含砷废水处理方案比选
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法引言概述:含砷的污水是一种对环境和人类健康造成严重威胁的污染源。
因此,开辟和应用有效的含砷污水处理方法是至关重要的。
本文将详细介绍五种常用的含砷污水处理方法,包括化学沉淀法、吸附法、离子交换法、生物处理法和膜分离法。
一、化学沉淀法1.1 氢氧化铁沉淀法:将氢氧化铁加入含砷污水中,通过与砷形成不溶性沉淀物的反应,实现砷的去除。
1.2 硫化物沉淀法:通过加入硫化物,如硫化氢或者硫化钠,与砷形成不溶性硫化物沉淀,从而达到去除砷的目的。
1.3 氢氧化钙沉淀法:将氢氧化钙加入含砷污水中,利用氢氧化钙与砷形成不溶性沉淀物的反应,将砷从水中沉淀出来。
二、吸附法2.1 活性炭吸附法:利用活性炭的大比表面积和孔隙结构,吸附砷离子,从而净化含砷污水。
2.2 金属氧化物吸附法:将金属氧化物,如氧化铁或者氧化铝,添加到含砷污水中,通过与砷形成吸附物的反应,实现砷的去除。
2.3 生物吸附法:利用生物材料,如菌株、藻类或者植物,通过其细胞壁或者细胞内部的吸附作用,将砷离子从污水中吸附出来。
三、离子交换法3.1 阴离子交换法:利用阴离子交换树脂,将砷离子与树脂上的其他阴离子进行交换,从而实现砷的去除。
3.2 正离子交换法:通过正离子交换树脂,将砷离子与树脂上的其他正离子进行交换,达到砷的去除效果。
3.3 混床交换法:结合阴离子交换和正离子交换,使用不同类型的交换树脂,以提高砷去除的效果。
四、生物处理法4.1 微生物还原法:利用某些微生物,如硫酸盐还原菌,通过还原反应将砷酸盐还原为砷化物,从而达到去除砷的目的。
4.2 植物吸收法:通过植物的吸收作用,将砷离子从污水中吸收到植物体内,从而净化含砷污水。
4.3 活性污泥法:利用活性污泥中的微生物,通过吸附、沉淀和生物降解作用,将砷离子从污水中去除。
五、膜分离法5.1 反渗透法:利用反渗透膜的选择性透过性,将砷离子从污水中分离出来,从而实现砷的去除。
5.2 离子交换膜法:使用离子交换膜,将砷离子从污水中分离出来,达到净化含砷污水的目的。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法一、引言污水处理是保护环境、维护人类健康的重要环节。
然而,含砷的污水处理是一项具有挑战性的任务,因为砷是一种有毒物质,对人体和环境都具有潜在的危害。
因此,本文将介绍一种含砷的污水处理方法,以解决这一问题。
二、背景砷是一种广泛存在于地壳中的元素,其溶解在水中形成砷酸盐,对人体健康和环境造成威胁。
含砷的污水通常来自冶金、矿山、电镀、农药生产等工业过程,以及含砷地下水的地表排放。
因此,开发一种高效、经济、环保的含砷污水处理方法具有重要意义。
三、含砷污水处理方法1. 化学沉淀法化学沉淀法是一种常用的含砷污水处理方法。
通过加入适量的沉淀剂,如铁盐、铝盐等,可以使砷酸盐形成不溶于水的沉淀物,从而实现砷的去除。
该方法具有处理效果好、操作简单等优点,但需要考虑沉淀剂的成本和沉淀物的处理问题。
2. 吸附法吸附法是一种利用吸附剂吸附砷离子的方法。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁、氧化铝等。
吸附法具有处理效果好、操作简便等优点,但需要考虑吸附剂的成本和吸附剂再生的问题。
3. 膜分离法膜分离法是一种利用半透膜将砷离子与其他物质分离的方法。
常见的膜分离技术包括反渗透、纳滤和超滤等。
膜分离法具有处理效果好、操作稳定等优点,但需要考虑膜的成本和膜污染的问题。
4. 生物吸附法生物吸附法是一种利用微生物吸附砷离子的方法。
通过培养适宜的微生物,可以实现对砷的吸附和转化。
生物吸附法具有处理效果好、无需添加化学药剂等优点,但需要考虑微生物培养的成本和微生物的稳定性问题。
五、结论针对含砷的污水处理问题,我们可以采用化学沉淀法、吸附法、膜分离法和生物吸附法等不同的方法。
每种方法都有其优缺点,具体选择应根据实际情况进行综合考虑。
