硫酸工业含砷污水处理试验研究

盛 恒

（安徽新中远化工科技有限公司 安徽合肥 231500）

1 试验步骤

第一步，称取500g红砂，加入适量的硫酸，迅速搅拌，待固化后于马弗炉中熟化；

第二步，往熟化料中加入1.2L水，于80℃反应2h，经过滤得到硫酸铁溶液；

第三步，通入适量氨水控制pH在5～9，使得溶液中的H+、Fe2+、Fe3+完全反应，得到氢氧化铁沉淀。当污水pH值提高到8～9时，溶于水中的铁盐和亚铁盐水解生成两价和三价氢氧化铁胶体。As2O3又与Fe(OH)3生成难溶的砷酸铁盐，其反应式：

第四步，模拟污水处理过程，取适量硫酸工业污水，加入NaOH，控制PH在9～11范围之内，曝气搅拌2h，将污水中三价砷转化为五价砷，投加适量硫酸亚铁，控制pH在6～8左右，搅拌；

第五步，投加PAM，搅拌，通过絮凝剂的脱稳、架桥吸附作用，凝聚水中的颗粒物，悬浮物，进而沉淀。达到水中砷达标排放。

2 试验结果

某硫酸厂污水处理量为1000m3/d，设计进出水质成分见下：pH∶2.44，SS：200；COD∶60；As∶2.65；F-∶16。 经上述试验处理后的污水水质成分如下：硫酸装置废水排口水质监测结果，单位：mg/L（pH 值无量纲）。 pH∶7.24，SS∶37；COD∶27；As∶0.04；F-∶1.4。上述数据表明，利用硫酸厂的红砂可以作为除砷剂，达到综合利用的效果。

3 影响制取及反应的几个因素

温度对制取硫酸亚铁的影响:相同体积的硫酸亚铁溶液与灯亮的氢氧化铁在不同的温度下反应，溶液的盐基度随着温度的变化而变化;Fe对除砷效果的影响:Fe/As比值为3.0时砷脱除率约为92%，Fe/As比值为10.0时砷脱除率约为98%；PH值对除砷效果的影响:pH值在4～7范围内砷脱除率随pH值增高呈骤升趋势，并最终达到极限，pH值在6.5～10.0时，除砷率均稳定在100%水平上，当pH值>10时,除砷率开始下降，至pH值11时，下降至93%。污水pH值提高8以上时，通过曝气将两价铁氧化成三价铁，三价氢氧化铁胶体为表面活性物质，还可将砷酸、亚砷酸钙、砷酸铁盐及其它杂质吸附在其表面上。在污水中电解质作用下丧失其胶体的化学稳定性，凝聚结合成绒体下沉。因此，污水中铁含量对污水砷的去除率有决定性的影响。深度处理：为了确保处理后污水中砷含量＜0.3mg/L，需要控制10.2＞pH>7.4，当pH＞10.2，砷开始返溶，处理后污水中砷含量＞0.5mg/L。为保证处理效果，在处置后投加PAM，进一步去除砷化合物及悬浮物。

4 和传统硫酸工业污水处理对比

对于硫酸工业废水主要采用石灰中和法进行处理，用于中和酸性废水可用的原料有石灰石、石灰和氢氧化钠等，从价格上看最便宜的中和剂是石灰石，从使用效果上看，最理想的中和剂是氢氧化钠，但缺点是成本高。使用石灰作为中和剂处理酸性废水，缺点是产生的沉渣量大，含水率高，难以处置，因此从经济技术角度看，采用石灰石作为酸性废水处理的主要中和剂，是行之有效的方法。 到目前为止，国内应用石灰石处理酸性废水的发展经历了石碾法、卧式中和滚筒法、普通中和滤池法、升流式膨胀滤池法、变速式膨胀中和塔法等。这些方法，在酸水治理方面得到了一定的应用，但由于自身技术方面的制约，其推广应用也受到了一定程度的影响。石碾法由于电耗大，运行费用高，目前基本已经很少用；普通中和滤池法只适用于处理硫酸浓度小于1.2g/L的酸性废水；升流式膨胀滤池法只适用于处理硫酸浓度小于2g/L的酸性废水；变速式膨胀中和塔法虽然能处理硫酸浓度为2.8g/L～3g/L的酸性废水，但处理含重金属离子的酸性废水，必须增加前处理装置。在废水中投加碱性中和剂后，金属离子会与羟基（OH-）反应，生成难溶的氢氧化物沉淀，从而从废水中被分离除去。

但是，在实际硫酸污水站运行管理中，发现随着污水站设备老化、管网益堵塞等原因，造成硫酸污水站含砷酸性废水曝气强度和均匀度不易控制，使得AS3+不能完全氧化成AS5+，不容易有效去除砷，而由于硫酸工业污水综合排放标准的提高，污水站砷不能确保达标；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不易精确控制，并且出水可能容易浑浊，不便于回用；通过小试及中试，选取三氯化铁、硫酸亚铁作为砷处理剂进行比较，根据化验结果及硫酸生产车间及硫酸污水站员工意见，最终选用硫酸亚铁作为砷处理剂。通过中试结果，选用片碱作为pH调整剂，实现快速精确调整pH，选用厂家专门研制的PAM作为絮凝剂，快速沉淀脱色除砷，对原有工艺流程进行改造，优化布局，对池底进行重新防腐防渗，对污水站设备进行全面保养检修维修，部分设备进行更换。

[1]张永吉.硫酸工业含砷污水处理[J].硫酸工业,1960（5）.

[2]JW帕特森.工业废水处理技术手册[M].北京:化学工业出版社,1993:11-203,468-481.