[发明专利]一种处理高砷污酸废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程领域，具体涉及一种处理高砷污酸废水的方法。

背景技术

有色金属的冶炼过程产生的大量夹杂砷、汞等重金属烟尘的SO₂烟气，主要用于制备硫酸。烟气制酸前洗涤除尘产生的高浓度酸性重金属废水，即为有色重金属冶炼烟气洗涤废水(简称“污酸”)，其具有酸度大、砷含量高、成分复杂等特征。污酸中硫酸的浓度在4-11％之间，含有砷及铅、镉、锌、铜、铁、汞等其它重金属离子以及高浓度氟、氯、硫酸根等阴离子，其中砷污染物的浓度高达0.72-9g/L，远高于工业废水中砷的排放标准0.5ppm，严重威胁环境安全和居民健康。

目前常用的酸性含砷废水处理方法主要为石灰中和法、铁盐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氢氧化钙中和废水中的酸并产生大量的中和渣，由于亚砷酸钙的溶解度较大，所以对三价砷的去除效果不尽人意；铁盐法除砷的关键在于曝氧气(空气)或投加双氧水来氧化三价砷，增加了成本的同时也加大了操作难度；硫化沉淀法虽然可有效去除三价砷，但成本高且在酸性条件下会产生硫化氢，工作环境受到严重影响；近年来发展较快的吸附法、离子交换法及膜分离法虽然取得了较好的除砷效果，但这类方法仅适用于处理低浓度、成分单一的含砷废水，且成本较高。

本发明拟调控在高砷污酸废水中形成矿物，以实现无需氧化直接去除废水中三价砷的目的，具有较好的应用前景。

发明内容

本发明针对污酸废水砷浓度和硫酸浓度高的特点，提供一种处理高砷污酸废水的方法，该方法具有操作简单，加入药剂量少，成本低廉，无需氧化，渣量小且较稳定等优势。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种处理高砷污酸废水的方法：向高砷污酸废水中投加铁试剂，调整pH值，搅拌反应后，固液分离除砷。

上述方法高砷污酸废水中三价砷As(Ⅲ)的浓度为1.5-7.5g/L。

上述方法铁试剂包括硫酸铁、氯化铁、硝酸铁，优选硫酸铁。

上述方法铁试剂投加量控制在Fe(III)和As(III)摩尔比为0.8-2；优选1.5。

上述方法反应体系的pH值调整为2.8-4.5。采用硫酸或氢氧化钠溶液作为pH值调整剂。

上述方法磁力搅拌速度为400-500rpm，持续反应时间大于10h。

上述方法反应过程温度控制为15-30℃。

有色金属的冶炼过程产生的大量夹杂包括砷、汞重金属烟尘在内的SO₂烟气，主要用于制备硫酸；烟气制酸前洗涤除尘产生的高浓度酸性重金属废水，即为污酸；污酸中硫酸的浓度在4-11％之间，含有砷及铅、镉、锌、铜、铁、汞重金属离子以及高浓度氟、氯、硫酸根阴离子，其中砷污染物的浓度高达0.72-9g/L。

本发明利用铁盐作为沉淀剂调控在高砷污酸废水中形成矿物以达到无需氧化直接去除三价砷的目的。该方法具有操作简单，加入药剂量少，成本低廉，无需氧化，渣量小且较稳定等优势。

附图说明

图1：不同pH值条件下砷的去除效果图；

图2：不同pH值条件下砷渣的XRD图；

图3：废水中不同浓度三价砷的去除效果图；

图4：处理废水中不同浓度三价砷所得砷渣的XRD图；

图5：不同反应时间条件下砷的去除效果图；

图6：不同反应时间条件下砷渣的XRD图；

图7：铜污酸处理所得砷渣的XRD图。

具体实施方式

以下实施例旨在进一步说明本发明，而不是对本发明的限定。

实施例1

用浓硫酸配制pH值为1.8的硫酸溶液，用该硫酸溶液分别配制As(III)浓度为0.2mol/L的酸性含砷废水和Fe(III)浓度为0.4mol/L的沉淀剂储存液，同时配制的含砷废水中还添加了少量Cu(II)、Zn(II)，浓度分别为0.01mol/L和0.005mol/L。取10杯50mL配好的酸性含砷废水，向其中加入适量等体积的沉淀剂储存液，充分混合后采用氢氧化钠调节pH分别为1.8、2.05、2.3、2.55、2.8、3.05、3.3、3.55、4.0、4.5，以480rpm的磁力搅拌速度在室温(25±1℃)下搅拌反应，反应完成后采用5000rpm的转速离心分离得到上清液和砷渣，将砷渣于60℃真空烘干。