BG102418A

BG102418A - Method for arsenic-containing sludge treatment

Info

Publication number: BG102418A
Application number: BG102418A
Authority: BG
Inventors: Hiroshi Fujita; Koosoo Tao; Taku Shimizu; Mamoru Yokose
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 1998-04-29
Filing date: 1998-04-29
Publication date: 1999-10-29

Abstract

By the method sludge produced in the adjustment of the pHvalue of waste waters to 12 or more are treated by the addition ofa calcium-containing substance and the separation of the sludgeformed from the liquid phase. Slacked lime is added to the sludgeafter which it is quenched.3 claims

Description

Уводна частIntroductory part

Изобретението се отнася до метод за обработване на утайки, съдържащи арсен, отделени след коагулационно утаяване от течни отпадъци, с цел превръщането им в безвредни за околната среда компоненти.The invention relates to a method of treating sludge containing arsenic separated after coagulation sedimentation from liquid wastes in order to convert them into environmentally friendly components.

Известните методи за обработване на отпадъчни води, съдържащи арсен, включват адсорбционен метод, йонообменен метод, коагулация на сулфиди, съутаяване на хидроксиди и др. Най-разпостранен от тези методи е съутаяването на хидроксиди, при който се използват калциев хлорид, магнезиев хлорид, ферихлорид и др. На фиг. 2 е показан пример на технологичнаKnown methods for treating waste water containing arsenic include adsorption method, ion exchange method, coagulation of sulfides, co-precipitation of hydroxides and the like. The most common of these methods is the co-occurrence of hydroxides using calcium chloride, magnesium chloride, ferric chloride and the like. In FIG. 2 shows an example of a technological

схема на хидроксидно съутаяване.scheme of hydroxide precipitation.

Отпадъчни води 24, съдържащи арсен, които се получават при различни производствени процеси, се подават в реакционен резервоар 21. Арсенът присъства в отпадъчните води под формата на As³⁺ йон на арсеновия триоксид (AsO3³') и As⁵⁺ йон на арсеновата киселина (AsO4³'). Когато към отпадъчните води се прибави калциев хлорид или ферохлорид, се получава калциев арсенат, калциев арсенит или фероарсенат съгласно дадените подолу уравнения, които се утаяват. На фиг. 2 е илюстриран случай, при който се добавя гасена вар, която е типична за целта добавка.Arsenic-containing wastewater 24, which is produced by various production processes, is fed into a reaction tank 21. Arsenic is present in the wastewater in the form of As ³⁺ ion of arsenic trioxide (AsO3 ³ ') and As ⁵⁺ ion of arsenic acid (AsO4 ³ '). When calcium chloride or ferrochloride is added to the effluent, calcium arsenate, calcium arsenite or ferro-arsenate are obtained according to the precipitated equations given below. In FIG. 2 illustrates a case in which slaked lime is added, which is a typical additive.

ЗСа²⁺ + 2AsO3³' Ca3(AsO₃)₂ (1)CSO ²⁺ + 2AsO3 ³ 'Ca3 (AsO ₃ ) ₂ (1)

ЗСа²⁺ + 2AsO4³' -> Ca3(AsO₄)₂ (2)CSO ²⁺ + 2AsO4 ³ '-> Ca3 (AsO ₄ ) ₂ (2)

Fe³⁺ Fe ³⁺ + AsO₃ ³ -¼+ AsO ₃ ³ -¼ FeAsO₃ FeAsO ₃ (3) (3) Fe³⁺ Fe ³⁺ + AsO₄ ³ + AsO ₄ ³ FeAsO₄ FeAsO ₄ (4) (4)

Освен участието в горните реакции калциевият хлорид и ферихлоридът действат като коагуланти и образуваните съгласно горните реакции (1), (2), (3) и (4) съединения на арсена се утаяват, като постепенно утайката се уедрява.In addition to participating in the above reactions, calcium chloride and ferric chloride act as coagulants and the arsenic compounds formed according to the above reactions (1), (2), (3) and (4) precipitate, gradually settling the precipitate.