在处理过程中,还需关注处理效果、成本、操作难度和环境影响等因素。
通过不断的研究和创新,我们相信能够找到更加高效、经济、环保的含砷污水处理方法,为环境保护和人类健康做出贡献。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法一、引言污水中含有各种有害物质,其中砷是一种常见的有毒物质。
高浓度的砷会对环境和人体健康造成严重危害。
因此,开辟高效的含砷污水处理方法对于环境保护和人类健康至关重要。
本文将介绍几种常用的含砷污水处理方法,并对其原理、优缺点和适合范围进行详细阐述。
二、化学沉淀法化学沉淀法是一种常用的含砷污水处理方法。
其原理是通过添加适量的化学药剂,使污水中的砷形成不溶于水的沉淀物,从而达到去除砷的目的。
常用的化学药剂包括氢氧化铁、氢氧化铝等。
优点:1. 去除效率高:化学沉淀法对砷的去除效率高,可以将砷浓度降低到国家标准以下。
2. 操作简便:化学沉淀法操作简单,设备投资和运行成本相对较低。
3. 适合范围广:化学沉淀法适合于各种含砷污水处理,包括工业废水和生活污水等。
缺点:1. 产生大量污泥:化学沉淀法会产生大量含砷污泥,需要进行后续处理和处置。
2. 药剂消耗量大:为了达到较高的去除效率,化学沉淀法需要消耗大量的化学药剂,增加了运行成本。
三、吸附法吸附法是另一种常用的含砷污水处理方法。
其原理是利用吸附剂对污水中的砷进行吸附,从而达到去除砷的目的。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁等。
优点:1. 去除效率高:吸附法对砷的去除效率高,可以将砷浓度降低到国家标准以下。
2. 适合范围广:吸附法适合于各种含砷污水处理,包括工业废水和生活污水等。
3. 吸附剂可再生:吸附剂可以通过再生处理,循环利用,减少了废弃物的产生。
缺点:1. 吸附剂饱和:吸附法在长期运行后,吸附剂可能会饱和,需要进行更换或者再生处理。
2. 吸附剂成本高:一些高效的吸附剂成本较高,增加了运行成本。
四、生物法生物法是一种新兴的含砷污水处理方法。
其原理是利用微生物对污水中的砷进行降解和转化,从而达到去除砷的目的。
常用的生物法包括生物还原、生物吸附等。
优点:1. 环境友好:生物法对环境的影响较小,不会产生大量污泥或者废弃物。
2. 适合范围广:生物法适合于各种含砷污水处理,包括工业废水和生活污水等。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法引言概述:污水中的砷是一种有害的物质,它对人类健康和环境造成严重威胁。
因此,寻找和开发有效的含砷污水处理方法至关重要。
本文将介绍五种常用的含砷污水处理方法,包括吸附法、沉淀法、离子交换法、生物法和膜分离法。
一、吸附法1.1 活性炭吸附:活性炭具有很强的吸附能力,可以有效地去除污水中的砷。
其吸附机制是通过表面活性位点与砷形成物理或化学吸附,从而将砷离子从污水中去除。
1.2 氧化铁吸附:氧化铁是一种常用的吸附剂,其表面具有许多活性位点,可以与砷形成化学吸附。
此外,氧化铁还可以通过电荷吸附和离子交换等机制去除砷。
1.3 生物质吸附:一些生物质材料,如纤维素、藻类和菌类等,具有良好的吸附性能。
这些生物质材料可以通过表面官能团与砷形成物理或化学吸附,从而实现砷的去除。
二、沉淀法2.1 氢氧化铁沉淀:氢氧化铁是一种常用的沉淀剂,可以与砷形成不溶性沉淀,从而将砷从污水中去除。
此方法适用于砷浓度较高的污水处理。
2.2 硫化物沉淀:硫化物可以与砷形成不溶性沉淀,从而将砷离子从污水中沉淀下来。
这种方法对于低浓度砷的污水处理效果较好。
2.3 磷酸盐沉淀:磷酸盐可以与砷形成不溶性沉淀,从而实现砷的去除。
此方法适用于中等浓度的砷污水处理。
三、离子交换法3.1 阴离子交换树脂:阴离子交换树脂可以与砷离子发生离子交换反应,从而将砷离子从污水中去除。
此方法适用于砷浓度较低的污水处理。
3.2 阳离子交换树脂:阳离子交换树脂可以与砷形成络合物,从而将砷离子从污水中去除。
