專利名稱：低濃度含砷廢水處理方法
低濃度含砷廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水處理方法，尤其是指一種低濃度含砷廢水處理方法。背景技術(shù)：
砷及其化合物是有較大的毒性的致癌物質(zhì)，因此若不加控制其極易對(duì)環(huán)境的造成污染，且污染一旦形成還很難消除。特別是一旦砷對(duì)水體和土壤形成污染，都將最終通過(guò)食物鏈或地面水、地下水進(jìn)入人體危害人類健康，由此引起人畜中毒的事件也時(shí)有發(fā)生。隨著近些年來(lái)含砷廢水所產(chǎn)生的嚴(yán)重危害日趨突現(xiàn)，全世界也開始更多對(duì)該環(huán)境問題給予關(guān)注，如何研究開發(fā)一種高效經(jīng)濟(jì)的含砷廢水處理技術(shù)，具有重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。現(xiàn)有的含砷廢水處理方法主要有化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、膜分離和微生物法等，其中化學(xué)沉淀法是目前在工業(yè)生產(chǎn)中常用的除砷方法，化學(xué)沉淀法又細(xì)分有石灰沉淀法、鐵鹽沉淀法、鐵鹽-石灰共沉淀法、硫化物沉淀法等。石灰沉淀法是最傳統(tǒng)的除砷方法，它是利用石灰與水中的砷酸根離子和亞砷酸根離子反應(yīng)生成砷酸鈣和亞砷酸鈣沉淀，達(dá)到去除水中砷的目的。由于廢水中的砷酸根和亞砷酸根與Ca(OH) 2反應(yīng)速度較慢，生成的砷酸鈣及亞砷酸鈣在水中溶解度較大，所以單純的石灰法難以將水中砷處理達(dá)到排放要求。而鐵鹽-石灰共沉淀法及鐵鹽沉淀法均克服了石灰沉淀法的不足，依靠加入的鐵鹽在水中堿性條件下生成具有吸附能力的Fe (OH) 2、Fe (OH) 3膠體，它們能進(jìn)一步與砷化物反應(yīng)，生成溶解度較小的砷酸鐵及亞砷酸鐵沉淀。硫化物沉淀法是利用硫化物沉向廢水中加入硫化物使砷生成硫化砷沉淀去除。但是上述化學(xué)沉淀法都存在明顯的問題，即(1)石灰沉淀法、鐵鹽沉淀法、鐵鹽-石灰共沉淀法需要加入大量的化學(xué)藥劑，并以沉淀物的形式沉淀出來(lái)，產(chǎn)生大量廢渣，存在二次污染問題。(2)硫化沉淀法只有在酸性條件下才能夠達(dá)到有效去除砷的目的，在酸性范圍內(nèi)， 很容易產(chǎn)生H2S氣體，工作環(huán)境十分惡劣，硫化劑本身有毒、價(jià)貴，因而限制了它在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。(3)處理工藝自動(dòng)化程度低，管理容易結(jié)垢堵塞，給操作帶來(lái)不便?？梢姡绾螌ふ乙环N工藝簡(jiǎn)單、二次污染小、環(huán)境友好的含砷廢水處理方法迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服了上述缺陷，提供一種沉淀劑用量少，砷去除率率高的針對(duì)含砷濃度低于lg/L低濃度含砷廢水處理方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種低濃度含砷廢水處理方法，它包括步驟A)、PH中和調(diào)節(jié)，對(duì)含砷廢水中加入熟石膏或石灰乳對(duì)其PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，PH中和調(diào)節(jié)至3-6 ；B)、石膏沉淀分離，對(duì)含砷廢水進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后回收反應(yīng)生成的石膏；
