CN107162273A - 一种含砷废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含砷废水的处理方法，该方法是在pH5～6的条件下，往含砷废水中加入七水硫酸亚铁，铁砷质量比为14～25，再加入双氧水作为氧化剂，双氧水与砷的质量比为10～30，将废水中的砷氧化成五价砷，硫酸亚铁中的亚铁氧化成三价铁，三价铁与砷反应生成稳定性高的砷酸铁沉淀；再加入碱调节溶液的pH至7～9，剩余的三价铁与氢氧化钙生成氢氧化铁与砷酸铁吸附共沉淀，实现砷的固化，固液分离后，废水达标排放。此方法能够一次性将含砷废水处理到达标排放，与传统的预处理+深度除砷两段处理的工艺相比，流程更短；在常温条件下进行，所用试剂价廉易得，成本低，投资小，便于推广应用。

Description

一种含砷废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种含砷废水的处理方法，适用于工业含砷废液的处理。
背景技术
砷元素广泛的存在于自然界，分布在多种矿物中，通常与硫和金属元素共存，在金属冶炼过程中被浸出。砷是剧毒物质，属于第一类污染物，我国目前废水中砷的最高允许排放浓度为0.5mg/L，含砷废水必须经处理后才能排入环境中。
目前含砷废水的处理方法主要有化学沉淀法、物理吸附法和微生物法。其中化学沉淀法主要包括中和沉淀法、絮凝沉淀法和硫化物法等，适用于高浓度砷废水的初步处理，但很难将砷处理达到排放标准，后续还需进一步深度除砷，才能使废水达标排放。因此，开发一种工艺简单，低成本，投资小的含砷废水的处理方法符合现代生产的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种从含砷废水中除砷，从而使废水达标排放的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：含砷废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)在搅拌条件下向含砷废水中加入稀酸，调节废水的pH至5～6；
(2)按照铁砷质量比14～22︰1，将七水硫酸亚铁加入到步骤(1)的含砷废水中，搅拌均匀，得到混合溶液；
(3)向上述混合溶液中加入质量浓度25～30％的双氧水作为氧化剂，搅拌反应0.5～1h，至溶液由无色透明液变为黄褐色浑浊液；
(4)待步骤(3)完成后，加入碱调节反应后的混合溶液pH至7～9，出现大量褐色沉淀，继续搅拌反应0.5～1h，反应结束后，将溶液静置、过滤，回收滤渣，检测滤液中砷含量，达标外排。
其中，上述含砷废水的处理方法，步骤(1)中所述的含砷废水为硫酸制取工艺排出的含砷废液。
其中，上述含砷废水的处理方法，步骤(1)中所述的含砷废水是指砷含量在5～500mg/L的溶液。
其中，上述含砷废水的处理方法，步骤(1)中所述的稀酸为稀硫酸、稀盐酸或稀硝酸。
其中，上述含砷废水的处理方法，步骤(3)中所述双氧水的用量为含砷废水中砷质量的10～30倍。
其中，上述含砷废水的处理方法，步骤(4)中所述的碱为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙或氧化钙。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明工艺流程短，设备简单，容易操作，投资成本低，原材料为七水硫酸亚铁、双氧水等常用的药剂，成本低廉。
2、本发明能够一次性将含砷废水处理到达标排放，与传统的预处理+深度除砷两段处理的工艺相比，流程更短。
3、本发明反应条件温和，反应在常温下进行，无需消耗热能；反应pH在4～6范围内，为弱酸性，对设备腐蚀小，可以有效延长设备使用寿命；且反应终点pH为7～9，刚好是废水pH的外排标准，无需再消耗酸碱进行中和反应。
具体实施方式
本发明提供了一种含砷废水的处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)在搅拌条件下向砷含量在5～500mg/L的含砷废水中加入稀酸，调节废水的pH至5～6；
(2)按照铁砷质量比14～22︰1，将七水硫酸亚铁加入到步骤(1)的含砷废水中，搅拌均匀，得到混合溶液；
(3)向上述混合溶液中加入质量浓度25～30％的双氧水作为氧化剂，搅拌反应0.5～1h，至溶液由无色透明液变为黄褐色浑浊液；所述双氧水的用量为含砷废水中砷质量的10～30倍；
(4)待步骤(3)完成后，加入碱调节反应后的混合溶液pH至7～9，出现大量褐色沉淀，继续搅拌反应0.5～1h，反应结束后，将溶液静置、过滤，得到滤渣和滤液；所述滤渣为氢氧化铁与砷酸铁的混合物，回收；检测滤液中砷含量，达标外排。
其中，上述含砷废水的处理方法，步骤(1)中所述的含砷废水为硫酸制取工艺排出的含砷废液。
其中，上述含砷废水的处理方法，步骤(1)中所述的稀酸为稀硫酸、稀盐酸或稀硝酸。
其中，上述含砷废水的处理方法，步骤(4)中所述的碱为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙或氧化钙。
本发明是在pH 5～6的弱酸性条件下，往含砷废水中加入七水硫酸亚铁作为沉淀剂，再加入双氧水作为氧化剂，将废水中的砷氧化成五价砷，硫酸亚铁中的亚铁氧化成三价铁，三价铁与砷反应生成稳定性高的砷酸铁沉淀；再加入碱调节溶液的pH至7～9，剩余的三价铁与氢氧化钙生成氢氧化铁与砷酸铁吸附共沉淀，实现砷的固化，固液分离后，废水达标排放。