След това този реакционен флуид се подава към утаител 22 или подобно съоръжение, за да се отдели твърдият материал, и горният слой на флуида се извежда от системата като обработена вода 26. Съдържащата арсен утайка 27 се изпуска откъм дъното и се обработва в дехидратор 23, за да се получи дехидратиран кек 29. След това част от утайката се връща в реакционния резервоар 21 като оборотна утайка 28.This reaction fluid is then fed to a precipitator 22 or similar apparatus to separate the solid material, and the upper fluid layer is removed from the system as treated water 26. The arsenic-containing precipitate 27 is discharged from the bottom and treated in a dehydrator 23, to obtain a dehydrated cake 29. Then a portion of the precipitate is returned to the reaction tank 21 as a reversible precipitate 28.

Посоченото по-горе предшестващо състояние на техниката е свързано със следните проблеми:The prior art mentioned above has the following problems:

1. Не е създаден метод за последователно обработване, включващ обработването на отпадъците до обработването на получените утайки, т.е. предшестващото състояние на техниката включва извличане на арсена от отпадъчните води в утайки и не осигурява превръщането на съдържащите арсен утайки в безвреден продукт, което поставя много проблеми, свързани с опазването на околната среда.1. A sequential treatment method has not been established that includes the treatment of waste up to the treatment of the resulting sludge, i. The prior art involves the extraction of arsenic from wastewater into sludge and does not ensure the conversion of arsenic-containing sludge into a harmless product, which poses many environmental problems.

2. Ако утайките, съдържащи съединения на арсена, които се получават при обработването на отпадъчни води, се депонират само след дехидратиране и сушене, съединенията на арсена се разтварят отново под въздействието на дъждовната вода и подпочвените води и стават нов източник на замърсяване на околната среда.2. If the sludge containing arsenic compounds resulting from the treatment of waste water is deposited only after dehydration and drying, the arsenic compounds are re-dissolved under the influence of rainwater and groundwater and become a new source of environmental pollution. .

Кратко изложение на същността на изобретениетоBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Настоящото изобретение решава горните проблеми на предшестващото състояние на техниката и предлага метод за обработване на съдържащи арсен утайки, получени при обработването на отпадъчни води чрез утаяване, за да се предотврати опасността от повторно елюиране на арсена в околната среда.The present invention solves the foregoing problems of the prior art and provides a method of treating arsenic-containing sludge obtained from the treatment of wastewater by sedimentation to prevent the danger of re-elution of arsenic in the environment.

Настоящото изобретение е създадено, за да реши гореспоменатите проблеми.The present invention is designed to solve the aforementioned problems.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение е създаден метод за обработване на съдържащи арсен утайки, който включва следните етапи: регулиране на pH на 12 или по-високо чрез прибавяне на калцийсъдържащо вещество към отпадъчните води, съдържащи арсен; получаване на съдържаща арсен утайка чрез разделяне на твърдата от течната фаза; прибавяне на гасена вар към отделената утайка, съдържаща арсен; накаляване на утайката.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for treating arsenic-containing sludge, which comprises the following steps: adjusting the pH to 12 or higher by adding a calcium-containing substance to the waste water containing arsenic; obtaining an arsenic-containing precipitate by separating the solid from the liquid phase; adding slaked lime to the separated sludge containing arsenic; germination of the precipitate.

При един предпочитан вариант на изпълнение на метода съгласно изобретението стойността на (А + В ) / С (индекс на излишъка на Са) е в границите 1,5 - 3,0, където А е молното количество на калцийсъдържащото вещество, което се прибавя към отпадъчните води, за да регулира pH на 12 или по-високо; В е молното количество на гасената вар, която се прибавя към съдържащата арсен утайка; С е общото молно количество на калцийсъдържащото вещество за неутрализиране на киселинните отпадъчни води и за взаимодействие с арсена, присъстващ в отпадъчните води.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the value of (A + B) / C (index of excess Ca) is in the range 1.5 - 3.0, where A is the molar amount of calcium-containing substance that is added to the waste water to adjust the pH to 12 or higher; B is the molar amount of slaked lime that is added to the arsenic-containing sludge; C is the total molar amount of calcium-containing substance for neutralizing acid wastewater and for reacting with arsenic present in wastewater.

