CN102107981A - 一种高效率的含砷废水处理方法 - Google Patents

Abstract

一种高效率处理含砷废水的方法，该方法解决了已有技术中的问题，提供了处理含砷废水完整方法，它能通过自氧性氧化铁流杆菌预先催化氧化处理As³⁺，将亚砷酸离子氧化为砷酸离子，然后加入钙化合物聚集水中含砷废物，进行两次固液分离，且污泥可以再次进入废水进行循环除砷，处理后废水砷含量极低，且其排出的含砷污泥经干燥、焙烧变成无害物填埋，排出的水可直排。

Description

一种高效率的含砷废水处理方法

技术领域

本发明涉及一种能够高效率处理含砷废水使其无害的方法，属于环保工程技术领域。

背景技术

通过脱除砷使含砷废水无害的常规处理方法包括：吸附、离子交换、硫化物沉淀，氢氧化合物共同沉淀等。典型的处理思路是利用钙化物、铁盐、镁化合物等的氢氧化合物共同沉淀方法。这些方法有下述缺陷：除砷的效率低，若废水中含有大量砷或As3+，脱砷效率不高；除砷工艺中使用次氯酸钠等强氧化剂容易造成二次污染；处理过程以废水中砷转移到污泥结束，形成的含砷污泥加铁盐脱水干燥后简单排出，砷易被雨水或地下水浸出形成二次污染。

发明内容

本发明解决了已有技术中的问题和提供了处理含砷废水的完整方法，它能通过自氧性氧化铁流杆菌预先催化氧化处理As3+，将亚砷酸离子氧化为砷酸离子，再加入钙化合物聚集水中含砷废物，污泥可返回到废水中实现循环除砷，使处理后废水砷含量极低，且最终排出的含砷污泥经干燥、焙烧变成无害物填埋，最终外排水几乎不含砷可达标直排。其基本内容如下：

1、通过加入自氧性氧化铁流杆菌等氧化剂预先催化氧化处理As3+，将亚砷酸离子在环保的环境中氧化为砷酸离子，As5+形式的砷比As3+溶解度低，易沉淀脱除，可大大提高后续工艺的除砷效率。在自氧性氧化铁流杆菌作用下，砷的分解氧化过程可加速几十倍，氧化率可达90％以上；细菌浸出一般在25～35℃常压下进行，必要时用压缩空气向溶液供氧并搅拌以强化反应过程，对环境不会带来二次影响。

AsO33-+〔O〕→AsO43-

2、向含砷废水中加入钙化合物调整PH值到12-13。钙化合物加入到此废水时，将按如下反应式反应生成高度不溶解的砷酸钙，PH值到12.5以上砷酸钙溶液沉淀。然后将其分离成固体和液体(首次固液分离)。由于需要大量熟石灰等钙化物，调节PH值到13以上成本太高。

3Ca2++2AsO43-→Ca3(AsO4)2

3、向固液分离后溶液中加入铁盐如氢氧化铁或氯化铁，调整PH值到6～8，铁盐被加入到此废水时，将按如下反应式反应生成不溶解的砷酸铁，加之溶液中剩余的砷被同时生成的氢氧化铁絮状沉淀包围，并与絮状沉淀一起沉淀。加入铁盐的量保持Fe/As重量比在5至20范围。若此比值低于5，不能获得期望的效果，比值高于20成本太高。

Fe3++AsO43-→FeAsO4

4、向加入铁盐的溶液中再加入高分子絮疑剂，聚集絮状沉淀，促进并进行第二次固液分离。

5、对前述2、4固液分离所得污泥进行脱水、干燥、焙烧，获得的焙烧产物埋入地下后很难渗出到地下水，避免了将含砷污泥简单加铁盐脱水干燥后排出、而砷被雨水或地下水浸出生成其他污染物的危害，因此保持对环境的影响最小。