这种方法对于高浓度的砷污水处理效果较好。
3.3 混床离子交换:将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂混合使用,可以同时去除污水中的阴离子和阳离子,实现砷的高效去除。
四、生物法4.1 微生物还原:一些微生物具有还原砷的能力,可以将砷离子还原为不溶性沉淀,从而实现砷的去除。
这种方法对于低浓度的砷污水处理效果较好。
4.2 植物吸收:一些植物具有吸收砷的能力,可以通过根系吸收砷离子,并将其转化为无害的形式。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法污水处理是一项重要的环境保护工作,其中处理含有砷的污水是一项具有挑战性的任务。
砷是一种有毒物质,对人类和环境都具有潜在的危害。
因此,开辟高效可行的含砷污水处理方法至关重要。
本文将介绍几种常见的含砷污水处理方法,并对其原理、优缺点及适合范围进行详细说明。
1. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种常用的含砷污水处理方法。
活性炭具有较大的比表面积和孔隙结构,能够有效吸附砷离子。
该方法的原理是将含砷污水通过活性炭床,砷离子在活性炭表面发生吸附反应,从而达到去除砷的目的。
该方法具有操作简单、成本低廉的优点,但活性炭饱和后需要进行再生或者更换,且对于高浓度砷污水处理效果有限。
2. 氧化沉淀法氧化沉淀法是一种常见的含砷污水处理方法。
该方法利用氧化剂将砷离子氧化成沉淀物,然后通过沉淀物的沉淀作用将砷离子从污水中去除。
常用的氧化剂包括氯气、过氧化氢等。
该方法具有去除效果好、适合范围广的优点,但氧化剂的使用量较大,操作复杂,且产生的沉淀物需要进行处理和处置。
3. 离子交换法离子交换法是一种常见的含砷污水处理方法。
该方法利用离子交换树脂对砷离子进行吸附交换,从而将砷离子从污水中去除。
离子交换法具有去除效果好、可循环使用的优点,但需要定期对离子交换树脂进行再生或者更换,且对于高浓度砷污水处理效果有限。
4. 膜分离法膜分离法是一种常用的含砷污水处理方法。
该方法利用膜的选择性透过性,将砷离子从污水中分离出来。
常用的膜分离方法包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
膜分离法具有去除效果好、操作简单的优点,但膜的成本较高,且需要定期清洗和维护。
综上所述,含砷污水处理方法主要包括活性炭吸附法、氧化沉淀法、离子交换法和膜分离法等。
选择合适的处理方法应根据砷污水的浓度、水质要求、经济成本等因素进行综合考虑。
在实际应用中,可以根据具体情况选择单一的处理方法,也可以采用多种方法的组合,以达到更好的处理效果。
同时,为了保证处理效果和操作安全,应定期监测和维护处理设备,并合理处置产生的废物和沉淀物。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法引言概述:污水中含有砷是一种常见的环境污染问题。
砷是一种有毒物质,对人类健康和生态环境造成严重威胁。
因此,研究和应用含砷污水处理方法至关重要。
本文将介绍五种常见的含砷污水处理方法,包括物理处理、化学处理、生物处理、电化学处理和吸附剂处理。
一、物理处理方法:1.1 沉淀法:通过加入适量的沉淀剂,如氢氧化铁或者氢氧化铝,将砷转化为不溶于水的沉淀物,然后进行沉淀和过滤,从而实现砷的去除。
1.2 过滤法:利用特殊的过滤材料,如活性炭或者陶瓷膜,将污水中的砷颗粒截留下来,从而达到去除砷的目的。
1.3 蒸发法:通过加热污水,使水分蒸发,而砷则留在残渣中,通过采集并处理残渣,达到去除砷的效果。
二、化学处理方法:2.1 氧化法:利用强氧化剂,如高锰酸钾或者过氧化氢,将砷氧化为易于沉淀的形式,然后进行沉淀和过滤,最终去除砷。
2.2 还原法:通过加入还原剂,如亚硫酸钠或者亚硫酸氢钠,将砷还原为无毒的形式,然后采用沉淀或者过滤的方式去除砷。
2.3 中和法:通过加入适量的中和剂,如氢氧化钠或者氢氧化钙,将污水中的砷中和为无毒的物质,然后进行沉淀或者过滤,实现砷的去除。