Съгласно друг предпочитан вариант на изпълнение на изобретението температурата на накаляване на утайките е 650 900°С.According to another preferred embodiment of the invention, the precipitate annealing temperature is 650 900 ° C.

Съгласно настоящото изобретение за обработване на съдържащи арсен утайки приведеният в неразтворимо състояние арсен в напалените утайки е с много висока стабилност и:According to the present invention for the treatment of arsenic-containing sludge, the insoluble arsenic in the heated sludge is of very high stability and:

1. Когато напаленият материал се изхвърли или депонира в земята като индустриален отпадък, съединенията на арсена не се елюират от дъждовните или подпочвените води. Такова елюиране достига стойности максимум до 0,3 mg /1, определени в нормативните актове на Япония относно изхвърлянето на отпадъци, и не представлява опасност като нов източник за замърсяване.1. When the incinerated material is disposed of or disposed of as industrial waste, arsenic compounds shall not be eluted from rain or groundwater. Such elution reaches values up to a maximum of 0.3 mg / l as defined in the Japanese waste disposal regulations and does not present a risk as a new source of pollution.

2. Съединенията на арсена могат да се разрушат термично по време на накаляването; отделянето на арсен в газообразна форма се предотвратява, което допринася за безопасността на околната среда.2. Arsenic compounds may be thermally destroyed during ignition; The release of arsenic in gaseous form is prevented, which contributes to environmental safety.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the annexed figures

Фиг. 1 представлява технологична схема на процеса, включващ метод за обработване на съдържащи арсен утайки съгласно изобретението.FIG. 1 is a flow chart of a process comprising a method for treating arsenic-containing sludge according to the invention.

Фиг. 2 представлява технологична схема на процеса, включващ пример за обработване на съдържащи арсен утайки съгласно предшестващото състояние на техниката.FIG. 2 is a process flow chart comprising an example of treating arsenic-containing sludge according to the prior art.

На фиг. 3 е показана зависимостта между излишъка на Са и количеството на елюирания арсен от утайките при проведени изпитания съгласно Пример 1.In FIG. 3 shows the relationship between the excess Ca and the amount of arsenic eluted from the sludge in the tests performed according to Example 1.

На фиг. 4 е показана зависимостта между температурата на накаляване и количеството на елюирания As от утайките при проведени изпитания съгласно Пример 2.In FIG. 4 shows the relationship between the ignition temperature and the amount of As eluted from the sludge in the tests performed according to Example 2.

На фиг. 5 е показана зависимостта между излишъка на Са и неустойчивостта на As в накалените утайки при проведени изпитания съгласно Пример 3.In FIG. 5 shows the relationship between excess Ca and instability of As in the precipitated sludge in the tests performed according to Example 3.

Описание на предпочитаните варианти на изпълнение на изобретениетоDescription of preferred embodiments of the invention

Изпълнението на метода съгласно изобретението е описано както следва: Йоните на арсена и други тежки метали образуват едропарцалеста утайка, когато към отпадъчните води, съдържащи арсен, се прибавя калцийсъдържащо вещество за регулиране на pH на 12 или по-високо. Като калцийсъдържащо вещество могат да се използват калциев хидроксид (гасена вар, варно мляко), калциев оксид (негасена вар), калциев карбонат, калциев хлорид и др. или техни смеси. Едропарцалестата утайка се отделя от реакционния флуид, като част от нея се връща и се добавя към необработена вода. Остатъкът от утайката се дехидратира и след сушене към него се добавя гасена вар, след което се накалява. Полученият по горния метод накален материал е по-стабилно съединение при наличието на калций в него и когато се депонира в земята това съединение не се елюира от подпочвените и дъждовни води, поради което въздействието му върху околната среда е сведено до минимум.The process according to the invention is described as follows: Arsenic and other heavy metal ions form a coarse precipitate when calcium-containing matter is added to the waste water containing arsenic to adjust the pH to 12 or higher. Calcium hydroxide can be used (calcium lime, lime milk), calcium oxide (quicklime), calcium carbonate, calcium chloride and the like. or mixtures thereof. The coarse precipitate was separated from the reaction fluid, part of which was returned and added to the raw water. The residue from the precipitate is dehydrated and, after drying, the slaked lime is added and then quenched. The hot material obtained by the above method is a more stable compound in the presence of calcium in it and when deposited in the ground, this compound is not eluted from the groundwater and rainwater, and therefore its environmental impact is minimized.