6、固液分离后的清液几乎不含砷，可以实现达标排放。

本发明解决了已有技术中的问题和提供了处理含砷废水的完整方法，使废水中含有的砷被有效脱除，满足环保要求，使废水中分离出来的含砷污泥变成无污染。

具体实施方式

图1是根据本发明处理含砷废水方法实施例的简要说明图。

图1中，9是第一反应槽，废水1被加入，同时加入氧化铁流杆菌等组成的细菌氧化剂2′预先氧化处理As3+，后加入熟石灰2调节PH值；10是第一聚集沉淀槽，在反应槽中形成的聚集物在此沉淀、分离；11是第二反应槽，第一聚集沉淀槽10排出的上清液被加入，并加入絮状剂，调节PH值；12是第二聚集沉淀槽，在第二反应槽11中生成的聚集物在此沉淀、分离；13是污泥蓄槽，在第一聚集沉淀槽10和第二聚集沉淀槽12中沉淀和分离的含砷污泥(一级聚集沉淀污泥6和二级聚集沉污泥7)在此被接收和蓄存；14是脱水器，对来自污泥蓄槽13的污泥脱水；15是干燥器，脱水器中的过滤饼在此干燥；16是焙烧炉，干燥器15干燥的固体在此焙烧。

在上述实施方案中，从各种工厂中排出的废水1加到9。由于As5+比As3+溶液度更低并易于脱除，因此，通过加入氧化铁流杆菌等组成的细菌氧化剂2′预先氧化处理As3+。若向此废水1加入熟石灰2，除砷酸钙絮状沉淀外还生成如铁、铜、铅等重金属氢氧化物絮状沉淀。在此阶段，加入熟石灰2调节PH值到12-13，砷酸钙溶液沉淀。然后，此反应溶液被引入第一聚集沉淀槽10进行固液分离(第一次固液分离)。经过第一聚集沉淀槽10静置后，排出的部分一级聚集沉淀污泥作为返回污泥6返回第一反应槽9与未处理废水混合促进絮状沉淀生成，同时残余被蓄存和保留在污泥蓄槽13中。

当污泥在污泥蓄槽13中达到预定的高度，污泥经过脱水器14如压滤机、离心机等进入干燥器15，在200℃左右干燥，然后进入焙烧炉16焙烧。焙烧温度优选500℃-650℃范围。获得的焙烧产物埋入地下后有毒成分很难渗入到地下水中。

经上述第一聚集沉淀槽10固液分离后溶液被加入到第二次反应槽11中，通过加入铁盐3调节PH值到6～9，溶液中存在的砷形成的砷酸铁被同时生成的氢氧化铁絮状沉淀包围，并与絮状沉淀共同沉淀。虽然氯化铁和硫酸铁可作为铁盐使用，但由于生成的硫酸钙使污泥量增加，不选硫酸铁，优选氢氧化铁。加入铁盐的量优选保持Fe/As重量比在5至19范围。

反应溶液被加入到第二聚集沉淀槽12。若高分子絮状剂4被加入到第二聚集沉淀槽12的反应溶液中，絮状沉淀进行聚集并促进沉淀分离。经过第二聚集沉淀槽4静置后，从设备底部排出的部分二级聚集沉淀污泥7返回第一反应槽9或第二反应槽11促进絮状沉淀生成。二次聚集沉淀槽12的上清液水几乎不含砷，可作为满足排出标准的处理后水5排出。

Claims (5)

1.一种处理含砷废水的方法。包括加入自养性氧化铁流杆菌等预先氧化处理将As^3+，亚砷酸离子氧化为As⁵⁺砷酸离子，然后向含砷废水中加入钙化合物调整PH值到12-13；将其分离成固体和液体(第一次固液分离)；固液分离后向处理后溶液加入铁盐调整PH值到6～9；再将后者分离为固体和液体(第二次固液分离)，前述固液分离所得污泥进行焙烧填埋。

2.根据权利要求1所述，固液分离所得污泥进行脱水、干燥、焙烧、填埋。

3.根据权利要求1所述，污泥的经济焙烧温度在500至650℃范围。

4.根据权利要求1所述，加入铁盐的量保持加入铁盐的铁组分与废水中砷的重量比(Fe/As)在5至19范围。

5.根据权利要求1所述，第二次固液分离后，污泥可返回到未处理的废水中或第一次固液分离后的废水中，循环脱砷，直至达标。