三、生物处理方法:3.1 微生物还原法:利用某些特殊的微生物,如硫酸盐还原菌,将砷还原为无毒的形式,然后通过沉淀或者过滤的方式去除砷。
3.2 植物吸收法:通过种植一些对砷具有较高吸收能力的植物,如水稻或者菊花,将砷从污水中吸收到植物体内,从而达到去除砷的目的。
3.3 生物吸附法:利用某些特殊的微生物或者生物材料,如生物炭或者海藻,将砷吸附到其表面,然后进行沉淀或者过滤,实现砷的去除。
四、电化学处理方法:4.1 电沉积法:通过在电极上施加电流,使砷离子在电极上还原为金属砷,然后进行沉淀和过滤,最终去除砷。
4.2 电吸附法:利用电极表面的电荷吸引砷离子,将砷吸附到电极上,然后进行沉淀或者过滤,实现砷的去除。
4.3 电解法:通过在电极上施加电流,使砷离子在阳极上氧化为易于沉淀的形式,然后进行沉淀和过滤,最终去除砷。
含砷的污水处理方法
含砷的污水处理方法污水处理是一项重要的环境保护工作,而含砷的污水处理更是一项具有挑战性的任务。
砷是一种有毒物质,对人类健康和环境都具有严重的危害。
因此,有效处理含砷的污水是保护环境和人类健康的关键。
以下是一种标准的含砷污水处理方法,旨在降低砷的浓度,使污水达到排放标准:1. 确定砷的浓度和形态分布:在处理含砷的污水之前,首先需要对污水中砷的浓度和形态进行分析。
常见的砷形态包括无机砷和有机砷,不同形态的砷对处理方法有不同的影响。
2. 调整pH值:砷的溶解度与pH值密切相关。
通常情况下,将污水的pH值调整到碱性范围(pH 8-10)可以有效降低砷的溶解度。
这可以通过加入氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钙(Ca(OH)2)等碱性物质来实现。
3. 氧化还原处理:氧化还原反应是处理含砷污水的常用方法之一。
常见的氧化剂包括氯酸钠(NaClO3)、高锰酸钾(KMnO4)等。
这些氧化剂可以将砷氧化为更易沉淀的砷酸盐或砷酸盐沉淀。
4. 沉淀和过滤:经过氧化还原处理后,砷形成的沉淀可以通过沉淀和过滤的方式进行分离。
沉淀可以利用沉淀池或沉淀槽来完成,过滤则可以通过滤纸、滤网等设备来实现。
5. 吸附剂处理:吸附剂是一种常用的处理含砷污水的方法。
常见的吸附剂包括活性炭、铁氧体等。
这些吸附剂可以通过吸附作用将砷离子从污水中去除。
6. 膜分离技术:膜分离技术是一种高效的污水处理方法,可以通过膜的选择性通透性,将砷离子从污水中分离出去。
常用的膜分离技术包括超滤、反渗透等。
7. 离子交换:离子交换是一种常用的水处理技术,可以通过树脂等材料将砷离子与其他离子进行交换,从而实现砷的去除。
8. 其他方法:除了以上介绍的方法外,还有一些其他的处理方法可以用于处理含砷的污水,如电化学处理、生物处理等。
这些方法的选择应根据实际情况和处理需求来确定。
需要注意的是,不同的处理方法适用于不同的砷浓度和形态分布。
因此,在选择合适的处理方法时,应根据实际情况进行综合考虑,并进行试验验证。
某半导体芯片生产项目含砷废水处理方案
某半导体芯⽚⽣产项⽬含砷废⽔处理⽅案某半导体芯⽚⽣产项⽬含砷废⽔处理⽅案浅析摘要:随着半导体⾏业的⾼速发展,半导体芯⽚⽣产将产⽣⼤量的含砷废⽔。
同时,⽇趋严格的废⽔排放标准对含砷废⽔处理提出了更⾼的要求。
本⽂针对半导体集成电路芯⽚⽣产产⽣的含砷废⽔,结合⼯程实际情况,分析了袋滤-氢氧化钙-氯化铁混凝沉淀的处理⽅法,并采⽤膜分离技术及离⼦交换技术对废⽔进⾏深度处理,取得了良好的除砷效果,将出⽔总砷稳定地控制在0.1mg/L以下,达到污染排放标准,降低了对环境的影响。
关键词:半导体;砷化镓;含砷废⽔;共沉淀;超滤;离⼦交换随着信息技术和通讯产业的⾼速发展,化合物半导体材料在微电⼦和光电⼦领域发挥越来越重要的作⽤。
在半导体材料发展过程中,半导体材料主要经历了以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第⼀代元素半导体,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表的第⼆代化合物半导体,以及以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的第三代宽禁带半导体材料三⼤阶段[1]。