Съгласно един предпочитан вариант на изпълнение на изобретението е желателно стойността на (А + В) / С (индекс на излишък на Са) да е в границите 1,5 - 3,0 при регулирането на pH на 12 или по-високо, където А е молното количество на калцийсъдържащото вещество, което се добавя, В е молното количество на гасената вар, добавена към съдържащата арсен утайка преди накаляването й, и С е общото молно количество на калцийсъдържащото вещество за неутрализация на киселинните отпадъчни води и за взаимодействие с арсена, съдържащ се в тях.According to a preferred embodiment of the invention, it is desirable that the value of (A + B) / C (index of excess Ca) be in the range of 1.5 - 3.0 when adjusting the pH to 12 or higher, where A is the molar amount of calcium-containing substance to be added; B is the molar amount of quenched lime added to the arsenic-containing pre-ignition precipitate; and C is the total molar amount of calcium-containing substance to neutralize acidic waste water and to react with arsenic containing get into them.

Количеството на калцийсъдържащо вещество, необходимо за регулиране на pH на отпадъчните води на 12, е различно и зависи от условията, като например скорост на подаване на добавката. Когато калцийсъдържащото вещество е негасена вар, това количество обикновено е около 1,1 -1,2, изразено чрез индекса на излишък на Са (А / С), при условие, че при взаимодействието на присъстващата в отпадъчните води сярна киселина (SO₄) с негасената вар се получава гипс под формата на едри кристали, който се филтрува лесно. Това означава, че в процеса на регулиране на pH на 12 или по-високо количеството на добавеното калцийсъдържащо вещество обикновено е около 1,1 1,5, изразено чрез индекса на излишък на Са (А / С).The amount of calcium-containing substance required to adjust the wastewater pH to 12 is different and depends on conditions such as the rate of feed of the additive. When the calcium-containing substance is quicklime, this amount is usually about 1.1 -1.2, expressed by the excess Ca (A / C) index, provided that when the sulfuric acid (SO ₄ ) is present in the wastewater. quicklime produces large crystals that are easily filtered. This means that in the process of adjusting the pH to 12 or higher, the amount of calcium content added is typically about 1.1 1.5, expressed by the excess Ca (A / C) index.

Количеството на негасената вар, която се добавя към съдържащата арсен утайка преди накаляването й, е такова, че индексът на излишък на Са [ (А + В) / С ] да е в границите 1,5 - 3,0. Когато индексът на излишък на Са е по-малък от 1,5, ефектът е малък, а когато е по-голям от 3,0, разходите са неизгодно големи. Когато се регулира pH на 12 или по-високо и количеството на калцийсъдържащото вещество, изразено чрез индекса на излишък на Са (А / С), превишава 1,5, количеството на разтворимия арсен от напалените утайки намалява чрез прибавяне на негасена вар към съдържащите арсен утайки преди накаляването.The amount of quicklime that is added to the arsenic-containing precipitate prior to germination is such that the index of excess Ca [(A + B) / C] is in the range of 1.5 - 3.0. When the Ca excess index is less than 1.5, the effect is small, and when it is greater than 3.0, the costs are unprofitable. When the pH is adjusted to 12 or higher and the amount of calcium-containing substance expressed by the excess Ca (A / C) index exceeds 1.5, the amount of soluble arsenic from the precipitated sludges is reduced by the addition of quicklime to the arsenic-containing ones. precipitates precipitated.