C)、廢水砷預(yù)氧化，對(duì)含砷廢水進(jìn)行曝氣攪拌同時(shí)加入氧化劑，加入氧化劑后繼續(xù)攪拌20-60分鐘；所述氧化劑與處理廢水中砷含量的摩爾比為1-5 ；所述氧化劑包括氯酸鈉、雙氧水與硫酸亞鐵組成的芬頓試劑及漂白粉或二氧化氯中任何一種；D)、砷渣氣浮分離，于含砷廢水中加入無(wú)機(jī)混凝劑，并攪拌，水力停留時(shí)間10-30 分鐘，而后加入燒堿溶液調(diào)節(jié)廢水PH值至8-14，再加入有機(jī)絮凝劑，緩慢攪拌3-10分鐘，然后通過(guò)加壓溶氣或射流溶氣對(duì)此時(shí)的含砷廢水進(jìn)行氣浮分離，將含砷廢水中砷渣聚集物與微細(xì)氣泡結(jié)合上浮從而與清液分離，對(duì)上浮的砷渣收集壓濾回收；所述無(wú)機(jī)混凝劑包括聚合硫酸鐵；所述無(wú)機(jī)混凝劑配置濃度為5% _20%，加入的無(wú)機(jī)混凝劑與廢水中砷含量的摩爾比為3-10 ；所述有機(jī)絮凝劑包括陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型聚丙烯酰胺；所述有機(jī)絮凝劑配置濃度為0. 1 % -0. 5 % ；所述砷渣氣浮分離的壓力為0. 4-0. 5MPa，溶氣水的回流比為20% -50% ；所述無(wú)機(jī)混凝劑并攪拌水力停留后再加入重金屬捕捉劑；所述有機(jī)絮凝劑并攪拌后再加入表面活性劑。E)、清液膜過(guò)濾，對(duì)清除砷渣后的清液進(jìn)行膜過(guò)濾，過(guò)濾后的出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。相比于常見的含砷廢水處理方法，本發(fā)明的有益效果在于提供了一整套處理工藝簡(jiǎn)單，適用于自動(dòng)化處理且可廣泛適用于各種工業(yè)含砷廢水，包括水質(zhì)復(fù)雜、砷濃度高的酸性或堿性廢水的處理方法，且通過(guò)工藝處理后的砷渣中砷以及各種有用重金屬的含量高， 真正達(dá)到了資源綜合利用和工業(yè)含砷廢水的無(wú)害化處理的目的。

下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)圖1為本發(fā)明的方法流程圖
具體實(shí)施方式如圖1所示，本發(fā)明涉及一種低濃度含砷廢水處理方法，它包括步驟A)、PH中和調(diào)節(jié)，對(duì)含砷廢水中加入熟石膏或石灰乳對(duì)其PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，PH中和調(diào)節(jié)至3-6。B)、石膏沉淀分離，對(duì)含砷廢水進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后回收反應(yīng)生成的石膏。C)、廢水砷預(yù)氧化，對(duì)含砷廢水進(jìn)行曝氣攪拌同時(shí)加入氧化劑，氧化劑與處理廢水中砷含量的摩爾比為1-5，氧化劑包括氯酸鈉、雙氧水與硫酸亞鐵組成的FENTON試劑及漂白粉或二氧化氯中任何一種，加入氧化劑后繼續(xù)攪拌30分鐘，從而將含砷廢水中的三價(jià)砷 (AsIII)氧化為五價(jià)砷(AsV)。D)、砷渣氣浮分離，于含砷廢水中加入無(wú)機(jī)混凝劑，無(wú)機(jī)混凝劑主要起到沉淀劑的作用，它包括濃度為5% -20%的聚合硫酸鐵，加入的無(wú)機(jī)混凝劑與廢水中砷含量的摩爾比為3-10，然后進(jìn)行攪拌，水力停留時(shí)間20分鐘，含砷廢水中的砷通過(guò)與鐵鹽反應(yīng)生成砷酸鐵、亞砷酸鐵等化合物以及依靠氫氧化鐵膠體吸附等作用與廢水分離進(jìn)入沉淀物中，此后還可以根據(jù)需要加入重金屬捕捉劑從而去除廢水中含有的其他重金屬物質(zhì)，而后加入燒堿溶液調(diào)節(jié)廢水PH值至8-14，再加入有機(jī)絮凝劑(高分子絮凝劑)，其可采用一種或幾種類型混合的方式投加，此處采用陰離子型聚丙烯酰胺，配制溶液濃度為0. 1%-0. 5%，緩慢攪拌3-10分鐘，從而使得含砷廢水中的細(xì)小顆粒結(jié)合形成大的絮體。在加入絮凝劑后這里可以考慮加入極少量表面活性劑(如十二烷基苯磺酸鈉)以增強(qiáng)小氣泡固液界面對(duì)砷的吸附去除。然后通過(guò)加壓溶氣或射流溶氣對(duì)此時(shí)的含砷廢水進(jìn)行氣浮分離，氣浮分離的壓力為0. 4-0. 5MPa，溶氣水的回流比為20% _50%，從而通過(guò)氣浮過(guò)程中在含砷污水中引入大量微小氣泡，氣泡通過(guò)表面張力粘附于懸浮物上，形成整體比重小于1的狀況，根據(jù)浮力原理浮至水面，實(shí)現(xiàn)固液分離，含砷廢水中砷渣聚集物與微細(xì)氣泡結(jié)合上浮從而與清液分離， 實(shí)現(xiàn)了含砷污水凈化的目的。