硫酸廠含砷廢水處理是一種難度較大的環(huán)境治理工程，目前國(guó)內(nèi)處理這類廢水的方法普遍采用石灰-鐵鹽法進(jìn)行二級(jí)或三級(jí)處理，需消耗大量的鐵鹽和石灰，而且處理后的污泥量太大，脫水困難。針對(duì)這種現(xiàn)狀，我們通過實(shí)驗(yàn)，提出了中和-氧化-絮凝調(diào)節(jié)法聯(lián)合處理硫酸含砷廢水的新工藝。實(shí)驗(yàn)表明，該工藝處理后的水質(zhì)可完全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，也解決了污泥量大的問題，有效地降低了處理成本。
廢水水質(zhì)及處理原理
廢水來源與處理后水質(zhì)目標(biāo)
某硫酸廠以普通硫鐵礦和尾砂(或精硫砂)為原料、五氧化二礬為主體的催化劑，采用接觸法生產(chǎn)98%H2SO4；及其副產(chǎn)品。其廢水主要來自水洗凈化(洗滌爐氣中各種雜質(zhì))而產(chǎn)生的大量酸性廢水，因硫鐵礦含有大量的砷、氟和鉛等，當(dāng)用水洗工藝流程制酸時(shí)，它們便進(jìn)人到廢水中，其廢水成分如表1所示。
原設(shè)計(jì)廢水處理工藝為：廢水采用加廢氨水中和，然后經(jīng)沉淀池沉淀，底泥濃縮送到增溫器和磁性臥式螺旋分離機(jī)，把固相物回收到廢渣中，處理后廢水溢流排放。但經(jīng)沉淀處理后廢水中主要污染物除F，SS、色度和重金屬離子Pb外，砷仍不能達(dá)標(biāo)排放，而且用廢氨水進(jìn)行中和，氨氮含量嚴(yán)重超標(biāo)，現(xiàn)擬采用中和-氧化-絮凝調(diào)節(jié)法聯(lián)合工藝深度處理，其工藝流程如圖1所示。
根據(jù)以上研究，參照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-96及其他相關(guān)資料，中和-氧化-絮凝調(diào)節(jié)法處理硫酸廢水出水水質(zhì)目標(biāo)如表2所示。
中和-氧化-絮凝調(diào)節(jié)法處理要求與原理
從硫酸廢水中和處理后的實(shí)際運(yùn)行情況看，出水需進(jìn)一步除As、Pb、F以及因投加氨水中和帶來的NH3-N，而該廠廢水中的F-、Pb等濃度均較低，在除砷過程中可除去，所以主要去除對(duì)象為As和NH3-N。
廢水中的砷有劇毒，尤其以三價(jià)砷毒性最大，人體若長(zhǎng)期攝人微量砷會(huì)由于砷的蓄積而引起慢性中毒，因此，要嚴(yán)格控制排放水中的砷。砷在廢水中通常以三價(jià)砷(AsO2-)和五價(jià)砷(AsO43-)的形態(tài)存在，五價(jià)砷鹽比三價(jià)砷鹽穩(wěn)定，若有溶解氧或氧化劑存在的條件下，三價(jià)砷鹽可生成穩(wěn)定的五價(jià)砷鹽。砷的含氧陰離子的氧化情況對(duì)含砷廢水的處理效率有很大的影響，因此，本方法提出的處理工藝是：首先用廢氨水進(jìn)行中和，再用氧化劑氧化三價(jià)砷為五價(jià)砷，并依賴廢水本身所含有的鐵鹽進(jìn)行絮凝沉淀的方法除砷，排水若符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)則排放，否則需進(jìn)一步處理。我們?cè)谠囼?yàn)中采用投加自制可溶性鈣鐵復(fù)合絮凝劑(主要成分為CaO和FeSO4，以下簡(jiǎn)稱復(fù)合絮凝劑)以補(bǔ)充鐵鹽不足的方法進(jìn)行深度處理，最終反應(yīng)生成具有強(qiáng)吸附性能的nFe(OH)3，膠體以及Ca(OH)2，進(jìn)一步與砷、氟和鉛等反應(yīng)生成難溶性的FeAsO4、Ca3(AsO4)2、Pb(OH)2、CaF2和CaNH4AsO4等，吸附共沉，從而使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