Друг вариант на изпълнение на изобретението е обяснен с помощта на фиг 1, която илюстрира пример за осъществяване на изобретението. Съгласно фиг.1 в първия реакционен резервоар 1 се подават отпадъчните води и се регулира pH с гасена вар или друго подобно съе||1нение; в първия коагулационен утаител 2 се осъществява разделяне на утайката, образувана в първия реакционен резервоар чрез утаяване или седиментация; във втория реакционен резервоар 3 се подава горния слой на флуида, отведен от първия коагулационен утаител 2, и добавка от коагулант, който се използва и за регулиране на стойността на pH; във втория коагулационен утаител 4 се осъществява разделяне чрез седиментация на утайката, образувана във втория реакционен резервоар 3; в резервоара за складиране 5 се подават и съхраняват утайките, съдържащи съединения на арсен, отделени чрез утаяване в първия коагулационен утаител и във втория коагулационен утаител. От резервоара за складиране 5 утайките се подават за дехидратиране в дехидратор 6. Накалителната пещ 8 се използва за накаляване на предварително изсушения в сушилня 7 твърд материал.Another embodiment of the invention is explained by means of FIG. 1, which illustrates an embodiment of the invention. According to FIG. 1, wastewater is fed into the first reaction tank 1 and the pH is adjusted with quenched lime or other similar composition; in the first coagulation precipitator 2, the precipitate formed in the first reaction tank is separated by precipitation or sedimentation; in the second reaction tank 3 is fed the top layer of fluid withdrawn from the first coagulation precipitator 2 and a coagulant additive which is also used to adjust the pH; the second coagulation precipitator 4 is separated by sedimentation of the precipitate formed in the second reaction tank 3; sludge containing arsenic compounds separated by precipitation in the first coagulation precipitator and in the second coagulation precipitator is fed and stored in the storage tank 5. From the storage tank 5, the sludge is fed for dehydration to a dehydrator 6. The kiln 8 is used to temper pre-dried solid material in the dryer 7.

В описаната по-горе система отпадъчните води, съдържащи арсен, се изпускат от всякакъв вид производства и постъпват в реакционния резервоар 1. Прибавянето на гасена вар 12 към отпадъчните води като калцийсъдържащо вещество за регулиране на pH на 12 или по-високо води до образуване на хидроксилна едропарцалеста утайка от тежки метали като желязо и мед, а освен това и на калциев арсенат и калциев арсенит. След това този реакционен флуид се подава в първия коагулационен утаител 2 за разделяне на твърдата от течната фаза. Не е необходимо да се лимитира методът за разделяне на твърдата от течна фаза. Например, такова разделяне може да се извърши чрез филтриране. Част от първата коагулационна утайка, която се изпуска откъм дъното на първия коагулационен утаител, се връща в първия реакционен резервоар 1 като оборотна утайка 17а и се смесва с необработени отпадъчни води за ускоряване на образуването на едропарцалеста утайка, а останалото количество от утайката се съхранява в резервоара за складиране 5.In the system described above, waste water containing arsenic is discharged from any type of production and fed into the reaction tank 1. The addition of slaked lime 12 to the waste water as a calcium-containing substance to adjust the pH to 12 or higher leads to the formation of hydroxyl coarse sludge of heavy metals such as iron and copper, as well as calcium arsenate and calcium arsenite. This reaction fluid is then fed into the first coagulation precipitator 2 to separate the solid from the liquid phase. There is no need to limit the method of separating the solid from the liquid phase. For example, such separation can be accomplished by filtering. Part of the first coagulation precipitate, which is discharged from the bottom of the first coagulation precipitate, is returned to the first reaction tank 1 as a recirculating precipitate 17a and mixed with untreated wastewater to accelerate the formation of coarse precipitate, and the remaining amount is stored in the precipitate. storage tank 5.

Когато утайката в резервоара за складиране 5 достигне определено количество, тя се подава към дехидратора 6 от рода на филтърпреса или центрофуга, където се подлага на дехидратиране. След това утайката се подава към сушилня 7 и се суши при температура 200°С. Към изсушената утайка се добавя гасена вар 9, след което се подава към накалителната пещ 8 за накаляване. Накаленият материал 19, получен съгласно описания метод, при депониране в земята или при депониране като опасен индустриален отпадък, не съдържа разтворими от дъждовните и подпочвени води вредни компоненти като арсен, поради което въздействието му върху околната среда е сведено до минимум. Добавянето на гасена вар 9 може да се извърши след дехидратора 6 и преди сушилнята 7.When the precipitate in the storage tank 5 reaches a certain amount, it is fed to the dehydrator 6, such as a filter press or centrifuge, where it is subjected to dehydration. The precipitate was then fed to an oven 7 and dried at 200 ° C. Extruded lime 9 is added to the dried precipitate and then fed to the kiln 8 for tempering. The incandescent material 19 obtained according to the described method, when deposited in the ground or when disposed of as hazardous industrial waste, does not contain harmful components such as arsenic from rain and groundwater, and therefore its environmental impact is minimized. The addition of slaked lime 9 can be performed after the dehydrator 6 and before the dryer 7.

