强酸性高浓度含砷废水处理方法

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篇首语:时机未到,资格未够,请继续努力。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了强酸性高浓度含砷废水处理方法相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

摘要:研究了硫化物沉淀和中和沉淀工艺对强酸性体系下As(Ⅲ)和As(V)处理效果,考察了沉淀剂种类与投量、酸度(或平衡pH)等因素对除砷效果的影响,结合共沉淀产物的元素组成与价态分析探讨了2种工艺的除砷机理。

研究表明,硫化物沉淀对As(Ⅲ)去除效果优于As(V),且As(V)去除过程中存在As(V)转化为As(Ⅲ)的还原过程;中和沉淀对As(Ⅲ)和As(V)去除率均可达到98%以上,但不存在砷形态转化过程。进一步以云南某硫精制酸化工厂实际含砷废水为对象,研究了硫化物沉淀(以Na2S为硫源)、中和共沉淀(Fe(Ⅲ)-Ca(OH)2,Fe(Ⅲ)-NaOH,单独Ca(OH)2和Ca(OH)2-Fe(Ⅱ)等)除砷效果和处理成本,发现上述几种工艺砷去除率均可达到99.0%左右;Na2S共沉淀法处理成本最高,单独Ca(OH)2成本最低但废渣产生量大;Ca(OH)2-Fe(Ⅱ)可在不大幅提高成本的基础上确保处理效果并降低废渣产生量。在工程中应综合原水水质特点、处理水质目标、可接受的处理成本以及含砷废渣处置要求等,确定最佳的处理技术方案。

近年来,我国频繁发生高浓度含砷废水排放导致的水体砷污染事件,成为危及饮用水源水质与生态安全的重要因素。砷常在硫化精矿中伴生,含砷矿物在开采、冶炼等过程中往往产生高浓度含砷废水。我国典型的涉砷行业包括冶金、化工等,尤其对于硫精矿制酸行业,其产生的含砷废水表现出强酸性、砷浓度极高、盐度大等特点,且砷主要以三价砷形式存在,处理难度极高。砷属于国家一类污染物,工业点源的最高允许排放浓度为0.5mg/L,地表水三类水体标准为0.05mg/L,饮用水中砷的最大允许浓度为0.01mg/L。

高浓度含砷废水处理方法包括中和沉淀(石灰或石灰铁盐)、絮凝沉淀、离子交换、膜分离、硫化物沉淀等。其中,絮凝沉淀和离子交换适用于中低浓度含砷废水,膜分离则存在抗酸能力差、投资和运行成本高、膜浓缩液仍需处理等缺点。中和沉淀法在工程中得到广泛应用,其原理在于往含砷废水中投加氢氧化钙等碱源中和水中的酸度,与此同时生成亚砷酸钙、砷酸钙等沉淀实现砷的去除,该方法的缺点是含砷废渣产量大,处置困难,且存在二次污染风险。

为此,可投加亚铁盐、铁盐等生成亚砷酸铁、砷酸铁等沉淀,以改善除砷效果并减少废渣量。硫化物共沉淀法也常用于高浓度含砷废水处理,其基本原理是在强酸条件下砷与硫化物生成AS2S3等沉淀以将溶解态砷转化为固相的砷。该方法对砷浓度较高的酸性废水的砷去除率可达到99%以上,且含砷废渣量远小于中和沉淀法,使得含砷废渣的资源化回收成为可能。。

本研究采用模拟配水的方法获得具有不同砷浓度、形态和酸度等水质条件的含砷水,对比研究了中和沉淀法和硫化物共沉淀法除砷效果;进一步地,针对云南个旧某化工厂的实际含砷废水,对不同工艺方法的处理经济性进行了分析。本研究对于强酸性高浓度含砷废水处理具有较好的工程应用价值。

1实验部分

1.1实验试剂

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