[發明專利]一種處理高砷污酸廢水的方法

在審

• 申請號: 201510461192.0
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN105060431A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 柴立元;李青竹;岳夢青;楊錦琴;王慶偉;閔小波;楊衛春;王海鷹
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F1/66;C02F103/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 袁靖

技術領域

本發明屬于環境工程領域，具體涉及一種處理高砷污酸廢水的方法。

背景技術

有色金屬的冶煉過程產生的大量夾雜砷、汞等重金屬煙塵的SO₂煙氣，主要用于制備硫酸。煙氣制酸前洗滌除塵產生的高濃度酸性重金屬廢水，即為有色重金屬冶煉煙氣洗滌廢水(簡稱“污酸”)，其具有酸度大、砷含量高、成分復雜等特征。污酸中硫酸的濃度在4-11％之間，含有砷及鉛、鎘、鋅、銅、鐵、汞等其它重金屬離子以及高濃度氟、氯、硫酸根等陰離子，其中砷污染物的濃度高達0.72-9g/L，遠高于工業廢水中砷的排放標準0.5ppm，嚴重威脅環境安全和居民健康。

目前常用的酸性含砷廢水處理方法主要為石灰中和法、鐵鹽沉淀法以及硫化沉淀法等，但均有不足。石灰中和法需要加入大量的氫氧化鈣中和廢水中的酸并產生大量的中和渣，由于亞砷酸鈣的溶解度較大，所以對三價砷的去除效果不盡人意；鐵鹽法除砷的關鍵在于曝氧氣(空氣)或投加雙氧水來氧化三價砷，增加了成本的同時也加大了操作難度；硫化沉淀法雖然可有效去除三價砷，但成本高且在酸性條件下會產生硫化氫，工作環境受到嚴重影響；近年來發展較快的吸附法、離子交換法及膜分離法雖然取得了較好的除砷效果，但這類方法僅適用于處理低濃度、成分單一的含砷廢水，且成本較高。

本發明擬調控在高砷污酸廢水中形成礦物，以實現無需氧化直接去除廢水中三價砷的目的，具有較好的應用前景。

發明內容

本發明針對污酸廢水砷濃度和硫酸濃度高的特點，提供一種處理高砷污酸廢水的方法，該方法具有操作簡單，加入藥劑量少，成本低廉，無需氧化，渣量小且較穩定等優勢。

本發明的目的是通過以下方式實現的：

一種處理高砷污酸廢水的方法：向高砷污酸廢水中投加鐵試劑，調整pH值，攪拌反應后，固液分離除砷。

上述方法高砷污酸廢水中三價砷As(Ⅲ)的濃度為1.5-7.5g/L。

上述方法鐵試劑包括硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵，優選硫酸鐵。

上述方法鐵試劑投加量控制在Fe(III)和As(III)摩爾比為0.8-2；優選1.5。

上述方法反應體系的pH值調整為2.8-4.5。采用硫酸或氫氧化鈉溶液作為pH值調整劑。

上述方法磁力攪拌速度為400-500rpm，持續反應時間大于10h。

上述方法反應過程溫度控制為15-30℃。

有色金屬的冶煉過程產生的大量夾雜包括砷、汞重金屬煙塵在內的SO₂煙氣，主要用于制備硫酸；煙氣制酸前洗滌除塵產生的高濃度酸性重金屬廢水，即為污酸；污酸中硫酸的濃度在4-11％之間，含有砷及鉛、鎘、鋅、銅、鐵、汞重金屬離子以及高濃度氟、氯、硫酸根陰離子，其中砷污染物的濃度高達0.72-9g/L。

本發明利用鐵鹽作為沉淀劑調控在高砷污酸廢水中形成礦物以達到無需氧化直接去除三價砷的目的。該方法具有操作簡單，加入藥劑量少，成本低廉，無需氧化，渣量小且較穩定等優勢。

附圖說明

圖1：不同pH值條件下砷的去除效果圖；

圖2：不同pH值條件下砷渣的XRD圖；

圖3：廢水中不同濃度三價砷的去除效果圖；

圖4：處理廢水中不同濃度三價砷所得砷渣的XRD圖；

圖5：不同反應時間條件下砷的去除效果圖；

圖6：不同反應時間條件下砷渣的XRD圖；

圖7：銅污酸處理所得砷渣的XRD圖。

具體實施方式

以下實施例旨在進一步說明本發明，而不是對本發明的限定。

實施例1

用濃硫酸配制pH值為1.8的硫酸溶液，用該硫酸溶液分別配制As(III)濃度為0.2mol/L的酸性含砷廢水和Fe(III)濃度為0.4mol/L的沉淀劑儲存液，同時配制的含砷廢水中還添加了少量Cu(II)、Zn(II)，濃度分別為0.01mol/L和0.005mol/L。取10杯50mL配好的酸性含砷廢水，向其中加入適量等體積的沉淀劑儲存液，充分混合后采用氫氧化鈉調節pH分別為1.8、2.05、2.3、2.55、2.8、3.05、3.3、3.55、4.0、4.5，以480rpm的磁力攪拌速度在室溫(25±1℃)下攪拌反應，反應完成后采用5000rpm的轉速離心分離得到上清液和砷渣，將砷渣于60℃真空烘干。