且采用氣浮分離還擁有出水水質(zhì)好；結(jié)構(gòu)緊湊，占地省；處理速度快，停留時(shí)間短；浮渣濃度高，泥渣少，易脫水等優(yōu)點(diǎn)。上述攪拌可根據(jù)廢水水質(zhì)、流量確定采用混合方式為管混或者機(jī)械攪拌，而混合時(shí)間根據(jù)形成大顆粒絮體的時(shí)間確定。還可于氣浮過(guò)程中加入燒堿溶液等進(jìn)一步調(diào)節(jié)溶液 PH值，以穩(wěn)定氣浮效果。E)、清液膜過(guò)濾，對(duì)清除砷渣后的清液進(jìn)行膜過(guò)濾，經(jīng)過(guò)膜單元處理后，出水As濃度可達(dá)到0. lmg/L以下，因此過(guò)濾后的出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。此處說(shuō)說(shuō)的濾膜是一種具有超級(jí)“篩分”分離功能的多孔膜，其過(guò)濾孔徑只有幾納米到幾十納米，因此利用多組分流體中各組分在膜中傳質(zhì)選擇性的差異，可實(shí)現(xiàn)對(duì)含砷廢水進(jìn)行分離、分級(jí)、提純或富集的處理。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明針對(duì)銅冶煉廠硫酸車間排出的含砷廢水的應(yīng)用具體實(shí)施例，該含砷廢水中砷(As)含量為0. 81g/L，PH ^ 0。含砷廢水處理過(guò)程為連續(xù)式，廢水處理量為450L/h，適宜采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行處理，流程如下A)、PH中和調(diào)節(jié)，向排出的含砷廢水中加入8%石灰乳溶液，至含砷廢水的PH值達(dá)到6左右。B)、石膏沉淀分離，停留10-30分鐘，以快速對(duì)含砷廢水中較重物質(zhì)沉淀分離并過(guò)濾，過(guò)濾后回收反應(yīng)生成的石膏。C)、廢水砷預(yù)氧化，采用雙氧水作為氧化劑，硫酸亞鐵作為催化劑，加入廢水中，處理1立方廢水的加入量為IL雙氧水，0. 5公斤硫酸亞鐵，氧化時(shí)間為30分鐘。D)、砷渣氣浮分離，向此時(shí)的廢水中加入無(wú)機(jī)混凝沉淀劑，它包括濃度10%的聚合硫酸鐵溶液，聚合硫酸鐵溶液加入量為18L/h，此后還可以根據(jù)需要加入重金屬捕捉劑(包括黃原酸酯類和二硫代胺基甲酸鹽類衍生物DTC類)，從而去除廢水中含有的其他重金屬物質(zhì)，然后加入燒堿溶液調(diào)節(jié)廢水PH，保持PH在7 8之間，隨后在含砷廢水混凝沉淀后， 再加入濃度0. 的高分子有機(jī)絮凝劑，該高分子絮凝劑包括陰離子型聚丙烯酰胺，同時(shí)加入燒堿溶液調(diào)節(jié)廢水PH，保持PH在8 14之間。在加入絮凝劑后這里可以考慮加入極少量表面活性劑(如十二烷基苯磺酸鈉)以增強(qiáng)小氣泡固液界面對(duì)砷的吸附去除。
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然后通過(guò)加壓溶氣或射流溶氣對(duì)此時(shí)的含砷廢水進(jìn)行氣浮分離，氣浮分離的壓力為0. 5MPa，溶氣水的回流比為30% -40 %，從而在含砷污水中引入大量微小氣泡，氣泡通過(guò)表面張力粘附于懸浮物上，形成整體比重小于1的狀況，根據(jù)浮力原理浮至水面，實(shí)現(xiàn)固液分離，含砷廢水中砷渣聚集物與微細(xì)氣泡結(jié)合上浮從而與清液分離，實(shí)現(xiàn)了含砷污水凈化的目的，對(duì)砷渣壓濾脫水回收，氣浮出水中砷(As)濃度為0.65mg/L，砷的總?cè)コ蕿?99. 92%，氣浮裝置溶氣罐的壓力為0. 4MPa。