След разделянето на твърдата от течната фаза в споменатия първи утаител 2 обработеният флуид се подава към втория утаител 3, където стойността на pH се регулира на 6 - 9 чрез добавяне на желязна сол (например ферихлорид 14) и киселина (например солна киселина 13). В резултат остатъчният арсен във флуида под формата на фериарсенат се съутаява, увлечен от едропарцалестата утайка от ферихидроксид, която се получава едновременно с фериарсената. Като желязна сол се използват ферихидроксид и ферисулфат, но ферисулфатът води до образуване на калциев сулфат, който увеличава количеството на утайката, което не е желателно. Поради това ферихидроксидът е най-подходящ.After separation of the solid from the liquid phase in said first settler 2, the treated fluid is fed to the second settler 3, where the pH is adjusted to 6-9 by the addition of an iron salt (eg ferric chloride 14) and an acid (eg hydrochloric acid 13). As a result, the residual arsenic in the fluid in the form of ferriarsenate is coagulated, entrapped by the coarse-grained ferrihydroxide precipitate, which is obtained simultaneously with the ferriarsenate. Ferric hydroxide and ferrisulfate are used as the iron salt, but ferrisulfate results in the formation of calcium sulfate, which increases the amount of precipitate that is not desirable. Ferrihydroxide is therefore most suitable.

Този реакционен флуид се подава към втория коагулационен утаител 4. В този случай последващото прибавяне ма на макромолекулярен коагулант 15 във втория коагулационен утаител 4 или в средата на входящата тръба води до уедряване на едропарцалестата утайка и разделянето й чрез седиментация се улеснява. Също така и в този случай не е необходимо да се ограничава методът за разделяне на твърдата от течната фаза, възможно е например да се използва филтриране. Получената втора коагулационна утайка 18 остава във втория коагулационен утаител 4 и се подава към първия реакционен резервоар 1 или към втория реакционен резервоар 3 за ускоряване образуването на едропарцалеста утайка.This reaction fluid is fed to the second coagulation precipitator 4. In this case, the subsequent addition of macromolecular coagulant 15 in the second coagulation precipitator 4 or in the middle of the inlet tube causes the coarse precipitate to settle and partition is facilitated by sedimentation. In this case, too, there is no need to limit the method of separating the solid from the liquid phase, for example, it is possible to use filtering. The resulting second coagulation precipitate 18 remains in the second coagulation precipitator 4 and fed to the first reaction tank 1 or to the second reaction tank 3 to accelerate the formation of coarse precipitate.

Арсенът е почти напълно отстранен от горния слой на флуида, отделен от втория коагулационен утаител 4, и той може да се изпусне като обработени води 16, които отговарят на изискванията на различни стандарти за отпадъчни флуиди.The arsenic is almost completely removed from the upper fluid layer separated from the second coagulation precipitator 4, and it can be discharged as treated waters 16 that meet the requirements of different waste fluid standards.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention

Пример 1. Към отпадъчни води, получени от участък за производство на сярна киселина в завод за рафиниране на мед, се добавя гасена вар за регуриране на pH на 12 (индексът на излишък на Са е 1,43). Приготвя се проба, като към отделената чрез филтриране и изсушена утайка със състав, даден в Таблица 1, се добавя гасена вар, след което се накалява. Изпитването на пробата за елюиране се провежда в съответствие със стандартни изпитания, изготвени от Агенцията за защита на околната среда (Метод на ЕРА 1311). На фиг. 3 са представени резултатите от изпитването, показващи зависимостта между индекса на излишък на Са, включващ добавената гасена вар, и резултатите от изпитването за елюиране (количеството на елюирания арсен).EXAMPLE 1 To the waste water obtained from a sulfuric acid production site in a copper refining plant was added slaked lime to adjust the pH to 12 (the Ca excess index was 1.43). A sample is prepared by adding quenched lime to the filtered off and dried precipitate with the composition given in Table 1 and then calcined. The elution sample test shall be carried out in accordance with standard tests prepared by the Environmental Protection Agency (EPA Method 1311). In FIG. 3 shows the test results showing the relationship between the Ca excess index including the added slaked lime and the results of the elution test (the amount of arsenic eluted).

