CN105502757A - 一种高浓度含砷废水的工业处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明高浓度含砷废水的工业处理方法，采用高级氧化将含砷废水置于氧化装置中把三价砷氧化为五价砷；采用二级絮凝沉淀和二级将沉降分离：采用超滤膜处理、电絮凝处理和终端絮凝沉淀；处理后的排水经检测达到达标标准要求后排放。本发明高浓度含砷废水的工业处理方法的有益技术效果是方法简单、成本低，产生的泥渣量小，不会造成二次污染；且净化效果好，处理后的废水中总砷含量≤0.2mg/L，达到国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011的标准。

Description

[0001] 一种高浓度含砷废水的工业处理方法

技术领域

[0002] 本发明涉及一种工业废水处理方法，尤其涉及一种高浓度含砷废水的工业处理方 法。

背景技术

[0003] 在各种工业生产过程中，会产生各种各样工业废水，需要经过处理后才能排放;否 贝1J，会造成环境污染。例如:火电厂在低氮燃烧技术后为进一步控制NOx排放所采用的首选 技术一一选择性催化还原烟气脱硝技术(简称为SCR)，因其脱硝率高(可达90%以上)而被广 泛应用。然而，SCR技术常用的脱硝催化剂为V 205/Ti02基催化剂，由于燃煤中含有微量的砷， 高温烟气中的气态As 203将引起脱硝催化剂砷中毒。因此，需要对脱硝催化剂进行再生处理， 在此过程中会产生高浓度的含砷废水(总砷含量大于l〇〇〇mg/L)，若不加以处理，必定会对 环境造成二次污染。国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011明确规定总砷的排放限值为 0.2mg/L〇

[0004] 近年来，有众多学者在物化法处理含砷废水这方面做了深入的研究，并取得了显 著的成果。目前，国内外处理工业含砷废水，主要采用化学法，即中和沉淀法、絮凝沉淀法、 铁氧体法和硫化物沉淀法等，这些方法能除去大部分砷，且方法简单，但是，其产生泥渣量 大，易造成二次污染。并且，难以将高浓度含砷废水处理到符合国家钒工业污染物排放标准 GB26452-2011规定的排放要求。

[0005] 物化法一般都是采用离子交换、吸附、萃取、反渗透等方法除去废液中的砷，但物 化法只能处理低浓度、组成单纯且有较高回收价值的废水，对于成分较复杂的工业废水，物 化法的运行成本较高。

[0006] 与传统物化法相比，用微生物法处理含砷废水具有经济、高效且无害化等优点，微 生物法主要有活性污泥法、菌藻共生体、投菌活性污泥法，但这些微生物法都难以将高浓度 含砷废水净化到符合国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011规定的排放要求。

[0007] 电化学处理含砷废水的方法以铝或铁作为阴极和阳极，含砷废液在直流电作用下 进行电解，阳极铁或铝失去电子后溶于水，与富集在阳极区域的氢氧根生成氢氧化物，这些 氢氧化物再作为凝聚剂与砷酸根发生絮凝和吸附作用，从而去除废水中的砷。这种方法的 工艺简单，成本低，但只对低浓度的含砷废水有较好的处理效果。

[0008] 由此可见，用现有工业方法处理高浓度含砷废水，存在着产生泥渣量大，易造成二 次污染;废水净化不彻底、难于达到国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011中总砷排放 限值0.2mg/L的标准要求等问题。

发明内容

[0009] 为解决现有工业方法处理高浓度含砷废水存在的产生泥渣量大，易造成二次污 染;废水净化不彻底，难于达到国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011中总砷排放限值 0.2mg/L的标准要求等问题，本发明提出一种高浓度含砷废水的工业处理方法。

[0010]本发明高浓度含砷废水的工业处理方法，包括以下步骤： 51、 高级氧化:将含砷废水置于氧化装置中把三价砷氧化为五价砷； 52、 一级絮凝沉淀：将经过氧化的含砷废水送入絮凝沉淀池，加入絮凝剂，反应5~ 30min;后加入|丐沉淀剂，反应10~50min; 53、 一次沉降分离:一级絮凝沉淀完后，经过沉降固液分离，将钙砷渣与液体进行一次 分离； 54、 二级絮凝沉淀:将与钙砷渣分离后的液体送入絮凝沉淀池，进行二级絮凝沉淀，加 入钙沉淀剂，反应10~50min; 55、 二次沉降分离:二级絮凝沉淀完后，再经过沉降固液分离，将钙砷渣与液体进行二 次分呙； 56、 超滤膜处理:经过一次、二次沉降分离后，并与钙砷渣分离后的液体，送入超滤膜处 理系统进行超滤膜过滤； 57、 电絮凝处理:将经过超滤膜过滤后的含砷废水送入电絮凝电解装置，将电絮凝电解 溶液的pH值调至8.0~11，采用铁板分别作为阴极和阳极，在电流密度为50~lOOmA/cm 2的条 件下电解反应l〇min~60min; 58、 终端絮凝沉淀：向经过电絮凝处理后的废水中投加絮凝剂、助凝剂;快速搅拌反应5 ~20 min，静止沉淀10~50min后，排水经检测达到达标标准要求后排放。

