固相的砷。該方法對砷濃度較高的酸性廢水的砷去除率可達(dá)到99%以上，且含砷廢渣量遠(yuǎn)小于中和沉淀法，使得含砷廢渣的資源化回收成為可能。

本研究采用模擬配水的方法獲得具有不同砷濃度、形態(tài)和酸度等水質(zhì)條件的含砷水，對比研究了中和沉淀法和硫化物共沉淀法除砷效果；進(jìn)一步地，針對云南個舊某化工廠的實(shí)際含砷廢水，對不同工藝方法的處理經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。本研究對于強(qiáng)酸性高濃度含砷廢水處理具有較好的工程應(yīng)用價值。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)試劑

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