作为第⼆代半导体材料,砷化镓是除硅之外研究最深⼊、应⽤最⼴泛的半导体材料。
相对于硅,砷化镓具有较⼤的禁带宽度,更⾼的电⼦迁移率和饱和迁移速率[2],其不仅可直接研制光电⼦器件,以砷化镓为衬底制备的集成电路芯⽚是实现⾼速率光线通信及⾼频移动通信必不可少的关键部件[3],在光电⼦、微电⼦及移动通信中应⽤愈加⼴泛。
近年来,砷化镓半导体材料市场需求迅速增长。
我国的砷化镓产业也在不断发展,近⼏年成⽴了多家砷化镓芯⽚⽣产企业。
基于⾃⾝材料和⽣产⼯艺,在砷化镓芯⽚的⽣产过程中排放的废⽓和废⽔中均含有砷化合物,其含砷废⽔的处理也成为砷化镓⽣产项⽬亟待解决的问题之⼀。
砷及其化合物对⼈体及其他⽣物体均有⼴泛的毒害作⽤,已被国际防癌研究机构和美国疾病控制中⼼确定为第⼀类致癌物[4]。
由于砷的⾼毒性和致癌性,在GB8978-1996《污⽔综合排放标准》[5]中总砷被列于第⼀类污染物,最⾼允许排放浓度为0.5mg/L。
含砷的污水处理方法
含砷的污水处理方法引言概述:污水中的砷是一种有毒物质,对环境和人类健康造成严重威胁。
因此,研究和开辟有效的含砷污水处理方法至关重要。
本文将介绍五种常见的含砷污水处理方法,包括物理处理、化学处理、生物处理、膜分离和吸附剂处理。
一、物理处理:1.1 沉淀:通过加入沉淀剂,如铁盐或者铝盐,将砷从污水中沉淀出来。
这种方法适合于砷浓度较高的污水。
1.2 过滤:使用过滤器或者滤料,如砂滤器或者活性炭滤料,将污水中的砷颗粒过滤掉。
这种方法适合于砷颗粒较大的污水。
1.3 气浮:通过注入弱小气泡,使砷颗粒浮起,并通过表面清洗将其去除。
这种方法适合于砷浓度较低的污水。
二、化学处理:2.1 氧化:使用氧化剂,如过氧化氢或者高锰酸盐,将砷氧化成更易沉淀或者更易去除的形式。
这种方法适合于砷的可溶性形式。
2.2 还原:使用还原剂,如亚硫酸盐或者硫酸亚铁,将砷还原成无毒的形式。
这种方法适合于砷的可溶性形式。
2.3 中和:通过加入碱性物质,如氢氧化钠或者氢氧化钙,将酸性污水中的砷中和成无毒的形式。
这种方法适合于酸性污水中的砷处理。
三、生物处理:3.1 微生物还原:利用特定微生物,如硫酸盐还原菌或者亚硝酸盐还原菌,将砷还原成无毒的形式。
这种方法适合于砷的可溶性形式。
3.2 植物吸收:通过种植特定的植物,如剑麻或者铁杉,将砷吸收到植物体内,从而达到处理的效果。
这种方法适合于砷浓度较低的污水。
3.3 活性污泥法:利用活性污泥中的微生物,将砷转化为无毒的形式。
这种方法适合于砷的可溶性形式。
四、膜分离:4.1 反渗透:通过使用反渗透膜,将污水中的砷分离出来。
这种方法适合于砷浓度较低的污水。
4.2 离子交换:使用离子交换膜或者树脂,将砷离子与其他离子交换,从而分离出砷。
这种方法适合于砷的可溶性形式。
4.3 超滤:通过使用超滤膜,将污水中的砷颗粒分离出来。
这种方法适合于砷颗粒较大的污水。
五、吸附剂处理:5.1 活性炭吸附:利用活性炭的吸附性能,将污水中的砷吸附到活性炭表面。
含砷废水处理方案
砷酸性废水处理推荐方案一、概述待处理的含砷酸性废水可分为污酸和酸性废水两部分。
1、制酸工段所产生的污酸流量为390m3/d,主要是成分如下表所示:2、污水处理原设计方案原设计方案污酸处理采用两段法,一段采用硫化法,去除A s离子;二段采用石灰中和法,将污酸P H值中和到2。
污酸处理系统出水量478m3/d,H2SO4浓度0.51g/L,A s浓度52.8mg/L。
处理后的污酸与制酸车间生产废水、车间地面冲洗和化验室排出的酸性废水相混合,混合污水流量为525 m3/d。
混合污水采用二段石灰-铁盐法,即向混合污水中投加石灰乳及铁盐,去除A s及重金属离子。
处理出水中污染物达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》(GB25467-2010)标准后回用于循环冷却水补充水。
