CN210030234U - 一种含砷废水处理系统 - Google Patents

Abstract

针对采用高分子有机絮凝剂会削弱树脂的吸附效果的问题，本实用新型提供了一种含砷废水处理系统，其不使用高分子有机絮凝剂，也因此减少了树脂的吸附效果的削弱。其包括顺次连接的用于中和废水的第一反应槽，用于氧化处理的第二反应槽，用于添加无机絮凝剂的第三反应槽，用于中和的第四反应槽，用于深度除砷的第一吸附罐，其特征在于：其还包括管式微滤膜，所述管式微滤膜分别与所述第四反应槽和所述第一吸附罐连接。

Description

一种含砷废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体为一种含砷废水处理系统。

背景技术

砷作为一类污染物，其排放受到严格的控制，在《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表1中要求砷＜0.5mg/L。且砷的排放有越来越严格的趋势，《电子工业污染物排放标准》（二次征求意见稿）表2中要求砷＜0.1mg/L；上海市《半导体行业污染物排放标准》（DB31-2006）表1中A类标准为砷＜0.05mg/L）；在部分地区由于排放受到限制，甚至要求砷＜2μg/L。

半导体行业的含砷废水通常来源于两个部分，一部分来源于芯片生产过程，如清洗、剥离、刻蚀、研磨抛光及芯片切割等工序；另一部分源自砷化镓外延废气处理产生的含砷、含磷废水。工业上常用的除砷方法有化学沉淀，除砷树脂或吸附剂吸附，反渗透和蒸发浓缩工艺等。

实际工程案例中常采用化学沉淀法处理含砷废水，此法工艺成熟，操作简便，能使出水砷浓度＜0.5mg/L。但当需要达到更高排放要求，如（DB31-2006）表1中A类标准为砷＜0.05mg/L，则需再化学沉淀后，再经过深度处理。

公开号为CN106517577A的一篇专利公开了一种酸性含砷废水的处理工艺，其通过添加氧化剂、无机絮凝剂、有机絮凝剂经过混凝沉淀实现除砷，并且在一级混凝沉淀的基础上设置了二级混凝沉淀，再通过对二级混凝沉淀生成的第二溶液通过离子交换树脂吸附进行深度除砷，由于二级混凝沉淀工序中采用的有机絮凝剂是聚丙烯酰胺等高分子有机物，聚丙烯酰胺等高分子有机物会削弱树脂的吸附效果，导致深度处理效果较差。

实用新型内容

针对采用高分子有机絮凝剂会削弱树脂的吸附效果的问题，本实用新型提供了一种含砷废水处理系统，其不使用高分子有机絮凝剂，树脂的吸附效果较好。

其技术方案是这样的：一种含砷废水处理系统，其包括顺次连接的用于中和废水的第一反应槽，用于氧化处理的第二反应槽，用于添加无机絮凝剂的第三反应槽，用于中和的第四反应槽，用于深度除砷的第一吸附罐，其特征在于：其还包括管式微滤膜，所述管式微滤膜分别与所述第四反应槽和所述第一吸附罐连接。

其进一步特征在于：

所述第四反应槽和所述管式微滤膜之间还设有用于投加除砷药剂的浓缩槽；

所述管式微滤膜和所述第一吸附罐之间还连接有用于添加铁复合药剂的第五反应槽；

所述第五反应槽还用于中和废水；

所述管式微滤膜和所述第一吸附罐之间还连接有除砷滤器；

所述除砷滤器的滤料为天然锰砂或二氧化锰涂层的多孔介质；

所述除砷滤器与所述第一吸附罐之间还连接有第二吸附罐，所述第二吸附罐内有除磷树脂；

所述除砷滤器和所述第二吸附罐之间还连接有用于降低氧化还原电位的第六反应槽；

所述第二吸附罐和所述第一吸附罐之间还连接有用于中和的第七反应槽；

所述第一吸附罐后还连接有用于中和的放流槽。

采用了这样的结构后，通过在所述第四反应槽和进行深度除砷的第一吸附罐之间设置管式微滤膜，由于常规沉淀池只有在悬浮物在液体中向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时才能使悬浮物与水流分离，因此需要使用聚丙烯酰胺类高分子助凝剂，以捕捉细小絮体，形成大而紧密的絮体，增加其下沉速度。管式微滤膜是以多孔膜（微孔滤膜）为过滤介质，在压力推动下，截留溶液中悬浮物，微小粒子和细菌等。因此无需使用助凝剂，从而有效防止此类高分子有机物对树脂吸附效果的削弱。

