銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案
砷是一種劇毒物質(zhì)，屬國度一類污染物，《鉛、鋅工業(yè)污染物排放規(guī)范》（GB25466-2010）中規(guī)則水中砷的排放限值為0.3mg/L。而常見的銅、鉛、鋅、錫的硫化精礦中伴生有一定數(shù)量的砷，經(jīng)冶煉高溫熔融后，大局部的砷被氧化后以揮發(fā)的方式進入煙氣中，再經(jīng)過制酸凈化單元淋洗除雜后，生成含砷的酸性廢水。目前國內(nèi)大多數(shù)有色冶煉廠的含砷酸性廢水，多采用硫化法+石灰鐵鹽法工藝處置。本文以某冶煉廠為例，該冶煉廠的含砷酸性廢水原處置工藝采用硫化法+石灰鐵鹽工藝。但因為原料的改變，原料含砷上升至0.7%~3.51%，致使酸性廢水中的砷含量最高達55000mg/L，氟含量最高達50000mg/L，原工藝已不能滿足生產(chǎn)和環(huán)保請求。該冶煉廠經(jīng)過屢次實驗后改為石灰中和法+石灰鐵鹽法工藝，出水水質(zhì)滿足環(huán)保請求和后續(xù)處置單元進水請求，并獲得了良好的效果。
1、原含砷酸性廢水處置工藝
1.1 設(shè)計范圍及工藝概述
該冶煉廠的含砷酸性廢水設(shè)計處置量為250m3/d，砷含量最高可達8120mg/L，酸性廢水設(shè)計處置量為900m3/d。該冶煉廠實踐產(chǎn)出的含砷酸性廢水量為150m3/d左右，pH值2~4。含砷酸性廢水先采用參加硫化鈉除砷，處置后液再混合普通酸性廢水采用石灰鐵鹽法工藝實施除砷和除重金屬。該工藝流程見圖1。
1.2 處置效果
2013年4月12日之前含砷酸性工業(yè)廢水處理效果如表1。
1.3 物料變化后存在的問題
1.3.1 物料變化狀況
2013年4月物料含砷0.7%~3.51%，酸性廢水中砷含量為8000~55000mg/L，氟含量5000~50000mg/L。
1.3.2 物料變化后的處置效果
2014年4月12日后含砷酸性廢水的處置效果如表2。
1.3.3 物料變化后存在的問題
物料變化后存在的問題：
1）反響終點難判別。酸性廢水中氟含量高，會腐蝕氧化復原電位電極，硫化反響終點難判別，硫化鈉投加量難控制，影響除砷效果。
2）酸性廢水中的硫酸含量低。酸性廢水中砷含量高、硫酸含量低，但采用硫化鈉除砷需求耗費大量的酸，酸性廢水逐步變?yōu)橹行詮U水，而隨著繼續(xù)參加硫化鈉，不但不能除砷，反而會溶掉生成的三硫化二砷沉淀，生成可溶的硫代亞砷酸鈉。此時必需參加硫酸調(diào)理pH值，控制pH值在2~3范圍內(nèi)。但隨同硫酸的參加，會產(chǎn)生大量硫化氫氣體，極易形成走漏，危害人體安康。
3）處置本錢高，帶入大量鈉離子。硫化鈉法處置高砷酸性廢水時，參加大量的硫化鈉，處置本錢高，并帶入大量的鈉離子進入水中，處置后液中含鹽量高，不但影響石灰鐵鹽氧化法工藝的除砷效果，還影響最終產(chǎn)水的回收應用。
2、改良后的工藝
2014年7月，該冶煉廠含砷酸性廢水處置工藝采用石灰中和法替代硫化鈉法，配合石灰鐵鹽法工藝，處置后可將砷的濃度控制在0.3mg/L以下，處置后的水可回收應用，同時不再產(chǎn)生有毒、有害氣體硫化氫，產(chǎn)生的砷渣送危廢渣場填埋。
2.1 工藝的原理
該冶煉廠的酸性廢水中的砷主要以三價砷的形態(tài)存在，當它與石灰乳作用時，可生成難溶的Ca（AsO2）2（偏亞砷酸鈣）或Ca（OH）AsO2（偏亞砷酸鈣的堿式鹽）。當石灰過量時，則生成Ca2As2O5（焦亞砷酸鈣），詳細反響方程式如下：
2.2 改良后的工藝流程