3、含砷酸性水处理原设计处理方案的缺点⑴、硫化处理单元产生的有毒有害气体H2S,极易发生泄漏,引发安全事故。
⑵、硫化处理单元产生的硫化砷废渣,3501t/a(含水70%),属含砷量高的危废渣,回收利用非常困难。
⑶、处理系统耐冲击负荷能力弱,有时出水中A s超标。
⑷、运行成本高,国内相类似企业,采用该处理工艺运行成本约40元/m3。
⑸、处理构筑物多,占地面积较大。
二、推荐处理方案1、工艺流程石灰乳酸性废水污酸自动反洗过滤器均化、中和池自动反洗过滤器混合、均化、调P H(P H=10-11)渣渣出水自动反洗过滤器氧化池电化器自动反洗过滤池渣氧化剂直流电2、推荐工艺说明⑴、污酸经自动反洗过滤器预处理可以去除污酸中悬浮物。
污酸的性质与酸性废水的性质有很大区别,污酸含H2SO4量大,并其波动范围也大;污酸含砷(主要是A s3+)量大。
为了保证处理工艺操作平稳,处理效率稳定,对污酸进行均化处理非常关键。
均化池分为两部分,一部分为事故池,通常为空载状态;另一部分为污酸均化池,为便于保证自动控制的可靠性,将P H进行分级调节。
⑵、均匀后的污酸与投加的石灰乳中和反应,控制P H达到10-11,反应出水通过自动反洗过滤器,滤渣经板框机压滤,滤液与酸性废水混合,均化,并通过投入少量石灰乳,调节P H为7-9之后,进入自动反洗过滤器,滤渣用板框机压滤,滤液进入电化器进行电化学处理。
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高浓度含砷废水处理方案比选国内目前处理含高砷、氟及重金属废水的方法主要有硫化沉淀法、絮凝共沉淀法、中和沉淀法、铁氧体法等,应用较多的是前两种。
对含砷浓度极高的废水,采用硫化钠脱砷, 再与厂内其他废水混合后一并中和处理(贵溪冶炼厂、金隆铜业有限公司等采用此法) ;对含砷浓度较低的废水一般采用石灰—铁盐共沉淀法(葫芦岛锌厂、安徽金昌冶炼厂、铜陵第一冶炼厂等采用) 。
下面就硫化沉淀法、絮凝共沉淀法、中和沉淀法、铁氧体法进行介绍。
1.硫化沉淀法硫化沉淀法是去除废水中的砷和多种重金属的常用方法,它的处理机理是在废水中加入硫化剂与砷生成难溶的硫化物,沉降分离除去砷。
常用的硫化剂有硫化钠、硫氢化钠、硫化氢等。
对于砷含量较高的酸性废水,采用硫化法可去除废水中约99%以上的砷,形成以三硫化二砷为主要成分且含量较高的含砷废渣,有利于砷的回收利用。
但该方法不适用于污水中的微量砷的去除,只适用于对工业生产的高含量砷的污水进行初步除砷,要使工业污水达标排放,还要辅助使用混凝法等其它方法。
而且最好在酸性条件下进行,否则沉淀物难以过滤。
另外,硫化沉淀后的清液中尚有过剩的S2-排放前要除H2S。
硫化剂本身有毒、价贵,因而还限制了它在工业上的广泛应用。
2.絮凝共沉淀法絮凝共沉法是目前处理含砷废水用得最多的方法。
借助加入(或者原有)的Fe2+,Fe3+,Al3+,Mg2+,Mn2+等离子,并用碱(一般是氢氧化钙)调到适当的PH。
使其水解形成氢氧化物胶体,这些氢氧化物胶体能把AsO43-Ca(AsO2)2、Fe(AsO2)3、CaF2及其它杂质吸附在表面,在水中电解质的作用下,氢氧化物胶体相互碰撞凝聚,并将其表面吸附物(砷化物)包裹在凝聚体内,形成绒状凝胶下沉,达到除砷的目的。
常用的絮凝剂有铝盐(如硫酸铝、聚合硫酸铝等)和铁盐(如三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁等)。
其中,铁盐混凝法是利用FeCl3在水溶液中易水解成Fe(OH)3的性质,进行混凝吸附五价砷的方法。
该方法一般采用搅拌,铁氧化等将三价砷氧化成五价砷,从而达到除砷目的。
林玉琴[33]等用FeCl3在pH=7的中性水中,将水解生成的Fe(OH)3与纸浆的复合沉淀物作为吸附剂处理饮用水,经实验室实验已取得成功。
适宜于降低地下水中的砷,使之达到饮用水卫生标准;对Fe、Mn、As共存的地下水,降砷效果尤为显著。