Таблица 1Table 1

Компоненти (мас. %)Components (wt.%)

СаО CaO SO₄ SO ₄ Fe₂O₃ Fe ₂ O ₃ CuO CuO As₂O₃ Ace ₂ O ₃ 41,0 41,0 40,9 40,9 0,5 0.5 0,5 0.5 8,0 8.0

В резултат, както е показано на фиг. 3, количеството на елюирания арсен се намалява чрез допълнителна добавка от гасена вар даже в случаите, когато арсенът под формата на As₂O₃присъства в дехидратираната утайка в големи количества - 8,0 мас.%. Нещо повече, установено е, че накаляването на утайките, към които е добавена хидратна вар, е ефективно за ускоряването на неразтворимостта на арсена.As a result, as shown in FIG. 3, the amount of arsenic eluted is reduced by the additional addition of quenched lime even when the arsenic in the form of As ₂ O _{3 is} present in the dehydrated sludge in large quantities - 8.0 wt.%. Moreover, it has been found that the precipitation of sludge to which hydrated lime is added is effective in accelerating the insolubility of arsenic.

Индексът на излишък на Са се установява на 2,8 в етапа на добавянето на гасена вар към отпадъчните води, за да се регулира pH. Подобно изпитание за елюиране се провежда с проба, получена чрез накаляване на утайка, към която след разделянето не е добавено допълнително количество гасена вар. Полученият резултат е 0,07 mg/l (отбелязан на фиг. 3 със символа х). Както се вижда от фиг. 3, при установяването на излишъка на Са на 1,43 в етапа на регулиране на pH на 12 или по-високо и при добавянето на допълнително количество гасена вар след отделянето на утайката за установяване на индекса на излишък на Са, равен на 2,8, след което утайката се накалява, полученият резултат е 0,01 mg/l. От горното следва, че ефективността от добавянето на допълнително количество гасена вар в етапа на накаляване е очевидна.The Ca excess index is set at 2.8 in the step of adding slaked lime to the waste water to adjust the pH. Such an elution test is carried out with a sample obtained by tempering a precipitate to which no additional quenched lime is added after separation. The result obtained was 0.07 mg / l (indicated in figure 3 with the symbol x). As can be seen from FIG. 3, when the Ca excess was found to be 1.43 at the pH adjustment step of 12 or higher and the addition of additional lime after separation of the precipitate to establish a Ca excess index equal to 2.8 , after which the precipitate was calcined, the result obtained was 0.01 mg / l. It follows from the above that the effectiveness of adding an additional amount of extinguished lime to the firing step is obvious.

Когато изпитването за елюиране на арсен е проведено в съответствие с метода съгласно Правило N 13 на Министерски съвет на Япония („Метод за изпитване на вредни вещества, съдържащи се в индустриалните отпадъци“), концентрацията на елюирания арсен е 1/40 -1/100 от тази, уточнена при Метод на ЕРА 1311 и е установено, че стойността от 0,3 mg/l елюиран арсен, регламентирана от Наредбата за изхвърляне на отпадъци лесно се постига чрез добавянето на гасена вар дори в случаите, когато утайките не се накаляват.When the arsenic elution test is carried out in accordance with the method of Regulation No 13 of the Council of Ministers of Japan ("Test Method for Hazardous Substances Contained in Industrial Waste"), the concentration of eluted arsenic is 1/40 -1/100 from that specified in EPA Method 1311 and found that the 0.3 mg / l eluted arsenic value regulated by the Waste Disposal Ordinance is easily achieved by the addition of quenched lime even when the sludge does not temper.

