硫酸工業含砷污水處理試驗研究

盛 恒

（安徽新中遠化工科技有限公司 安徽合肥 231500）

1 試驗步驟

第一步，稱取500g紅砂，加入適量的硫酸，迅速攪拌，待固化后于馬弗爐中熟化；

第二步，往熟化料中加入1.2L水，于80℃反應2h，經過濾得到硫酸鐵溶液；

第三步，通入適量氨水控制pH在5～9，使得溶液中的H+、Fe2+、Fe3+完全反應，得到氫氧化鐵沉淀。當污水pH值提高到8～9時，溶于水中的鐵鹽和亞鐵鹽水解生成兩價和三價氫氧化鐵膠體。As2O3又與Fe(OH)3生成難溶的砷酸鐵鹽，其反應式：

第四步，模擬污水處理過程，取適量硫酸工業污水，加入NaOH，控制PH在9～11范圍之內，曝氣攪拌2h，將污水中三價砷轉化為五價砷，投加適量硫酸亞鐵，控制pH在6～8左右，攪拌；

第五步，投加PAM，攪拌，通過絮凝劑的脫穩、架橋吸附作用，凝聚水中的顆粒物，懸浮物，進而沉淀。達到水中砷達標排放。

2 試驗結果

某硫酸廠污水處理量為1000m3/d，設計進出水質成分見下：pH∶2.44，SS：200；COD∶60；As∶2.65；F-∶16。 經上述試驗處理后的污水水質成分如下：硫酸裝置廢水排口水質監測結果，單位：mg/L（pH 值無量綱）。 pH∶7.24，SS∶37；COD∶27；As∶0.04；F-∶1.4。上述數據表明，利用硫酸廠的紅砂可以作為除砷劑，達到綜合利用的效果。

3 影響制取及反應的幾個因素

溫度對制取硫酸亞鐵的影響:相同體積的硫酸亞鐵溶液與燈亮的氫氧化鐵在不同的溫度下反應，溶液的鹽基度隨著溫度的變化而變化;Fe對除砷效果的影響:Fe/As比值為3.0時砷脫除率約為92%，Fe/As比值為10.0時砷脫除率約為98%；PH值對除砷效果的影響:pH值在4～7范圍內砷脫除率隨pH值增高呈驟升趨勢，并最終達到極限，pH值在6.5～10.0時，除砷率均穩定在100%水平上，當pH值>10時,除砷率開始下降，至pH值11時，下降至93%。污水pH值提高8以上時，通過曝氣將兩價鐵氧化成三價鐵，三價氫氧化鐵膠體為表面活性物質，還可將砷酸、亞砷酸鈣、砷酸鐵鹽及其它雜質吸附在其表面上。在污水中電解質作用下喪失其膠體的化學穩定性，凝聚結合成絨體下沉。因此，污水中鐵含量對污水砷的去除率有決定性的影響。深度處理：為了確保處理后污水中砷含量＜0.3mg/L，需要控制10.2＞pH>7.4，當pH＞10.2，砷開始返溶，處理后污水中砷含量＞0.5mg/L。為保證處理效果，在處置后投加PAM，進一步去除砷化合物及懸浮物。

4 和傳統硫酸工業污水處理對比

對于硫酸工業廢水主要采用石灰中和法進行處理，用于中和酸性廢水可用的原料有石灰石、石灰和氫氧化鈉等，從價格上看最便宜的中和劑是石灰石，從使用效果上看，最理想的中和劑是氫氧化鈉，但缺點是成本高。使用石灰作為中和劑處理酸性廢水，缺點是產生的沉渣量大，含水率高，難以處置，因此從經濟技術角度看，采用石灰石作為酸性廢水處理的主要中和劑，是行之有效的方法。 到目前為止，國內應用石灰石處理酸性廢水的發展經歷了石碾法、臥式中和滾筒法、普通中和濾池法、升流式膨脹濾池法、變速式膨脹中和塔法等。這些方法，在酸水治理方面得到了一定的應用，但由于自身技術方面的制約，其推廣應用也受到了一定程度的影響。石碾法由于電耗大，運行費用高，目前基本已經很少用；普通中和濾池法只適用于處理硫酸濃度小于1.2g/L的酸性廢水；升流式膨脹濾池法只適用于處理硫酸濃度小于2g/L的酸性廢水；變速式膨脹中和塔法雖然能處理硫酸濃度為2.8g/L～3g/L的酸性廢水，但處理含重金屬離子的酸性廢水，必須增加前處理裝置。在廢水中投加堿性中和劑后，金屬離子會與羥基（OH-）反應，生成難溶的氫氧化物沉淀，從而從廢水中被分離除去。

但是，在實際硫酸污水站運行管理中，發現隨著污水站設備老化、管網益堵塞等原因，造成硫酸污水站含砷酸性廢水曝氣強度和均勻度不易控制，使得AS3+不能完全氧化成AS5+，不容易有效去除砷，而由于硫酸工業污水綜合排放標準的提高，污水站砷不能確保達標；由于石灰可能存在不能完全溶解，在出水造成PH升高，造成pH不易精確控制，并且出水可能容易渾濁，不便于回用；通過小試及中試，選取三氯化鐵、硫酸亞鐵作為砷處理劑進行比較，根據化驗結果及硫酸生產車間及硫酸污水站員工意見，最終選用硫酸亞鐵作為砷處理劑。通過中試結果，選用片堿作為pH調整劑，實現快速精確調整pH，選用廠家專門研制的PAM作為絮凝劑，快速沉淀脫色除砷，對原有工藝流程進行改造，優化布局，對池底進行重新防腐防滲，對污水站設備進行全面保養檢修維修，部分設備進行更換。

[1]張永吉.硫酸工業含砷污水處理[J].硫酸工業,1960（5）.

[2]JW帕特森.工業廢水處理技術手冊[M].北京:化學工業出版社,1993:11-203,468-481.