附图说明

图1为本实用新型结构框图。

具体实施方式

如图1所示的一种含砷废水处理系统，其包括顺次连接的含砷废水收集池1、用于中和废水的第一反应槽3，用于氧化处理的第二反应槽4，用于添加无机絮凝剂的第三反应槽5，用于中和的第四反应槽6，用于投加除砷药剂的浓缩槽7，管式微滤膜8，用于添加铁复合药剂和中和的第五反应槽9，滤料为天然锰砂或二氧化锰涂层的多孔介质的除砷滤器11，用于降低氧化还原电位的第六反应槽12，内含有除磷树脂的第二吸附罐14，用于中和的第七反应槽15，用于深度除砷的第一吸附罐17，用于中和的放流槽18。

废水由含砷废水收集池1收集后，由提升泵2输送至顺次连接的第一反应槽3、第二反应槽4、第三反应槽5、第四反应槽6处理，随后进入浓缩槽7。第一反应槽3设有酸碱加药系统，可以根据pH计对含砷废水的pH值进行调节；第二反应槽4设有氧化剂加药系统，通过ORP计调节加药量，氧化砷；第三反应槽5设有铁盐加药系统，定量投加铁盐；第四反应槽6设有酸碱加药系统，对前述反应槽处理后的含砷废水进行中和；含砷废水收集池1、第一反应槽3、第二反应槽4、第三反应槽5、第四反应槽6及浓缩槽7均设有搅拌装置。浓缩槽7中废水经过提升泵2提升至管式微滤膜8中，滤液进入第五反应槽9后，自流进入第一中继槽10暂存。而浓水回流至浓缩槽7中；浓缩槽7设有除砷药剂加药系统，定量投加负载羟基氧化铁的除砷药剂。第五反应槽9中加入铁复合药剂，并调节pH后，其连接有酸、碱及铁盐加药系统，通过第一中继槽10进行收集，随后由提升泵2输送进入除砷滤器11，产水进入第六反应槽12中调节pH和氧化还原电位后，其连接有酸碱及还原剂投加系统进入第二中继槽13收集；其中，第五反应槽9、第六反应槽12及第一中继槽10、第二中继槽13均设有搅拌装置。第二中继槽13中废水再由提升泵2输送至第二吸附罐14，出水到第七反应槽15调节pH后，自流入第三中继槽16，再由第一吸附罐17深度除砷后进入放流槽18。其中，第三中继槽16、第七反应槽15、放流槽18均设有搅拌装置；第七反应槽15另设有酸碱加药系统。

通过在进行深度除砷的第一吸附罐17设置管式微滤膜8，由于常规沉淀池只有在悬浮物在液体中向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时才能使悬浮物与水流分离，也就是说需要先使其沉淀再使水流流出，因此需要使用聚丙烯酰胺类高分子助凝剂，以捕捉细小絮体，形成大而紧密的絮体，增加其下沉速度。管式微滤膜是以多孔膜（微孔滤膜）为过滤介质，在压力推动下，截留溶液中悬浮物，微小粒子和细菌等。因此无需使用助凝剂。从而避免聚丙烯酰胺等高分子有机絮凝剂的使用，有效防止此类高分子有机物对树脂吸附效果的削弱。采用管式微滤膜8能够代替传统除砷系统中的沉淀池，节约占地，系统稳定，不存在污泥上浮导致的出水SS（固体悬浮物浓度）上升的问题。同时，无需聚丙烯酰胺等高分子有机絮凝剂的使用，有效防止此类高分子有机物对树脂吸附效果的削弱。

另外，除砷滤器11利用天然锰砂，二氧化锰含量较高＞20%，并含有一定浓度的羟基氧化铁，常用去除于地下中铁、锰。废水中含铁时，能够在锰表面形成氢氧化铁和羟基氧化铁，吸附水中的砷酸盐，同时，锰砂中含有的羟基氧化铁也能够吸附砷。将锰砂应用于树脂前端，还能够有效降低水中的铁含量，减少“树脂中毒”导致树脂吸附效果下降的情况发生。

整套工艺逐级降低砷浓度，可通过削减后端深度处理装置，能满足不同砷的排放指标，全套工艺处理效果稳定，操作简便，出水砷浓度稳定在2μg/L以下，满足《北京市水污染综合排放标准》（DB 11/307-2013）中特别排放限值0.04mg/L的要求，甚至满足某些环境污染较为严重地区提出的＜2μg/L的高排放标准。