[0011] 进一步的，步骤S1中采用的氧化剂包括臭氧、双氧水或次氯酸钠中的一种或多种。

[0012] 进一步的，步骤S2中的絮凝剂为硫酸铁、氯化铁中的一种或多种，并按铁砷摩尔比 为1:1~3:1加入;钙沉淀剂为氢氧化钙，并按钙砷摩尔比为1:1~3:1加入。

[0013] 进一步的，步骤S4中的钙沉淀剂为氢氧化钙，并按钙砷摩尔比为1:1~3:1加入。

[0014] 进一步的，步骤S7中的电絮凝电解装置的阴极和阳极均为铁板。

[0015] 进一步的，步骤S8中絮凝剂为硫酸铁、氯化铁中的一种或多种，投加量为90~ 120mg/L〇

[0016] 进一步的，步骤S8中助凝剂为聚丙烯酰胺PAM，投加量为3~8mg/L。

[0017] 本发明高浓度含砷废水的工业处理方法的有益技术效果是方法简单、成本低，产 生的泥渣量小，不会造成二次污染;且净化效果好，处理后的废水中总砷含量< 0.2mg/L，达 到国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011的标准。

附图说明

[0018] 附图1为本发明高浓度含砷废水的工业处理方法的工艺流程示意图。

[0019] 下面结合附图和具体实施方式对本发明高浓度含砷废水的工业处理方法作进一 步的说明。

具体实施方式

[0020] 附图1为本发明高浓度含砷废水的工业处理方法的工艺流程示意图，由图可知，本发明 高浓度含砷废水的工业处理方法，包括以下步骤： 51、 高级氧化:将含砷废水置于氧化装置中把三价砷氧化为五价砷； 52、 一级絮凝沉淀：将经过氧化的含砷废水送入絮凝沉淀池，加入絮凝剂，反应5~ 30min;后加入|丐沉淀剂，反应10~50min; 53、 一次沉降分离:一级絮凝沉淀完后，经过沉降固液分离，将钙砷渣与液体进行一次 分离； 54、 二级絮凝沉淀:将与钙砷渣分离后的液体送入絮凝沉淀池，进行二级絮凝沉淀，加 入钙沉淀剂，反应10~50min; 55、 二次沉降分离:二级絮凝沉淀完后，再经过沉降固液分离，将钙砷渣与液体进行二 次分呙； 56、 超滤膜处理:经过一次、二次沉降分离后，并与钙砷渣分离后的液体，送入超滤膜处 理系统进行超滤膜过滤； 57、 电絮凝处理:将经过超滤膜过滤后的含砷废水送入电絮凝电解装置，将电絮凝电解 溶液的pH值调至8.0~11，采用铁板分别作为阴极和阳极，在电流密度为50~lOOmA/cm 2的条 件下电解反应l〇min~60min; 58、 终端絮凝沉淀：向经过电絮凝处理后的废水中投加絮凝剂、助凝剂;快速搅拌反应5 ~20 min，静止沉淀10~50min后，排水经检测达到达标标准要求后排放。

[0021] 作为优化，步骤S1中采用的氧化剂包括臭氧、双氧水或次氯酸钠中的一种或多种； 步骤S2中的絮凝剂为硫酸铁、氯化铁中的一种或多种，并按铁砷摩尔比为1:1~3:1加入;钙 沉淀剂为氢氧化钙，并按钙砷摩尔比为1:1~3:1加入;步骤S4中的钙沉淀剂为氢氧化钙，并 按钙砷摩尔比为1:1~3:1加入。

[0022] 而采用电絮凝处理含砷废水中，采用铁板分别作为阴极和阳极，电解溶液为弱碱 性溶液。阳极:Fe-2e=Fe 2+，阴极:02+4e+2H20=40H-，Fe2+和0H-反应生成氢氧化铁，氢氧化铁 对废水中的砷具有很强的絮凝作用，从而达到去除砷的目的。其中，步骤S7中的电絮凝电解 装置的阴极和阳极均为铁板;步骤S8中絮凝剂为硫酸铁、氯化铁中的一种或多种，投加量为 90~120mg/L;步骤S8中助凝剂为聚丙烯酰胺PAM，投加量为3~8mg/L。