含砷污酸經(jīng)取樣化驗后，泵入反響槽，參加石灰乳，控制pH值12~12.5，反響10min后實施壓濾，濾液再進入濃密機實施沉降，上清液進入調(diào)理池與普通酸性廢水混合，用硫酸調(diào)理pH值7左右，泵入一級中和槽，參加硫酸亞鐵溶液，從一級中和槽溢流進氧化槽實施曝氣氧化，用石灰乳控制氧化槽pH值7~8，從氧化槽溢流入二級中和槽，用石灰乳控制二級中和槽pH值9~10，最終生成砷酸鈣、砷酸鐵和堿式砷酸鐵沉淀，實施壓濾，濾液再進入濃密機實施沉降，清液入回用水池回收應用。經(jīng)此處置后水中砷的濃度能穩(wěn)定控制在低于0.3mg/L以內(nèi)，產(chǎn)生的砷渣送入危廢渣場填埋。工藝流程見圖2。
2.3 影響除砷的要素
該工藝中影響除砷效果的要素主要有：除砷反響的pH值、反響時間、藥劑投加量等3個要素。
2.3.1 pH值
在石灰乳中和除砷過程中，除砷效果與反響后的pH值成正比例關(guān)系，即反響后pH值越高，除砷效果越好。當反響后pH值躍12時，可保證廢水中砷濃度低于30mg/L，運轉(zhuǎn)時石灰乳中和pH值控制在12~12.5。
石灰乳中和過程控制pH值12~12.5，假如普通酸性廢水量較少時，會形成調(diào)理池pH值偏高，造成進入石灰鐵鹽法工藝處置的pH值偏高，影響除砷效果，應將pH控制在7左右，以保證到達最好除砷效果。在石灰鐵鹽法除砷過程中，氧化槽pH值影響亞鐵離子的氧化速度，氧化環(huán)境pH值越低，氧化效果越差，氧化速度也越慢。當pH過低時，以至根本不發(fā)作氧化反響，所以要到達好的氧化效果和快的氧化速度，氧化環(huán)境pH值需躍7，同時思索到后繼處置的pH值控制，請求氧化槽pH值控制在7~8范圍內(nèi)；二級中和槽pH影響最終的除砷率，當pH值約9時，除砷率隨pH值升高而升高；當pH值躍11時，砷開端反溶，除砷率隨pH值升高而開端降低；二級中和槽除砷效果在pH值9~11之間為佳，但是最佳點在pH值9~10之間，請求二級中和槽的pH值控制在9~10之間。
2.3.2 反響時間
石灰乳中和反響為離子反響，反響疾速。只需投加石灰乳調(diào)理到pH值再反響10min即可。氧化槽為曝氣氧化，需求一定的氧化時間，普通30~40min即可滿足氧化請求，但同時還需依據(jù)氧化效果和速度調(diào)理曝氣量，才到達最好的氧化反響效果。整個石灰一鐵鹽一氧化段反響時間為1.5~2h。
2.3.3 藥劑投加量
硫酸亞鐵的投加量是影響石灰鐵鹽法除砷效果的重要要素，通常鐵鹽的投加量用鐵與砷的質(zhì)量比（簡稱野鐵砷比冶）來表示。要到達好的除砷效果，通常請求鐵砷比逸10。同時思索硫酸亞鐵的絮凝作用，當調(diào)理池砷含量躍30mg/L時，硫酸亞鐵投加量按10倍鐵砷比投加；當調(diào)理池砷含量約30mg/L時，硫酸亞鐵投加量按廢水含砷30mg/L時10倍鐵砷比投加，以保證除砷效果。石灰乳的投加量以到達所需控制的pH值為基準。
3、生產(chǎn)理論效果
工藝改良后，主要污染物砷的濃度能穩(wěn)定控制在0.3mg/L以下，2014年7月~12月均勻值為0.065mg/L，其它金屬元素濃度也到達《鉛、鋅工業(yè)污染物排放規(guī)范》（GB25466-2010）的請求，可回收應用。高砷酸性廢水處置效果如表3。
4、結(jié)語
用石灰中和法工藝替代硫化法工藝處置含砷量高的酸性廢水，再配合石灰鐵鹽法工藝，能保證處置后水中砷、鉛、鋅、銅等元素濃度到達《鉛、鋅工業(yè)污染物排放規(guī)范》（GB25466-2010）的請求，處置后的水可回收應用。該工藝具有流程簡單、操作容易、處置本錢低、無廢氣產(chǎn)生、不帶入鈉離子等特性，因此具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。對處置硫酸含量低的高砷污酸的處置具有自創(chuàng)意義。但是石灰中和法處置高砷污酸也有缺乏之處：1）渣量大；2）三價砷鈣渣毒性大3）砷鈣渣會呈現(xiàn)返溶，要避免產(chǎn)生二次污染。