而且，吸附除砷材料受吸附容量限制，进水浓度高会导致再生频繁，使用寿命缩短。而通过采用本实用新型的处理系统，在经过催化共沉淀除砷处理后，吸附除砷材料的再生频率大幅降低，使用寿命延长10倍以上。同时针对含磷酸盐的含砷废水，通过增加第二吸附罐14的除磷树脂，降低磷酸盐含量，以避免高浓度磷酸盐对砷的吸附产生竞争导致缩短除砷材料使用周期，及磷酸盐的竞争吸附导致的出水砷超标的问题，进一步提高了除砷效果。

具体的，其中的一个实施例为：某砷化镓半导体企业含砷废水水质：该企业存在两种不同浓度的含砷废水：（1）含砷酸碱废水：pH 3~9.5，TAs＜100mg/L，SS＜10mg/L，排放量120m³/d；（2）含砷研磨废水：pH 3~9.5，TAs＜100mg/L，SS＜300mg/L，排放量120m³/d。两种废水共同收集至调节池后处理，本实施例包含以下步骤：

第一步：收集至含砷废水收集池1的含砷废水由提升泵2输送至第一反应槽3， pH调节为6.5~7.5，反应时间30min；自流入第二反应槽4，投加10%次氯酸钠，维持ORP＞400mV，反应时间30min；，

第二步：其后在第三反应槽5中加入20%氯化铁，流量60L/h，再进入第四反应槽6，将pH调节为7.5~9.5，混凝反应60min。而后进入浓缩槽7；

第三步：浓缩槽7中加入除砷药剂（负载羟基氧化铁的粉末活性炭）20g/h ，出水由提升泵2输送，进入管式微滤膜8，进口压力0.2MPa，平均进水流量82t/h，平均产水量为12t/h，产水进入第五反应槽9；

第四步：于第五反应槽9中补加铁复合药剂（Fe²⁺：Fe³⁺=1:2）1.8 L/h，将pH调节为7.5~9.0后，自流进入第一中继槽10后进入除砷滤器11（滤料为天然锰砂或二氧化锰涂层的多孔介质），其流速为15bv/h；

第五步：滤器出水进入第六反应槽12，调节pH 5~7，加入10% 亚硫酸氢钠进行还原，使orp＜300mV后，自流进入第二中继槽13，而后进入第二吸附罐14，流速15bv/h

第六步：第二吸附罐14出水进入第七反应槽15调节pH后，进入第一吸附罐17，罐中滤料为羟基氧化铁为官能团的吸附材料，流速10bv/h，出水砷浓度＜2μg/L，出水进入放流槽18，通过提升泵2排出。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种含砷废水处理系统，其包括顺次连接的用于中和废水的第一反应槽，用于氧化处理的第二反应槽，用于添加无机絮凝剂的第三反应槽，用于中和的第四反应槽，用于深度除砷的第一吸附罐，其特征在于：其还包括管式微滤膜，所述管式微滤膜分别与所述第四反应槽和所述第一吸附罐连接。

2.根据权利要求1所述的一种含砷废水处理系统，其特征在于：所述第四反应槽和所述管式微滤膜之间还设有用于投加除砷药剂的浓缩槽。

3.根据权利要求1或2所述的一种含砷废水处理系统，其特征在于：所述管式微滤膜和所述第一吸附罐之间还连接有用于添加铁复合药剂的第五反应槽。

4.根据权利要求3所述的一种含砷废水处理系统，其特征在于：所述第五反应槽还用于中和废水。

5.根据权利要求1所述的一种含砷废水处理系统，其特征在于：所述管式微滤膜和所述第一吸附罐之间还连接有除砷滤器。

6.根据权利要求5所述的一种含砷废水处理系统，其特征在于：所述除砷滤器的滤料为天然锰砂或二氧化锰涂层的多孔介质。

7.根据权利要求5所述的一种含砷废水处理系统，其特征在于：所述除砷滤器与所述第一吸附罐之间还连接有第二吸附罐，所述第二吸附罐内有除磷树脂。

8.根据权利要求7所述的一种含砷废水处理系统，其特征在于：所述除砷滤器和所述第二吸附罐之间还连接有用于降低氧化还原电位的第六反应槽。

9.根据权利要求7所述的一种含砷废水处理系统，其特征在于：所述第二吸附罐和所述第一吸附罐之间还连接有用于中和的第七反应槽。

10.根据权利要求1或9所述的一种含砷废水处理系统，其特征在于：所述第一吸附罐后还连接有用于中和的放流槽。