Ε)、清液膜過(guò)濾，出水進(jìn)入超濾膜處理單元，經(jīng)過(guò)膜單元處理后，出水砷(As)濃度降至0.01mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于它包括步驟A)、PH中和調(diào)節(jié)，對(duì)含砷廢水中加入熟石膏或石灰乳對(duì)其PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，PH中和調(diào)節(jié)至 3-6 ；B)、石膏沉淀分離，對(duì)含砷廢水進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后回收反應(yīng)生成的石膏；C)、廢水砷預(yù)氧化，對(duì)含砷廢水進(jìn)行曝氣攪拌同時(shí)加入氧化劑，加入氧化劑后繼續(xù)攪拌 20-60分鐘；D)、砷渣氣浮分離，于含砷廢水中加入無(wú)機(jī)混凝劑，并攪拌，水力停留時(shí)間10-30分鐘， 而后加入燒堿溶液調(diào)節(jié)廢水PH值至8-14，再加入有機(jī)絮凝劑，緩慢攪拌3-10分鐘，然后通過(guò)加壓溶氣或射流溶氣對(duì)此時(shí)的含砷廢水進(jìn)行氣浮分離，將含砷廢水中砷渣聚集物與微細(xì)氣泡結(jié)合上浮從而與清液分離，對(duì)上浮的砷渣收集壓濾回收；E)、清液膜過(guò)濾，對(duì)清除砷渣后的清液進(jìn)行膜過(guò)濾，過(guò)濾后的出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于所述步驟C中加入的氧化劑包括氯酸鈉、雙氧水與硫酸亞鐵組成的芬頓試劑及漂白粉或二氧化氯中任何一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于所述步驟C中加入的氧化劑與處理廢水中砷含量的摩爾比為1-5。
4.如權(quán)利要求1所述的低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于所述步驟D中加入的無(wú)機(jī)混凝劑包括聚合硫酸鐵。
5.如權(quán)利要求1或4所述的低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于所述步驟D中加入的無(wú)機(jī)混凝劑配置濃度為5% -20%，加入的無(wú)機(jī)混凝劑與廢水中砷含量的摩爾比為3-10。
6.如權(quán)利要求1所述的低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于所述步驟D中加入的有機(jī)絮凝劑包括陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型聚丙烯酰胺。
7.如權(quán)利要求1或6所述的低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于所述步驟D中加入的有機(jī)絮凝劑配置濃度為0. 1% -0. 5%。
8.如權(quán)利要求1所述的低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于所述步驟D中砷渣氣浮分離的壓力為0. 4-0. 5MPa，溶氣水的回流比為20% -50%。
9.如權(quán)利要求1所述的低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于所述步驟D中加入無(wú)機(jī)混凝劑并攪拌水力停留后再加入重金屬捕捉劑。
10.如權(quán)利要求1所述的低濃度含砷廢水處理方法，其特征在于所述步驟D中加入有機(jī)絮凝劑并攪拌后再加入表面活性劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種低濃度含砷廢水處理方法，它包括步驟pH中和調(diào)節(jié)、石膏沉淀分離、廢水砷預(yù)氧化、砷渣氣浮分離及清液膜過(guò)濾，從而提供了一整套處理工藝簡(jiǎn)單，適用于自動(dòng)化處理且可廣泛適用于各種工業(yè)含砷廢水，包括水質(zhì)復(fù)雜、砷濃度高的酸性或堿性廢水的處理方法，且通過(guò)工藝處理后的砷渣中砷以及各種有用重金屬的含量高，真正達(dá)到了資源綜合利用和工業(yè)含砷廢水的無(wú)害化處理的目的。
文檔編號(hào)C02F1/76GK102234160SQ20101016572
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者呂重安, 夏啟斌, 張功金, 張生祥, 曹龍文, 王成國(guó), 鄢紅艷, 陳荔 申請(qǐng)人:深圳市明燈科技有限公司