有色冶金废水处理中硫化沉淀法的应用研究

Posted 2023-01-12 重金属

篇首语：习惯不加以抑制，不久它就会变成你生活上的必需品了。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了有色冶金废水处理中硫化沉淀法的应用研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

硫酸厂、冶金厂等工厂中排出的工业废水中含有包括砷、氟等大量对人体及生物有害的重金属污染物，这些工业废水如不经处理对环境有极大的危害。随着企业规模的扩大，废水的生产量和处理难度也更大。本文在介绍有色冶金废水处理办法的基础上，以吉恩镍业硫酸厂为例，对中和—硫化—混凝沉淀法在有色冶金废水处理中的应用进行了分析和探讨。
随着社会经济的发展，我国的有色金属冶炼、化工、化学制药等行业也都得到了迅速的发展，在利用冶炼烟气制酸的过程中，会产生大量的洗涤废水，这些废水中主要含砷、氟、镍等重金属污染物，其中砷有剧毒，会对人体及其生物体产生毒害作用，过量的氟也会对人的牙齿、骨骼、神经和生殖系统以及植物的新陈代谢、呼吸和光合作用造成一定的危害，这些工业废水如不经处理直接排入环境中，会给生态环境带来极大的破坏。而随着社会对冶金、化工等行业要求的提高，有色冶金废水的生产量越来越大，废水处理的难度也更大，以往的废水处理法收不到较好的除污效果，因此，需要对其进行进一步的改进，以降低废水中氟、砷等重金属污染物的含量，使其达到排放标准。
一、废水状况
以某硫酸厂为例，其污水主要来源是冶炼烟气制酸前的洗涤废水，含有砷、氟、镍等，且波动较大，平均含量砷3～4g/L、氟0.3～0.5g/L。现有工艺是先采用硫化物沉淀法去除大部分砷，再利用石膏铁盐沉淀去除氟及砷，但此种方法的除污效果不够好，废水中砷、氟的处理往往很难达到《铜、镍、钴工业污染排放标准》(GB25467-2010)。
二、有色冶金废水处理方法
目前有色冶金废水处理中主要使用的方法有化学沉淀、物理法和微生物法以及使用添加剂脱除废水中的重金属离子等，其中以化学沉淀法的应用最为广泛，最为常用的化学沉淀法有中和法、硫化法和铁氧体化法，物理法常用的有吸附法和离子浮选法，微生物处理法有活性污泥法、生物吸附、植物吸附等。
中和法是以石灰乳、石灰石等碱性物质作为中和剂，添加铁盐、铝盐或镁盐等作为共沉剂与废水中的砷、氟等重金属离子进行化学反应，去除废水中的砷、氟，此种方法的工艺流程较为简单，操作便捷，废水处理有一定的效果，其中石膏铁盐沉淀法是工厂处理有色冶金废水主要采用的方法。
硫化法是通过往废水中加入硫化铁、硫化钠等硫化剂，使废水中的砷能与其反应生成硫化物，从而从废水中去除砷，此法处理流程简单，除砷效率高，但生成的硫化砷渣在环境中长期堆放会受到空气中氧及细菌氧化的影响，使工业废渣难以回收利用，且会对周围的环境造成危害，因此采用硫化沉淀法处理含砷废水后一般还需要作进一步的后序处理。
铁氧化法是上世纪八十年代国外废水处理中兴起的一种新的除砷技术，是通过往废水中加入硫酸亚铁后进行加碱调和，利用生成的磁性铁氧体渣来从废水中分离出重金属离子，此法易于沉淀和过滤，且无二次环境污染，生成的铁氧体渣可回收再利用，但此法的成本较高，在处理大量工业废水时，不够经济。
吸附法是利用活性炭、天然沸石等天然的多孔物质所具有的的吸附容量大、价格低、填料密度大等特点来去除废水中有害物质；离子浮选法是利用表面活性物质作为捕收剂进行除砷的方法，表面活性物质在气液交界面对砷有着吸附能力，因此利用其可以去除废水中的砷，这种方法实际是一种物理化学法，其处理量大，净化的程度较高，且适应性较强，产生的渣量少，但工艺流程比起化学沉淀法较为复杂。微生物法是利用微生物与重金属的直接或间接作用对其进行吸收、富集浓缩或氧化等去除废水中重金属，此种方法费用较低，无二次环境污染，但效果不稳定，处理的周期较长，对含砷量较高的废水不适用。
三、中和—硫化—混凝沉淀的应用
由于污水中含砷、氟的含量较高，因此不采用微生物法，而结合厂中现有的污水处理工艺，可以对其进行改进，采用中和—硫化—混凝沉淀的方法对废水进行处理，其具体的工艺流程如下图1所示：

利用此方法对有色冶金废水进行处理时，工业废水先通过一定的捕集废水装置进入均化池中，由抽水装置将其抽入装有电石渣的pH调节池中，通过pH计的对溶解池进行控制，将适量的熟石灰石粉投入到pH调节池，进行中和沉淀后，生成石膏氟化钙沉淀，处理后的废水依此进入除砷池和除氟池中，分别利用硫酸亚铁和硫酸铝进行硫化沉淀，除去废水中绝大多数的砷、氟等重金属污染物，之后废水流入沉淀池中，以混凝剂进行混凝沉淀，混凝剂与废水中重金属离子反应生成金属氢氧化物沉淀，经处理废水进入中和池中，进行进一步的后序处理后，可将废水排放或回收利用。
此种方法中，在进行中和处理时，采用了电石渣来代替石灰乳，电石渣是生产聚氯乙烯、聚乙烯醇等产品时排出的废渣，使用其能够实现资源的回收利用，以废治废，降低废水处理的成本，具有经济和环境的双重效益；由于硫酸厂生产的废水出水温度较高，本身也含有一定的铁离子，因而采用硫酸亚铁比普通沉淀的效果好；分别除氟、砷能提高这两种污染物的去除率；利用混凝剂配合石灰乳调节pH值能进一步提高废水中砷的去除率。
结语：
综上所述中和—硫化—混凝沉淀废水处理技术，工艺使用的材料简单，工艺比较成熟，运行成本低，有较好的经济效益，处理效果好。某硫酸厂中工业废水利用此方法进行多次试验，将出水的结果进行对比分析，废水中砷的残余浓度为0.2mg/L左右，含氟量1mg/L以下，砷、氟的去除率平均在99%以上，出水水质均达到《铜、镍、钴工业污染排放标准》(GB25467-2010)，达标率为100%。