含砷废水处理工艺技术改进_鄢红艳

含砷废水处理工艺技术改进＊鄢红艳1,黄基才2,胡晖2(1大冶有色金属股份有限公司,湖北黄石435005;2福州大学,福建福州350108)摘要:主要研究液态三氯化铁在含砷废水中的使用情况,考察用它替代硫酸亚铁除砷对整个水处理系统的影响,并确定新工艺的最佳操作条件为二段铁砷比在2.0,最佳pH在8～9;三段铁砷比在10,pH在8～10。并对新、旧工艺进行成本核算,为改进现有的除砷工艺提供依据。关键词:含砷废水处理;三氯化铁;效果TechnologyImprovementontheTreatmentofAs-containingWastewater＊YANHong-yan1,HUANGJi-cai2,HUHui2(1DayeNonferrousMetalsCo.,Ltd.,HubeiHuangshi435005;2FuzhouUniversity,FujianFuzhou350108,China)Abstract:TheapplicationofliquidFeCl3insteadofFeSO4inAs-containingwastewaterandtheinfluenceonthewastewatertreatmentsystemwerestudied.Atthesametime,theoptimaloperatingconditionsofthenewtechnologyweredeterminedthatm(Fe)/m(As)atthesecondoperationwas2andpH8～9whiletheratiowas10andpH8～10atthethirdoperationwhichwillprovidethebasisofthenewprocess.Keywords:As-containingwastewatertreatment;ferrictrichloride;effect＊基金项目:福州大学人才基金资目(No:XRC-0629)。作者简介:鄢红艳(1973-),男,工程师,主要从化事工技术开发和应用。E-mail:yhy1112@tom.com通讯作者:胡晖(1975-),男,副教授,主要从事环境工程(污水处理),分离工程,过程模拟。E-mail:huhui@fzu.edu.cn含砷废水的传统处理方法有化学法和物理法。目前国内主要有硫化法[1-2]、石灰-铁盐法[3-4]、离子交换法[5]、吸附法[6]、铁氧体沉淀法[7-8]和絮凝沉淀法[9-10]等。我厂污酸处理系统采用的是石灰-铁盐法除砷工艺,采用该工艺主要有如下原因:一方面可以形成更难溶的亚砷酸铁、砷酸铁;另一方面,氢氧化铁对砷酸盐还有很强的吸附作用。目前主要除砷药剂是固态硫酸亚铁。我厂平均每天消耗硫酸亚铁12t,处理520m3废水,产生砷渣60t左右,每年产生砷渣约2.1万t,外排水指标在2.5mg/L以下。采用固态硫酸亚铁除砷,具有劳动强度大,现场环境差,加药不均匀等缺点,同时,产生的巨大含砷渣为后续处理带来了很多困难。为了改善上述状况,本课题主要是研究液态三氯化铁[11]在含砷废水中的使用情况,考察用它替代硫酸亚铁除砷对整个水处理系统的影响,从而为改进现有的除砷工艺提供依据。1工艺介绍该污水处理工艺分为三个阶段,加药系统如图1所示,涉及的主要反应如下:图1三氯化铁加药流程图(1)石灰中和(一段中和)控制条件:用10%的石灰乳溶液中和,终点值pH=2。反应原理:Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O(2)铁盐絮凝(二段中和)控制条件:将铁盐和石灰乳混合液加入一段中和后液中,并不断向溶液中曝气,终点值pH=8～9。使用液态三氯化铁的反应原理:氧化:2H3AsO3+O2=2H3AsO44Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O水解:FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl沉淀:Fe3++2H3AsO4+2H2O=FeAsO4·2H2O+3H+吸附:2≡FeOH+H3AsO4=≡FeAsO4-+2H2O+H+(≡FeOH:铁氧化物,表示吸附官能团)使用硫酸亚铁的反应原理:H2SO4+Ca(OH)2※CaSO4↑+2H2OFeSO4+Ca(OH)2※CaSO4↑+Fe(OH)2↑4Fe(OH)2+2H2O+O2※4Fe(OH)3↑2H3AsO3+Ca(OH)2※Ca(AsO2)2↑+4H2OH3AsO3+Fe(OH)3※FeAsO3↑+3H2O3As2O3+2Fe(OH)3※2Fe(AsO2)3↑+3H2O(3)铁盐絮凝(三段中和)控制条件:将铁盐和石灰乳混合液加入二段中和后液中,并不断向溶液中曝气,终点值pH=8～10。反应原理:同(2)·51·2011年39卷第8期广州化工2数据分析2.1不同铁砷比对除砷率的影响图2二段除砷率与铁砷