CN109607947A - 一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，具体是一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法。本发明利用高炉冶炼矿渣处理洗煤厂废水中的砷，对废水中砷的除去率高，单次处理后砷的去除率可达80％以上且除砷后的出水pH值近中性，本发明的方法简单，将冶炼废物充分利用，经济环保，适合于工业化生产，市场应用前景巨大。

Description

一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体是一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法。
背景技术
随着社会经济的高速发展，人们对煤的需求日益巨增，然而在生产煤的过程中还会产生很多污染，其中，含砷废水是污染最大的源头之一，废水中含有较高的砷，对生态环境和人类健康的影响大，引起了人们极大的关注。
砷，俗称砒，是一种非金属元素，在多种矿物中分布。含砷废水主要来源于冶金、制酸、石油、农药等工业的排水。由于砷化合物具有强烈的毒性,因此必须对含砷废水进行处理。含砷废水的处理方法常见的有石灰法、铁盐法、硫化法、软锰矿法等。这些方法都存在除砷效果较差且出水PH值较高，需要专门中和的问题，如专利CN201310539060.6，公开了一种利用冶炼炉渣除去工业废水中砷锑的方法，需要专门加入中和剂进行中和。
鉴于此，寻找一种可以简单经济的对废水中的砷进行去除的方法，具有广阔的市场应用前景。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，是通过以下技术方案来实现的：
一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)高炉冶炼矿渣的粒化：利用高炉冶炼生铁时得到的副产品矿渣经烘干，粉碎，过筛后收集待用；
(2)废水前处理：取适量含砷废水，加酸至废水呈酸性；
(3)废水除砷：取适量前处理过的废水，加粒化的矿渣，于磁力搅拌器上搅拌，过滤，得到除过砷的滤液。
优选的，所述矿渣，其中含有三氧化二铁、三氧化二铝、二氧化硅、氧化钙、氧化镁。三氧化二铁、三氧化二铝、二氧化硅、氧化钙、氧化镁可以使重金属砷较容易形成沉淀物形式，然后除去。
优选的，所述步骤(1)中的过筛，是过20-200目的筛，进一步优选的，所述步骤(1)中的过筛，是过20-100目的筛。过20-200目的筛的矿渣细度较好，对废水中砷的吸附作用较好，与废水混合得也较为均匀，过20-100目的筛的矿渣细度已经基本足够，已能基本满足需要。
优选的，所述加酸至废水呈酸性，是PH值为1-4。此时砷的沉淀除去效果较佳。
优选的，所述步骤(3)中的矿渣和废水的比例，是按照废水中砷：矿渣重量比为1:(50-5000)。此比例较为适中，能较好的除去废水中的砷，也不会造成矿渣的浪费。
优选的，所述步骤(3)，还加入了草酸脲。进一步优选的，所述草酸脲的加入量是废水中砷含量的30-80％。草酸脲能配合矿渣，增强砷的沉淀效率，并能将砷进一步络合在矿渣中。
优选的，所述步骤(2)，先向含砷废水中加入枯草芽孢杆菌及约氏不动杆菌，培养8-12h。进一步优选的，所述枯草芽孢杆菌及约氏不动杆菌的加入量为：枯草芽孢杆菌加入量是废水中砷含量的10-15％、约氏不动杆菌加入量是废水中砷含量的10-15％。枯草芽孢杆菌具有氨化、硝化、反硝化等作用，约氏不动杆菌具有聚磷作用，二者结合可以有效降低废水中的氨氮和亚硝酸盐浓度、磷酸盐浓度，并增强砷的沉淀效率。
并且本发明的方法对各种砷含量的废水均有较好的除砷效果，如除砷后废水中砷含量仍未达标则可重复进行第二次除砷。
与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：
(1)本发明的方法简单，将冶炼废物充分利用，经济环保，适合于工业化生产，市场应用前景巨大。
(2)本发明的方法对废水中砷的除去率高，单次处理后砷的去除率可达80％以上且除砷后的出水PH值近中性。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，通过如下方法进行：
(1)高炉冶炼矿渣的粒化：利用高炉冶炼生铁时得到的副产品矿渣经烘干，粉碎，过100目的筛后收集待用；
(2)废水前处理：取适量含砷废水，加酸至废水PH值为2；
(3)废水除砷：取适量前处理过的废水，按照废水中砷：矿渣重量比为1:2500的比例加入粒化的矿渣，于磁力搅拌器上搅拌，过滤，得到除过砷的滤液。
测定所述的含砷废水中砷的含量为516mg/L，所述的矿渣中含有三氧化二铁4.23％、三氧化二铝11.05％、二氧化硅35.64％、氧化钙40.06％、氧化镁6.12％。
实施例2
一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，通过如下方法进行：
(1)高炉冶炼矿渣的粒化：利用高炉冶炼生铁时得到的副产品矿渣经烘干，粉碎，过20目的筛后收集待用；
(2)废水前处理：取适量含砷废水，加酸至废水PH值为1；
(3)废水除砷：取适量前处理过的废水，按照废水中砷：矿渣重量比为1:5000的比例加入粒化的矿渣，于磁力搅拌器上搅拌，过滤，得到除过砷的滤液。
测定所述的含砷废水中砷的含量为324mg/L，所述的矿渣中含有三氧化二铁3.97％、三氧化二铝11.24％、二氧化硅36.08％、氧化钙39.86％、氧化镁6.57％。
