一种含砷废水的处理方法与流程

1.本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种含砷废水的处理方法。


背景技术：

2.砷是铜、铅、锌、锡、锑等有色及贵金属矿中主要的伴生元素，在有色金属提取过程中会不同程度地进入到烟尘及废酸中。除了极少量的砷以三氧化二砷的形式回收以外，绝大部分的砷从废液中去除后，以含砷固体废弃物的形式排放到环境中。
3.目前，国内外处理含砷废水的方法主要包括石灰法、石灰铁盐法、硫化法、软锰矿法、臭葱石法、氧化铁涂层砂处理等方法。理想的处理方法应在保证砷处理达标的前提下，降低处理成本，减少废渣产量，得到稳定废渣，以防止砷的二次污染。臭葱石具有含砷率高(高达32％)、需铁量少、浸出毒性低、稳定性高、体积小、存放费用低等优点，是适合堆存处理的含砷载体；目前常规的制备臭葱石方法有常压法、水热法和改进常压法，但是常规制备臭葱石方法存在处理时间长达8
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12小时，生产效率低，处理后废水中残砷量高达300
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500ml/l，由于在后续深度除砷时需要添加高铁砷比的铁盐，所以高残砷量增加了常规的臭葱石法含砷危废量。


技术实现要素：

4.本发明属于臭葱石法除砷，所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种含砷废水的处理方法,该方法能够实现含砷废水中的砷快速以臭葱石晶体物相沉淀，沉砷率高，残砷少，且能够显著降低成本。
5.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
6.一种含砷废水的处理方法，包括以下步骤：
7.(1)向含砷废水中加入氧化剂，搅拌进行反应，反应完成后过滤，去除滤渣，滤液进入后续处理；
8.(2)将步骤(1)后的滤液倒入微波反应器，开启微波并加热升温，然后缓慢滴加铁盐在ph值为2～3的条件下进行沉砷反应，控制过饱和度，反应完成后进行保温陈化，之后过滤得到低砷废水溶液和滤渣，滤渣为臭葱石；
9.(3)向步骤(2)后的低砷废水溶液中先加入中和剂调节ph值，再加入铁盐深度去除低砷废水中残余的砷，过滤后得到的滤液即为除砷后的废水。
10.上述的处理方法，优选的，所述微波的频率为300mhz
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300kmhz。微波是利用微波场下的吸波物料微观分子或原子的介电损耗，直接将电磁能还变为热能，加热速度快且均匀。在微波作用下，砷酸根离子和三价铁离子发生高速运动，增加了两者碰撞的机率，从而加快了臭葱石晶体的生长速度，同时降低过饱和度。将微波的频率控制在本发明的范围内，既能有效缩短结晶时间，又能得到结晶度良好的臭葱石晶体。
11.上述的处理方法，优选的，通过加入氧化剂使废水中的三价砷氧化成五价砷，为了避免向体系中引入新的杂质离子，所述氧化剂为空气和/或双氧水。更优选的，为了保证氧
化效果，在酸性废水中，选用质量分数为1.2％～4.0％的双氧水溶液作为氧化剂；在碱性废水中，选用空气作为氧化剂。
12.上述的处理方法，优选的，所述铁盐为硫酸铁和/或硫酸亚铁。
13.上述的处理方法，优选的，所述步骤(2)中，铁盐中铁元素与滤液中砷元素的摩尔比为(1～1.5)：1；所述步骤(3)中，铁盐中铁元素与低砷废水中砷元素的摩尔比为(8
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12):1。
14.上述的处理方法，优选的，所述步骤(2)中，升温至65
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95℃，沉砷反应的时间为15min
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1h。
15.上述的处理方法，优选的，所述步骤(2)中，保温陈化的温度为85
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100℃，时间为1
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4h。将保温陈化的参数控制在本发明的范围内，可以使砷酸铁从纳米尺寸的颗粒逐渐聚集形成颗粒较大的臭葱石晶体，提高其稳定性，降低浸出毒性。
16.上述的处理方法，优选的，所述步骤(3)中，中和剂为氢氧化钠和/或石灰乳，加入中和剂调节ph值为8
‑
10。
17.上述的处理方法，优选的，所述步骤(1)中，含砷废水的砷含量为0.3
