本發明涉及一種含砷廢水的處理方法。
背景技術：
在采用硫化礦生產硫酸、農藥生產等許多工業行業會產生含砷廢水。砷的毒性很大。含砷廢水若不處理排入環境，將會造成嚴重環境污染。目前含砷廢水的處理方法主要有化學沉淀法、吸附法和膜分離法。其中化學沉淀法由于成本低，應用最廣泛。由于涉砷行業的清潔生產水平普遍提高，廢水中的砷濃度也越來越低（幾毫克/升～幾十毫克/升），由此造成化學沉淀法產生的沉淀物很細，固液分離困難，使處理后的廢水難以穩定達標排放。開發脫砷效果好、操作簡單、脫砷渣容易處理、二次環境污染小的含砷廢水的處理方法具有較大實用價值。
技術實現要素：
針對目前含砷廢水處理存在的問題，本發明的目的是尋找脫砷效果好、操作簡單、脫砷渣容易處理、二次環境污染小的含砷廢水的處理方法，其特征在于將含砷廢水送入反應器，加入脫砷渣、FeSO4或Fe2(SO4)3，再加入雙氧水。每立方米廢水加入脫砷渣的量以干基計為500g～1500g;廢水中每摩爾砷加入1.5摩爾～2.5摩爾FeSO4或Fe2(SO4)3（如果廢水中的含鐵量超過此值，既不加鐵，也不除鐵）;雙氧水的加入量為將廢水中全部砷氧化為五價砷、全部鐵（包括廢水本身含有的鐵和加入的鐵）氧化為三價鐵所需理論量的120%～150%。加料完成后，調節廢水的pH值至2～5(當廢水的pH值低于2.0時，不進行pH值調節)。在常溫和超聲波作用下進行攪拌反應8min～20min，每立方米廢水輸入超聲波的功率為2kW～6kW。攪拌強度為能滿足加入廢水中的脫砷渣不沉淀的要求。氧化反應結束后，用石灰乳或NaOH溶液調節廢水的pH值到6～9，在常溫和超聲波作用下繼續攪拌反應5min～10min。沉淀反應結束后的廢水進入沉淀池沉淀1.0h～3.0h。沉淀池的上清液達標排放。不定期從沉淀池中抽出沉淀物進行過濾，濾液返回反應器，濾渣（脫砷渣）部分返回反應器，剩余部分按危險固體廢棄物處置的相關技術規范進行處置。
本發明的目的是這樣實現的，含砷廢水加入FeSO4或Fe2(SO4)3、雙氧水后，主要發生如下反應：
AsO33- + H2O2 = AsO43- + H2O
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O
加入石灰乳或NaOH后主要發生如下反應：
H+ + OH- = H2O
AsO43- + Fe3+ = FeAsO4
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3
通過上述一系列反應，溶液中的砷以FeAsO4沉淀的形式被脫除，達到廢水脫砷凈化的目的。
脫砷渣部分返回使用的作用是提供FeAsO4和Fe(OH)3良好的成核條件，避免生成難沉淀的細顆粒FeAsO4和Fe(OH)3，改善其沉淀和固液分離性能,保證處理后的廢水穩定達標排放。試驗表明：在處理砷濃度低于20mg/L的廢水時，在同等條件下，不加入脫砷渣，粒徑小于1微米的沉淀物大約在15%左右，沉淀物的沉淀性能很差，處理后廢水不能達標排放；加入脫砷渣后。沉淀物的粒徑均大于1微米，沉淀物沉淀性能好，處理后的廢水能穩定達標排放。
輸入超聲波的作用是加快反應的傳質過程，大大縮短反應時間。此外超聲波還有一定的增大沉淀物粒徑的作用。
相對于現有方法，本發明采用脫砷渣作“成核劑”，大大改善了FeAsO4和Fe(OH)3的沉淀條件，使這些沉淀物的粒徑明顯增大，由此在沉淀池中能快速沉淀，從而保證處理后的廢水穩定達標排放，具有明顯的經濟效益和環境效益。
具體實施方法
實施例1：處理不含鐵、砷濃度為8.7 mg/L廢水5L,廢水中砷的價態為三價。按每摩爾砷加入1.5摩爾Fe2(SO4)3；雙氧水的加入量為將三價砷氧化成五價砷所需理論量的150%；每升廢水加入500mgFeAsO4;調節pH值為5.0；在常溫和超聲波作用下攪拌反應8min，每升廢水輸入超聲波的功率為6W。氧化反應結束后，用NaOH溶液調節廢水的pH值到6.0，在常溫和超聲波作用下繼續攪拌反應5min。沉淀反應結束后，靜置1.0h。上清液中的砷濃度為0.19mg/L。
實施例2：處理硫鐵礦制酸產生的含砷廢水15m3/d（成分：砷8.2mg/L,鐵387 mg/L，pH1.8）。雙氧水的加入量為將三價砷氧化成五價砷、將二價鐵氧化成三價鐵所需理論量的120%；每立方米廢水加入1.0kg脫砷渣（干基）; 在常溫和超聲波作用下攪拌反應10min，每立方米廢水輸入超聲波的功率為2kW。氧化反應結束后，用石灰乳調節廢水的pH值到7.2，在常溫和超聲波作用下繼續攪拌反應8min。沉淀反應結束后，進入沉淀池沉淀2.0h。上清液中的砷濃度為0.009mg/L。