[0023] 具体实施例1: 一种高浓度含砷废水的工业处理方法，包括以下步骤： 51、 高级氧化:含砷废水在臭氧曝气装置中进行氧化，将含砷废水中的三价砷氧化为五 价砷； 52、 一级絮凝沉淀:经过氧化后的含砷废水进入絮凝沉淀池，按铁砷摩尔比为1:1加入 硫酸铁，反应5min;按妈砷摩尔比为3:1加入氢氧化妈，反应50min; 53、 一次沉降分离:将钙砷渣与液体进行一次分离； 54、 二级絮凝沉淀:与钙砷渣分离后的液体，进行二级絮凝沉淀，按钙砷摩 尔比为2:1加入氢氧化|丐，反应50min; 55、 二次沉降分离:将钙砷渣与液体进行二次分离； 56、 超滤膜处理:将与钙砷渣分离后的液体，进行超滤膜处理； 57、 电絮凝处理:采用铁板分别作为阴极和阳极，将电解溶液的pH调至11.0,在电流密 度为50 mA/cm2,电解反应lOmin; S8、终端絮凝沉淀：向经过电絮凝处理后的废水中，絮凝剂硫酸铁按60mg/L投加;助凝 剂聚丙烯酰胺PAM按3mg/L投加，快速搅拌反应20min左右，静止沉淀lOmin后，测废水中的总 砷含量为〇. 18 mg/L，达到国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011，可以排放。

[0024] 具体实施例2: 一种高浓度含砷废水的工业处理方法，包括以下步骤： 51、 高级氧化:含砷废水在臭氧曝气装置中进行氧化，将含砷废水中的三价砷氧化为五 价砷； 52、 一级絮凝沉淀:经过氧化后的含砷废水进入絮凝沉淀池，按铁砷摩尔比为3:1加入 硫酸铁，反应30min;按妈砷摩尔比为1:1加入氢氧化妈，反应30min; 53、 一次沉降分离:将钙砷渣与液体进行一次分离； 54、 二级絮凝沉淀:与钙砷渣分离后的液体，进行二级絮凝沉淀，按钙砷摩尔比为2.5:1 加入氢氧化妈，反应30min; 55、 二次沉降分离:将钙砷渣与液体进行二次分离； 56、 超滤膜处理:将与钙砷渣分离后的液体，进行超滤膜处理； 57、 电絮凝处理:采用铁板分别作为阴极和阳极，将电解溶液的pH调至8,在电流密度为 100 mA/cm2,电解反应60min; 58、 终端絮凝沉淀：向经过电絮凝处理后的废水中，絮凝剂硫酸铁按150mg/L投加;助凝 剂聚丙烯酰胺PAM按8mg/L投加，快速搅拌反应5 min左右，静止沉淀50 min后，测废水中的 总砷含量为〇. 16 mg/L，达到国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011，可以排放。

[0025] 具体实施例3: 一种高浓度含砷废水的工业处理方法，包括以下步骤： 51、 高级氧化:含砷废水在臭氧曝气装置中进行氧化，将含砷废水中的三价砷氧化为五 价砷； 52、 一级絮凝沉淀:经过氧化后的含砷废水进入絮凝沉淀池，按铁砷摩尔比为2:1加入 硫酸铁，反应15min;，按妈砷摩尔比为2:1加入氢氧化妈，反应20min; 53、 一次沉降分离:将钙砷渣与液体进行一次分离； 54、 二级絮凝沉淀:与钙砷渣分离后的液体，进行二级絮凝沉淀，按钙砷摩尔比为2.5:1 加入氢氧化妈，反应20min; 55、 二次沉降分离:将钙砷渣与液体进行二次分离； 56、 超滤膜处理:将与钙砷渣分离后的液体，进行超滤膜处理； 57、 电絮凝处理:采用铁板分别作为阴极和阳极，将电解溶液的pH调至10,在电流密度 为70 mA/cm2,电解反应20min; 58、 终端絮凝沉淀：向经过电絮凝处理后的废水中，絮凝剂硫酸铁按90mg/L投加;助凝 剂聚丙烯酰胺(PAM)按5mg//L投加，快速搅拌反应8 min左右，静止沉淀20 min后，测废水中 的总砷含量为〇. 15 mg/L，达到国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011，可以排放。