实施例3
一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，通过如下方法进行：
(1)高炉冶炼矿渣的粒化：利用高炉冶炼生铁时得到的副产品矿渣经烘干，粉碎，过200目的筛后收集待用；
(2)废水前处理：取适量含砷废水，加酸至废水PH值为4；
(3)废水除砷：取适量前处理过的废水，按照废水中砷：矿渣重量比为1:50的比例加入粒化的矿渣，于磁力搅拌器上搅拌，过滤，得到除过砷的滤液。
测定所述的含砷废水中砷的含量为132mg/L，所述的矿渣中含有三氧化二铁4.57％、三氧化二铝12.88％、二氧化硅34.27％、氧化钙41.27％、氧化镁6.01％。
实施例4
一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，通过如下方法进行：
(1)高炉冶炼矿渣的粒化：利用高炉冶炼生铁时得到的副产品矿渣经烘干，粉碎，过100目的筛后收集待用；
(2)废水前处理：取适量含砷废水，加酸至废水PH值为2；
(3)废水除砷：取适量前处理过的废水，按照废水中砷：矿渣重量比为1:2500的比例加入粒化的矿渣，加入废水中砷含量的50％的草酸脲，于磁力搅拌器上搅拌，过滤，得到除过砷的滤液。
测定所述的含砷废水中砷的含量为564mg/L，所述的矿渣中含有三氧化二铁3.15％、三氧化二铝13.26％、二氧化硅34.33％、氧化钙42.14％、氧化镁4.98％。
实施例5
一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，通过如下方法进行：
(1)高炉冶炼矿渣的粒化：利用高炉冶炼生铁时得到的副产品矿渣经烘干，粉碎，过100目的筛后收集待用；
(2)废水前处理：取适量含砷废水，先向含砷废水中加入废水中砷含量的12.5％的枯草芽孢杆菌，废水中砷含量的12.5％的约氏不动杆菌，培养10h，加酸至废水PH值为2；
(3)废水除砷：取适量前处理过的废水，按照废水中砷：矿渣重量比为1:2500的比例加入粒化的矿渣，于磁力搅拌器上搅拌，过滤，得到除过砷的滤液。
测定所述的含砷废水中砷的含量为463mg/L，所述的矿渣中含有三氧化二铁3.56％、三氧化二铝13.07％、二氧化硅35.13％、氧化钙43.33％、氧化镁5.07％。
对比例1
按照专利CN201310539060.6的实施例1进行，测定所述的含砷废水中砷的含量为508mg/L。
所述实施例1-5、对比例1的处理结果如下：
单次处理后废水中砷的去除率(％) 除砷后水体PH值
实施例1 96.4 7.12
实施例2 89.8 6.86
实施例3 83.2 7.35
实施例4 97.8 7.20
实施例5 98.2 7.04
对比例1 95.8 6.84
由上可知，本发明的方法能充分去除废水中的砷，单次处理后砷的去除率可达80％以上，大部分时候可在90％以上，且除砷后的出水PH值近中性，无需中和，可直接重复利用。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)高炉冶炼矿渣的粒化：利用高炉冶炼生铁时得到的副产品矿渣经烘干，粉碎，过筛后收集待用；
(2)废水前处理：取适量含砷废水，加酸至废水呈酸性；
(3)废水除砷：取适量前处理过的废水，加粒化的矿渣，于磁力搅拌器上搅拌，过滤，得到除过砷的滤液。
2.根据权利要求1所述的除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，所述矿渣，其中含有三氧化二铁、三氧化二铝、二氧化硅、氧化钙、氧化镁。
3.根据权利要求1所述的除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的过筛，是过20-200目的筛。
4.根据权利要求2所述的除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的过筛，是过20-100目的筛。
5.根据权利要求1所述的除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，所述加酸至废水呈酸性，是PH值为1-4。
6.根据权利要求1所述的除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的矿渣和废水的比例，是按照废水中砷：矿渣重量比为1:(50-5000)。
7.根据权利要求1所述的除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，所述步骤(3)，还加入了草酸脲。
8.根据权利要求6所述的除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，所述草酸脲的加入量是废水中砷含量的30-80％。
9.根据权利要求1所述的除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，所述步骤(2)，先向含砷废水中加入枯草芽孢杆菌及约氏不动杆菌，培养8-12h。
10.根据权利要求8所述的除去洗煤厂废水中重金属砷的方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌及约氏不动杆菌的加入量为：枯草芽孢杆菌加入量是废水中砷含量的10-15％、约氏不动杆菌加入量是废水中砷含量的10-15％。
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