CN1037197C - 从含砷废水中提取砷的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种从含砷废水中提取砷的方法和装置。按以下几个步骤进行，即过滤其悬浮物；调节其pH值小于1.5；通过装置反应器与硫化亚铁反应；应用分离技术提取砷；用石灰乳中和废水，控制pH值在8-9间，经沉淀分离，使水质含砷量小于0.5mg/L，负二价硫含量小于1mg/L。砷回收率达99.5%以上，砷硫化物含砷量大于50%。能有效地防止砷对环境的污染，降低成本，为砷资源的综合利用提供了一种新途径。
Description
本发明涉及化学、冶金的废水处理技术领域，具体地涉及一种从含砷废水中提取砷的方法及装置。
目前国内外对含砷废水的处理方法较多，常见的有石灰法、铁盐法、软 锰矿法和硫化法。(《环保工作者实用手册》，冶金工业出版社，1984年11月第一版，1986年6月第二次印刷第464页-468页)，前三种方法都是把含砷废水中的砷转移到固相，形成有毒有害的工业废渣，易造成二次污染，而宝贵的砷资源得不到利用。后一种硫化法虽然适用处理含砷酸性废水，砷以阳离子形式存在；是利用硫化钠、硫氢化钠和砷反应生成难溶的硫化砷，其除砷效果好，形成硫化砷含量较高，有一定利用的价值，但其存在向酸性废水中投加硫化钠、硫氢化钠发生剧烈酸碱反应，80％以上生成硫化氢气体逸出，污染大气，其需用氢氧化钠吸收，处理成本高、设备复杂、操作难以控制等缺点。
本发明的目的是克服上述方法的缺点，提供一种从含砷废水中提取砷的方法及装置，它既能有效地提取砷并防治砷对环境的污染，又能为高砷矿的开采应用，砷资源的综合利用，开拓一条新的途径。
本发明的任务是通过下述方法及装置实现的，其主要技术特征是按以下几个步骤进行的。(参见图1、图3)
(1)将含砷废水中悬浮物滤去；
(2)调节含砷废水的PH值，使其PH小于1.5；
(3)将上述含砷废水从上部通入装置反应器(18)中与其内硫化亚铁反应，平均停留20-25分钟，从下部的出口(10)放出；
(4)控制出口(10)出水中负二价硫过剩量5-10mg/l；
(5)提取砷后废水再加石灰乳中和处理，控制PH值在8-9之间，经斜板沉淀分离，除去铁、负二价硫及微量砷，使水质含砷小于0.5mg/l，负二价硫含量小于1mg/l，使废水符合GB8978《污水综合排放标准》排放。
实现上述的方法的主要设备是装置反应器，其包括一个圆柱形壳体(3)及上、下废水进、出口(2)、(10)，其主要技术特征是其上端部位置设有硫化亚铁投料口(1)，其一侧设有压力表(6)，排空口(7)，玻璃管(8)，其内中部设有硫化亚铁固定床(9)，其下边有布水挡板，其上设有布水头(5)，反应器壳体(3)内设有玻璃钢涂层(4)。
布水挡板用钢板焊接，其上的布水头(5)上端孔孔径1mm。硫化亚铁固定床(9)中的硫化亚铁的粒径5-10mm。
其在传统的硫化法基础上，用硫化亚铁代替硫化钠，硫氢化钠作为负二价硫的供应源，含砷废水在酸性条件下，砷以硫化物形态提取。
提取砷的化学反应式是：
经提取砷后的废水，酸性强，含有负二价硫，微量的砷及大量的二价铁，用石灰乳进行中和处理，控制PH＝8～9，发生下列反应：
经石灰乳中和处理后废水中的砷小于0.5mg/L，负二价硫小于1mg/L，PH＝8～9，水质达到GB8978《污水综合排放标准》。
本发明与常用的石灰法、石灰——铁盐法，软锰矿法相比，具有能有效地提取含砷废水中的砷，以硫化物形态存在，可作为砷制品生产原料再利用，防止砷的二次污染等优点；其与传统的硫化法相比，具有能有效提取含砷废水中的砷，其二价硫的一次利用率从15％提高到95％以上，其设计合理，设备简单，操作易控制，成本低，为高砷矿的开采应用，砷资源的综合利用开辟了一条新途径。
下面结合附图及实施例详细说明本发明。
图1是本发明提供的装置反应器的主视图
图2是图1的A-A剖视图
图3是本发明所提供的从含砷废水中提取砷及废水处理的工艺流程图