本方法可以一次性将含砷废水处理到达标排放，与传统的预处理+深度除砷两段处理的工艺相比，流程更短。本发明反应条件温和，反应在常温下进行，无需消耗热能；反应pH在4～6范围内，为弱酸性，对设备腐蚀小，可以有效延长设备使用寿命；且反应终点pH为7～9，刚好是废水pH的外排标准，无需再消耗酸碱进行中和反应。
以下结合具体的实施例对本发明作进一步的解释和说明，但并不因此限制本发明的保护范围。
实施例1
量取硫酸制取工艺排出的含砷废水500mL倒入烧杯，加入稀硫酸调节废水pH＝5，再往烧杯中加入质量分数为90％的FeSO4·7H2O 13.2g，混合后再加入质量浓度为30％的H2O23.3g，机械搅拌0.5h；停止搅拌后，溶液由无色透明变为黄褐色浑浊，测得pH＝5。向溶液中加入Ca(OH)2调节pH＝8，出现大量褐色沉淀，继续搅拌0.5h，待沉淀完全，将溶液静置、抽滤，得到滤渣和滤液；所述滤渣为氢氧化铁与砷酸铁的混合物，回收；检测滤液中砷含量，达标外排。
样品名称 pH值 As(mg/L)
含砷废水 7 330.05
滤液 8 0.05
实施例2
量取硫酸制取工艺排出的含砷废水500mL倒入烧杯，加入稀硫酸调节废水pH＝5，再往烧杯中质量分数为90％的FeSO4·7H2O 19.8g，混合后再加入质量浓度为30％的H2O23.3g。玻璃棒搅拌0.5h，停止搅拌后，溶液由无色透明变为黄褐色浑浊，测得pH＝5。向溶液中加入Ca(OH)2调节pH＝8，出现大量褐色沉淀，继续搅拌0.5h，待沉淀完全，将溶液静置、抽滤，得到滤渣和滤液；所述滤渣为氢氧化铁与砷酸铁的混合物，回收；检测滤液中砷含量，达标外排。
样品名称 pH值 As(mg/L)
含砷废水 7 330.05
滤液 8 0.12
实施例3
量取硫酸制取工艺排出的含砷废水500mL倒入烧杯，加入稀硝酸调节废水pH＝5，再往烧杯中质量分数为90％的FeSO4·7H2O 16.5g，混合后再加入质量浓度为30％的H2O24.4g。玻璃棒搅拌0.5h，停止搅拌后，溶液由无色透明变为黄褐色浑浊，测得pH＝5。向溶液中加入Ca(OH)2调节pH＝8，出现大量褐色沉淀，继续搅拌0.5h，待沉淀完全，将溶液静置、抽滤，得到滤渣和滤液；所述滤渣为氢氧化铁与砷酸铁的混合物，回收；检测滤液中砷含量，达标外排。
样品名称 pH值 As(mg/L)
含砷废水 7 330.05
滤液 8 0.04
实施例4
量取硫酸制取工艺排出的含砷废水500mL倒入烧杯，加入稀盐酸调节废水pH＝6，再往烧杯中加入质量分数为90％的FeSO4·7H2O 0.83g，混合后再加入质量浓度为30％的H2O22.6g，机械搅拌0.5h；停止搅拌后，溶液由无色透明变为黄褐色浑浊，测得pH＝5。向溶液中加入NaOH调节pH＝8，出现大量褐色沉淀，继续搅拌1h，待沉淀完全，将溶液静置、抽滤，得到滤渣和滤液；所述滤渣为氢氧化铁与砷酸铁的混合物，回收；检测滤液中砷含量，达标外排。
样品名称 pH值 As(mg/L)
含砷废水 6 27.62
滤液 8 0.14
以上所述为本发明的优选实施例，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应当视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本专利的实用性。

Claims (6)

1.含砷废水的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)在搅拌条件下向含砷废水中加入稀酸，调节废水的pH至5～6；
(2)按照铁砷质量比14～22︰1，将七水硫酸亚铁加入到步骤(1)的含砷废水中，搅拌均匀，得到混合溶液；
(3)向上述混合溶液中加入质量浓度25～30％的双氧水作为氧化剂，搅拌反应0.5～1h，至溶液由无色透明液变为黄褐色浑浊液；
(4)待步骤(3)完成后，加入碱调节反应后的混合溶液pH至7～9，出现大量褐色沉淀，继续搅拌反应0.5～1h，反应结束后，将溶液静置、过滤，回收滤渣，检测滤液中砷含量，达标外排。
2.根据权利要求1所述的含砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述的含砷废水为硫酸制取工艺排出的含砷废液。
3.根据权利要求1所述的含砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述的含砷废水是指砷含量在5～500mg/L的溶液。
4.根据权利要求1所述的含砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述的稀酸为稀硫酸、稀盐酸或稀硝酸。
5.根据权利要求1所述的含砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述双氧水的用量为含砷废水中砷质量的10～30倍。
6.根据权利要求1所述的含砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)中所述的碱为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙或氧化钙。
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