3.中和沉淀法中和沉淀法是一种应用较广的方法,其机理主要是往废水添加碱〔Ca(OH)2或NaOH〕,提高溶液pH值,这时砷生成钙或钠盐沉淀,由于砷的固有性质,这种方法泥渣沉淀缓慢,且很难将废水的砷净化到符合排放标准。
在酸性废水处理中主要的碱性中和剂有:NaOH(烧碱)、Ca(OH)2(熟石灰)、氨水、白云石、石灰石、电石渣等。
其中石灰应用最为普遍,它价廉易得,中和反应效果好。
工业上也常用石灰作为钙中和沉淀剂。
BOTHE和BROWN通过实验确定,在向含As5+的废水中投加石灰时,会形成Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O、Ca5(AsO4)3OH和Ca3(AsO4)2等。
朱义年等通过混合沉淀和溶解实验详细研究了pH值和Ca与As摩尔比对石灰沉淀法处理高含量含砷废水的影响。
由于石灰与砷化合物作用较慢,生成的偏亚砷酸钙Ca(AsO2)2颗粒较小,所以反应不易完全,除砷效果较差。
用石灰作为沉淀剂的最大优点是处理成本低、工艺简单、对含砷较高的污水用此法可得到理想的处理效率,但在含砷废水处理过程中沉淀析出的砷酸钙稳定性较差,上世纪80年代的一些研究结果表明,砷酸钙与空气中的二氧化碳接触会分解成碳酸钙和砷酸,从而砷重新进人溶液中,造成二次污染。
NISHIMURA等通过实验发现,在高温下锻烧可以降低砷酸钙和亚砷酸钙的溶解度。
在锻烧过程中,无定形的砷酸钙和亚砷酸钙可以转变成晶体结构的砷酸钙,且锻烧温度越高,砷酸钙的溶解度越小。
4.铁氧体法铁氧体法是日本电气公司(NEC)研究出来的一种从废水中除去重金属的工艺技术,是在含重金属离子废水中加入铁盐,利用共沉淀法从废水中制取通讯用的高级磁性材料超性铁氧体,化学结构式是Fe3O4。
形成理想铁氧体的条件是废水中Fe3+:Fe2+=2:1,当溶液中含有其他重金属离子时,这些重金属离子就取代晶格中的Fe2+位置,形成多种多样的铁氧体。
砷是具有金属和非金属性质的两性物质,同样可以用铁氧体法处理,该方法的操作过程是将硫酸亚铁按铁砷比为2.0~2.5加入到废水中,然后加碱调节pH值为8.5~9.0,反应温度为60~70℃,鼓风氧化20~30分钟后可生成咖啡色的磁性铁氧体渣。
Nakazawa Hiroshl等研究指出,在热的含砷废水中加铁盐,在一定pH值下,恒温加热1小时,用这种沉淀法比普通沉淀法效果更好。
铁氧体法的优缺点:这种方法对砷的去除效率较高,形成的沉淀颗粒大,易于分离,且颗粒不会再溶解,无二次污染的问题。
但是铁氧体法在操作过程中需将废水加热到60℃或更高,存在处理成本较高,操作较为复杂等问题。
方案比选及推荐方案根据以上论述,初选的四个方案:石灰-铁盐共沉淀工艺方案,两段硫化沉淀工艺方案,铁氧体法工艺方案以及石灰中和—铁氧体—硫化物沉淀联合工艺方案。
方案一:氧化-石灰中和-铁盐共沉淀工艺方案化学原理(以铁为例):2FeCl3+3Ca(OH)2→2Fe(OH)3↓+3CaCl2AsO43-+Fe(OH)3<=>FeAsO4+3OH-AsO33-+Fe(OH)3<=>FeAsO3+3OH-当pH>10H时,砷酸根、亚砷酸根与氢氧根置换,使一部分砷仅溶于水中,故终点pH值最好控制在10以下。
由于氢氧化铁吸附五价砷的pH值范围要较三价砷大得多,所需的铁砷比较小,故在凝聚处理前,将亚砷酸盐氧化成砷酸盐,可以提高除砷的效果。
方案二:戈尔膜出水深度处理酸性含砷废水二段二级中和槽的出水水质因悬浮物含量较高,且悬浮颗粒中包裹着有害物质,出水不能够直接达标排放。
若出水使用圆筒过滤机进行过滤,出水水质可达标,但出水稳定性不高,渣的含水率高的达60%以上,不利于中和渣的运输和处置。
综合目前国内外应用的膜过滤技术,针对该冶炼技改回收项目的含砷污酸及酸性含砷废水的最终出水情况,设计采用戈尔膜处理系统对出水进行深度处理。
案例:在戈尔膜引进应用中,铜陵有色金属(集团)公司第一冶炼厂是全国首家将戈尔薄膜液体过滤技术成功应用于处理污酸污水的冶炼厂,并且在处理过程中运转良好,处理效果明显有效地提高了出水水质,并且节约了维护成本。