参考图1，图中1—投料口，2—含砷废水进口，3—外壳体，4—搪玻璃钢涂层，5—布水头，6—压力表，7—排空口，8—玻璃管，9—硫化亚铁固定床，10—含砷液出口。
参考图2，图中5—布水头；
参考图3，图中11—集水池，12—耐酸泵，13—离心分离机(或板框压滤机)，14—调节池，15—硫酸储槽，16—耐酸泵，17—流量计，18—装置反应器，19—离心分离机(或板框压滤机)，20—中和反应槽，21—输气管道，22—石灰乳槽，23—斜板沉淀池，24—污泥泵，25—达标水。
实施例1
参见图3中装置反应器(18)，制造容积500升，从图1中的投料口(1)放入粒径5-10mm硫化亚铁200千克，把经过滤滤去悬浮物含砷405.3mg/L，PH＝1.2的废水，通过图3中流量计(17)，控制流量每小时1.2-1.5立方米，连续通过图3装置反应器(18)，并和其内硫化亚铁发生一系列的化学反应，含砷废水在装置反应器(18)中平均停留25分钟，控制出水负二价硫过剩量5-10mg/L，出水直接进入图3离心分离机(19)(或板框压滤机)分离黄色硫化砷沉淀物，硫化砷干基砷含量平均值52.1％，滤液中含砷0.368mg/L，砷的提取率为99.91％，滤液在图3中和反应槽(20)内，用石灰乳中和处理，PH值控制在8-9间，进行沉淀分离，水质砷含量0.038mg/L小于0.5mg/L，负二价硫含量0.585mg/L小于1mg/L，符合GB8978《污水综合排放标准》，由图3中25排放，污泥由污泥泵(14)抽出。
实施例2
参见图3中装置反应器(18)，制造容积2000升，从图1中投料口(1)放入粒径5-10mm硫化亚铁800千克，把经过滤滤去悬浮物含砷732mg/L，PH＝1的废水，通过图3中流量计(17)，控制流量每小时6～8立方米，连续通过图3中装置反应器(18)，并和其内的硫化亚铁发生一系列化学反应，含砷废水在装置反应器(18)内平均停留20分钟，控制出水中负二价硫过剩量5-10mg/L。出水直接进入图3中离心分离机(19)(或板框压滤机)，分离出黄色硫化砷沉淀物，硫化砷干基砷含量平均值51.3％，滤液中含砷0.567mg/L，砷的提取率99.92％，滤液在图3中和反应槽(20)内，用石灰乳中和处理，PH值控制在8～9间，进行沉淀分离，水质砷含量0.185mg/L小于0.5mg/L，负二价硫含量0.405mg/L小于1mg/L，符合GB8978《污水综合排放标准》，由图3中(25)排放，污泥由污泥泵(24)抽出。
Claims (4)
1.一种从含砷废水中提取砷的方法，其含砷废水在酸性条件下，砷以硫化物的形态提取，其特征在于按下列几个步骤进行：
(1)将含砷废水中悬浮物滤去；
(2)调节含砷废水的pH值，使其pH值小于1.5；
(3)将上述含砷废水从上部通入装置反应器(18)中与其内硫化亚铁反应，平均停留20-25分钟，从下部的出口(10)放出；
(4)控制出口(10)出水中负二价硫过剩量5-10mg/l；
(5)提取砷后废水再加石灰乳中和处理，控制pH值在8-9之间，经斜板沉淀分离，除去铁、负二价硫及微量砷，使水质含砷＜0.5mg/l，负二价硫含量＜1mg/l。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于装置反应器(18)内放入硫化亚铁固定床，硫化亚铁直径5～10mm；
3.一种用于权利要求1方法的装置反应器，其包括一个圆柱形壳体(3)及上、下废水进出口(2)、(10)，其特征在于其上端部位置设有硫化亚铁投料口(1)，其另一侧设有压力表(6)、排空口(7)及一端连通排空口(7)，另一端连通反应器的玻璃管(8)；其内中部设有硫化亚铁固定床(9)，其下边有布水挡板，其上设有布水头(5)；反应器壳体(3)内设有玻璃钢涂层(4)。
4.按照权利要求3所述的装置反应器，布水挡板用钢板焊接，其上的布水头(5)上端孔孔径1mm。
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