[0026] 具体实施例4: 一种高浓度含砷废水的工业处理方法，包括以下步骤： S1、高级氧化:含砷废水在臭氧曝气装置中进行氧化，将含砷废水中的三价砷氧化为五 价砷； 52、 一级絮凝沉淀:经过氧化后的含砷废水进入絮凝沉淀池，按铁砷摩尔比为2.5:1加 入硫酸铁，反应lOmin;，按|丐砷摩尔比为3:1加入氢氧化|丐，反应45min; 53、 一次沉降分离:将钙砷渣与液体进行一次分离； 54、 二级絮凝沉淀:与钙砷渣分离后的液体，进行二级絮凝沉淀，按钙砷摩尔比为1:1加 入氢氧化妈，反应25min; 55、 二次沉降分离:将钙砷渣与液体进行二次分离； 56、 超滤膜处理:将与钙砷渣分离后的液体，进行超滤膜处理； 57、 电絮凝处理:采用铁板分别作为阴极和阳极，将电解溶液的pH调至9,在电流密度为 80mA/cm2，电解反应30min; 58、 终端絮凝沉淀：向经过电絮凝处理后的废水中，絮凝剂硫酸铁按120mg/L投加;助凝 剂聚丙烯酰胺(PAM)按6mg/L投加，快速搅拌反应6 min左右，静止沉淀15min后，测废水中的 总砷含量为〇. 17mg/L，达到国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011，可以排放。

[0027]下表为实施例1-实施例4的重要参数表： 实施例1-实施例4的重要参数表

从实施例1-4可知，本发明高浓度含砷废水的工业处理方法将化学法、物化法、电化学 法结合在一起，避免了化学法中药剂投加量大，运行成本高，产生的泥渣量大，造成二次污 染;克服了物化法与电化学法只能处理低浓度的含砷废水，对于高浓度的含砷废水，处理效 果差的缺点。显然，本发明高浓度含砷废水的工业处理方法的有益技术效果是方法简单、成 本低，产生的泥渣量小，不会造成二次污染；且净化效果好，处理后的废水中总砷含量< 0.2mg/L，达到国家钒工业污染物排放标准GB26452-2011的标准。

[0028]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种高浓度含砷废水的工业处理方法，其特征在于，该处理方法包括以下步骤： 51、 高级氧化:将含砷废水置于氧化装置中把三价砷氧化为五价砷； 52、 一级絮凝沉淀：将经过氧化的含砷废水送入絮凝沉淀池，加入絮凝剂，反应5~ 30min;后加入|丐沉淀剂，反应10~50min; 53、 一次沉降分离:一级絮凝沉淀完后，经过沉降固液分离，将钙砷渣与液体进行一次 分离； 54、 二级絮凝沉淀:将与钙砷渣分离后的液体送入絮凝沉淀池，进行二级絮凝沉淀，加 入钙沉淀剂，反应10~50min; 55、 二次沉降分离:二级絮凝沉淀完后，再经过沉降固液分离，将钙砷渣与液体进行二 次分呙； 56、 超滤膜处理:经过一次、二次沉降分离后，并与钙砷渣分离后的液体，送入超滤膜处 理系统进行超滤膜过滤； 57、 电絮凝处理:将经过超滤膜过滤后的含砷废水送入电絮凝电解装置，将电絮凝电解 溶液的pH值调至8.0~11，采用铁板分别作为阴极和阳极，在电流密度为50~lOOmA/cm 2的条 件下电解反应l〇min~60min; 58、 终端絮凝沉淀：向经过电絮凝处理后的废水中投加絮凝剂、助凝剂;快速搅拌反应5 ~20 min，静止沉淀10~50min后，排水经检测达到达标标准要求后排放。

2. 根据权利要求1所述高浓度含砷废水的工业处理方法，其特征在于，步骤S1中采用的 氧化剂包括臭氧、双氧水或次氯酸钠中的一种或多种。

3. 根据权利要求1所述高浓度含砷废水的工业处理方法，其特征在于，步骤S2中的絮凝 剂为硫酸铁、氯化铁中的一种或多种，并按铁砷摩尔比为1:1~3:1加入;钙沉淀剂为氢氧化 钙，并按钙砷摩尔比为1:1~3:1加入。

4. 根据权利要求1所述高浓度含砷废水的工业处理方法，其特征在于，步骤S4中的钙沉 淀剂为氢氧化钙，并按钙砷摩尔比为1:1~3:1加入。

5. 根据权利要求1至4中任一项所述高浓度含砷废水的工业处理方法，其特征在于，步 骤S7中的电絮凝电解装置的阴极和阳极均为铁板。

6. 根据权利要求1至4中任一项所述高浓度含砷废水的工业处理方法，其特征在于，步 骤S8中絮凝剂为硫酸铁、氯化铁中的一种或多种，投加量为90~120mg/L。

7. 根据权利要求1至4中任一项所述高浓度含砷废水的工业处理方法，其特征在于，步 骤S8中助凝剂为聚丙烯酰胺PAM，投加量为3~8mg/L。