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20g/l。
18.上述的处理方法，优选的，所述步骤(3)中，处理后的废水中砷残余含量为60mg/l以下。
19.与现有技术相比，本发明的优点在于：
20.本发明的处理方法，利用微波辅助处理含砷废水，有效提高了废水处理效率，将制备臭葱石反应时间大幅减少至1
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4小时，相比常规臭葱石制备方法例如常压法、水热法和改进常压法的反应时间(通常为8
‑
12小时)，将除砷效率提高至少一倍以上；同时经过微波诱导制备臭葱石后废水中砷的残余量小于60ml/l，而改进常压法制备臭葱石后废水中残余的砷一般在300
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500ml/l，有效减少了后续深度除砷过程中铁盐的消耗量，实现了危废量的减少和成本的进一步降低。
21.本发明的处理方法，工艺流程简单，工艺成本低，处理效率高，含砷渣量少，且稳定性高，适于大规模化应用。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明实施例1中含砷废水的处理方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
24.为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
25.除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
26.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
27.实施例1：
28.一种本发明的含砷废水的处理方法，其工艺流程示意图如图1所示，处理的含砷废水为某锑冶炼厂砷碱渣浸出液和酸性污水的混合废水(砷含量为8.9g/l)，具体包括以下步骤：
29.(1)向220ml含砷废水中加入2ml双氧水，搅拌反应60min，反应结束后过滤，去除滤渣，滤液进入后续处理；
30.(2)将步骤(1)后的滤液加入微波反应器中，启动微波，微波频率为2450mhz，加热升温至85℃，在200r/min的搅拌速度下，按铁砷摩尔比为1.25：1缓慢滴加30ml硫酸铁溶液，滴加速度为0.5ml/min，在ph值为2～3及搅拌的条件下进行沉砷反应，沉砷反应的时间为50分钟，反应完成后在95℃保温陈化4小时，过滤得到低砷废水溶液和滤渣，滤渣为臭葱石；
31.(3)向步骤(2)后的低砷废水溶液中先加入中和剂石灰乳调节ph值为10，再加入硫酸亚铁曝气反应深度去除低砷废水中残余的砷，铁盐中铁元素与低砷废水中砷元素的摩尔比为10:1，过滤后得到的滤液即为除砷后的废水。
32.经检测，处理后的废水溶液中砷含量为0.1mg/l；对砷渣(臭葱石)进行浸出毒性测试，结果显示砷的浸出毒性浓度为0.55mg/l，远低于《危险废物填埋污染控制标准》(gb 18598
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2019)的控制限值1.2mg/l。
33.实施例2：
34.一种本发明的含砷废水的处理方法，处理的含砷废水为某铅锌冶炼厂的酸性污水(其主要化学成分如表1所示)，具体包括以下步骤：
35.表1实施例2中含砷废水的主要组成元素及含量
36.元素ascdpbcuzn含量2.17g/l145mg/l18 mg/l0.16mg/l0.56mg/l
37.(1)向100ml含砷废水中加入1ml双氧水，搅拌反应60min，反应结束后过滤，去除滤渣，滤液进入后续处理；
38.(2)将步骤(1)后的滤液加入微波反应器中，启动微波，微波功率为2450mhz，加热升温至85℃，在200r/min的搅拌速度下，按铁砷摩尔比为1.2：1缓慢滴加30ml硫酸铁溶液，滴加速度为1ml/min，在ph值为2～3及搅拌的条件下进行沉砷反应，沉砷反应时间为30分钟，反应完成后在95℃保温陈化3小时，之后过滤得到低砷废水溶液和滤渣，滤渣为臭葱石；
39.(3)向步骤(2)后的低砷废水溶液中先加入中和剂氢氧化钠调节ph值为10，再加入硫酸铁深度去除低砷废水中残余的砷，铁盐中铁元素与低砷废水中砷元素的摩尔比为8:1，过滤后得到的滤液即为除砷后的废水。
40.经检测，处理后的废水溶液中砷含量为0.22mg/l；对砷渣(臭葱石)进行浸出毒性测试，结果显示砷的浸出毒性浓度为0.65mg/l，远低于《危险废物填埋污染控制标准》(gb 18598
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2019)的控制限值1.2mg/l。