Пример 2. Изпитването за елюиране на арсена се провежда в съответствие с Метод на ЕРА 1311 с проба от същата утайка (без добавянето на допълнително количество гасена вар), както в Пример 1 чрез накаляване при различни температури. На фиг. 4 са показани получените резултати. Както се вижда от тази фигура, доказано е, че накаляването при температура над 650°С ускорява неразтворимостта на арсена в утайките и намалява елюирането му.Example 2. The arsenic elution test was carried out in accordance with Method EPA 1311 with a sample of the same precipitate (without the addition of additional quenched lime) as in Example 1 by calcination at different temperatures. In FIG. 4 shows the results obtained. As can be seen from this figure, it has been shown that calcination at a temperature above 650 ° C accelerates the insolubility of arsenic in the sludge and reduces its elution.

Чрез дифракционен анализ на рентгенови лъчи и фотоелектронен спектрален анализ на накаления материал е установено, че тривалентният арсен As³⁺ в утайките се превръща в петвалентен As⁵⁺ чрез накаляване при температура 650°С или повисока. Следователно, обикновено не е необходимо да се окислява As³⁺ чрез добавяне на окислителен реагент към отпадъчните води, съдържащи арсен, за да превърне As³⁺b неразтворим As⁵⁺.By X-ray diffraction analysis and photoelectron spectral analysis of the incandescent material, it was found that the trivalent arsenic As ³⁺ in the precipitates was converted to the five-valent As ⁵⁺ by annealing at 650 ° C or higher. Therefore, it is not usually necessary to oxidize As ³⁺ by adding an oxidizing reagent to the waste water containing arsenic to convert As ^{3+ to} insoluble As ⁵⁺ .

Пример 3 .Има опасност от преминаване на газообразен арсен в атмосферата, когато съдържащите арсен утайки се накалят и съединенията на арсена станат термично разложими. Затова зависимостта на температурата на накаляване и освобождаването на арсен чрез термично разлагане е установена чрез изменение на индекса на излишък на Са - чрез прибавяне на допълнително количество гасена вар към същата утайка от Пример 1. На фиг. 5 са показани получените резултати.EXAMPLE 3 There is a danger of the passage of gaseous arsenic into the atmosphere when the arsenic-containing precipitates become hot and the arsenic compounds become thermally degradable. Therefore, the dependence of the tempering temperature and the release of arsenic by thermal decomposition was established by changing the index of excess Ca - by adding an additional amount of quenched lime to the same precipitate of Example 1. In FIG. 5 shows the results obtained.

Както се вижда от фигурата, увеличението на индекса на излишък на Са чрез прибавяне на допълнително количество гасена вар намалява освобождаването на арсен в газова фаза, което е ефективно от гледна точка на контрола, свързан със замърсяването на въздуха.As can be seen from the figure, increasing the Ca excess index by adding an additional amount of quenched lime reduces the release of arsenic in the gas phase, which is effective from the point of view of air pollution control.

За специалиста в областта са очевидни много други варианти и модификации на изобретението, без да се излиза извън неговия обхват. Следователно, описаните по-горе варианти и примери за изпълнение на изобретението са илюстративни и се подразбира, че всички подобни варианти и модификации са в обхвата на изобретението, определен от приложените претенции.Many other variants and modifications of the invention will be apparent to those skilled in the art without departing from their scope. Therefore, the above described embodiments and embodiments of the invention are illustrative and it is understood that all such variants and modifications are within the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims

Patent Claims

A method for treating sludge containing arsenic, comprising the following steps: adjusting the pH to 12 or higher by adding calcium-containing substance to the waste water containing arsenic, obtaining arsenic-containing sludge by separating the solid from the liquid phase, adding extinguished lime to the arsenic-containing precipitate and calcination of the precipitate.

A method according to claim 1, characterized in that the value of (A + B) / C (index of excess Ca) is in the range 1.5 - 3.0, where A is the molar amount of the calcium-containing substance which is added to adjust the pH to 12 or higher; B is the molar amount of hydrated lime that is added to the arsenic-containing precipitate; and C is the total molar amount of calcium-containing substance used to neutralize acidic wastewater and to interact with arsenic present in them.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature of said calcination is 650 900 ° C.