原理:戈尔薄膜过滤技术与传统采用的固体颗粒沉降原理不同,它是以膨化聚四氟乙烯薄膜为滤料,达到真正的表面过滤效果,能将液体中的微小颗粒全部截留在薄膜的表面。
当薄膜表面的滤饼达到一定的厚度后,在控制器的控制下,过滤器会自动地以秒计时一,对膜表面进行反冲洗,滤饼被彻底地从膜表面清理干净。
这样,就完成了一个过滤周期,使得整个过滤基本连续运行,提高了工作效率。
采用戈尔薄膜液体过滤技术与传统的过滤技术相比,戈尔膜工艺先进,能有效缩短流程;采用一级固化,一次完成固液分离,原、辅材料种类较少,无需其他附属设备。
同时具有极佳不粘性和极小摩擦系数的滤膜,避免了滤膜的堵塞;极高的滤膜孔隙率,保证了高通量;过滤精度高,能有效过滤液体中所有悬浮物,保证清水回用,过滤效率高,副产品单一;在膜反冲洗时可用低压反冲洗,大大降低能耗;投资省、运行成本低,分别仅为传统工艺的二分之一和三分之一;并且戈尔膜工艺占地面积小,可有效缩短施工期。
戈尔膜过滤器工作原理如图所示方案三:中和-铁盐-硫化物沉淀三级联合处理工艺工艺流程:通过加入不同的药剂,控制不同的pH值,得到不同的产物,最终实现处理后的污水能达标排放之目的。
一级中和通过加入10%Ca(OH)2,控制pH值为2~3,用以提取一部分合格的石膏;二级中和通过加入10%Ca(OH)2,控制pH值为10~11,同时加入10%FeSO4·7H2O及絮凝剂并通入曝气,用以达到除去氟、砷及锌、铅等重金属的目的;三级中和首先通过加10%H2SO4调节pH值为5~6,同时加入10%Na2S及10%FeSO4·7H2O进一步去除砷、汞和微量的重金属,最后通过加入10%NaOH调节pH值为7~8;中和后的废水经过砂滤塔过滤,实现达标排放、回收利用。
主要设备:由于这种污水处理方法主要是通过控制pH值来实现的,所以对其的控制很严格。
我们在涉及pH值控制的部分均采用日本生产的pH在线分析仪监测,将监测到的数据与可编程逻辑控制器(PLC)相联,由计算机自动控制药剂的加入量。
再有,一级中和采用了2台全自动立式离心机分离石膏,二、三级中和采用了2台全自动板框压滤机滤出重金属化合物沉淀,同时在二级中和部分还采用了2台空气压缩机,用来提供曝气,曝气量为3m3/min。
最后为了去除污水本身及各级中和过程形成的固体悬浮物,在三级中和的后部设置了一个砂滤塔,以保证处理后水中的悬浮物达标。
主要构筑物:在构筑物方面,主要是设置了一个大的药剂配制厂房,用以Ca(OH)2和FeSO4·7H2O原料的储存和配制,另一个主要建筑是办公厂房,里面有一个用来配制Na2S、絮凝剂及其他药剂的药剂室,以及离心机室、压滤机室、配电室、主控室、操作室、分析室等。
在污水处理现场,主要有一、二、三级中和各自的中和槽、浓密池、清水池等。
对上述方案进行比较方案四:硫化法+石灰石二段中和法硫化法+石灰石二段中和法处理复杂精金矿冶炼污酸废水是一种新型的处理工艺组合的应用,该工艺中用到的主要设备为浓密机、石灰石浆化槽和压滤机,这些设备的造价较低,运行维护较为简单,在运行过程中也会出现设备腐蚀、漏酸等现象,但总体运行较为稳定,工艺事故发生率小。
在此法处理过程中实现一步硫化替代分步硫化,根据铜、汞、砷硫化物溶度积不同,理论上可通过控制硫化反应阶段的pH值和氧化还原电极电位。
二段配合处理过程中,能使铜、汞元素先沉淀,砷后沉淀去除,更有利于铜、汞、砷的深度综合利用。
同时两段中和处理后,出水呈碱性,可与全厂酸性废水中和进行后续处理,在深化处理的同时,使碱性出水得到了有效地利用。
同时,进过二段处理后,出水水质在汞、砷、氟等多项元素指标上均能达标,相对于其他工艺来说,工艺流程较为简练。
含砷污酸的二段处理方法虽然分为两个处理阶段,但在工艺流程设计上是连续进行的。
制酸车间及电解净液车间排出的污酸集中送至原液贮槽,原液贮槽设置在污酸污水处理站,作用相当于调节池。
污酸原液用原液泵送至硫化氢吸收塔,硫化氢吸收塔主要功能是吸收硫化氢反应槽产生的硫化氢(H2S)气体。
吸收处理完的废酸自流进硫化反应槽,在硫化反应槽内投加饱和Na2S溶液,反应去除Hg、As离子。