專利名稱：一種高濃度含砷酸性廢水處理方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用硫化物及鐵鹽等對不同水質條件下的高濃度含砷酸性廢水進行處理的方法及裝置。屬于重金屬工業(yè)廢水處理技術領域，
背景技術：
砷是一種毒性極強的致癌性物質，在自然界中，砷大多存在于各種金屬礦物中。因此，常常在礦產(chǎn)的冶煉、化工等行業(yè)的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高濃度的含砷廢水，尤其在硫精礦制酸生產(chǎn)時，產(chǎn)生的含砷廢水具有酸性強、砷含量高及水質復雜等特點，很難高效穩(wěn)定地處理且容易產(chǎn)生二次污染。目前，治理此類含砷廢水，工業(yè)中多采用石灰中和沉淀法。應用該方法，首先，向廢水中添加大量的石灰提高廢水的PH值；然后加入鐵鹽，使得廢水中的砷與添加的鐵、鈣等生成難溶性的砷酸鐵(亞砷酸鐵)、砷酸鈣(亞砷酸鈣)等沉淀，從而有效降低水中的砷含量；最后，通過調節(jié)池調節(jié)廢水的pH，使廢水的pH調節(jié)到適宜排放或下一步處理的范圍內。處理此類廢水，這種方法是國內使用最為普遍的。但是，此方法也存在諸多問題，如添加石灰產(chǎn)生的渣量大、處理后的廢水硬度過高、處理效果不穩(wěn)定且存在二次污染。目前，硫化法處理含砷廢水多使用硫化鈉，該方法可有效減少廢渣的產(chǎn)生，且不會帶來硬度過高的問題，但由于其成本較高，多見于實驗室研究很少應用于工業(yè)廢水的處理
發(fā)明內容
·本發(fā)明所解決的技術問題是針對高濃度含砷廢水中的砷，尤其是制酸工程中的強酸性高濃度含砷廢水，采用兩步硫化法除砷，原水先經(jīng)過裝載有FeS的填料床，然后在充分攪拌條件下向原水中泵入Na2S進一步反應，采用該方法及裝置，砷去除率高、去除效果穩(wěn)定、不產(chǎn)生二次污染并可實現(xiàn)砷的資源化再生。具體作用原理是利用硫化亞鐵(FeS)在酸性環(huán)境下的還原作用及與砷發(fā)生共沉淀的性質，對廢水中的高濃度砷進行初步去除。其中，砷去除的主要反應方式可以用以下形式表示:2As3++3S2_ = As2S3涉及的反應過程可概括如下:
權利要求
1.一種高濃度含砷酸性廢水處理方法，包括如下步驟 (1)調配穩(wěn)定高濃度含砷酸性廢水經(jīng)管道泵入調配裝置，如果廢水酸度以硫酸濃度計小于O. 5mol/L,加酸調節(jié),酸度以硫酸濃度計為O. 5-5mol/L,充分混合、穩(wěn)定20_40min ；如果廢水酸度以硫酸濃度計大于O. 5mol/L,直接混合、穩(wěn)定20-40min。
(2)硫化亞鐵處理經(jīng)調配裝置處理后的廢水泵入硫化亞鐵反應裝置，所述反應裝置設置裝載有硫化亞鐵的填料床，廢水自下而上充分與硫化亞鐵接觸，處理10-30min，使廢水中砷含量下降為20-1000mg/L，酸度以硫酸濃度計下降為O. 05-0. 5mol/L ； (3)硫化鈉處理經(jīng)填料床處理的廢水進入硫化鈉反應裝置，邊攪拌邊泵入硫化鈉溶液，使之與廢水進行充分混合、反應10-40min，使廢水中砷含量進一步下降為2_20mg/L ； (4)固液分離經(jīng)硫化鈉處理后的廢水通過管道泵入板式膜固液分離裝置，分離沉降10-20min，板式膜上面抽真空加負壓，真空度為-O. 04—0. 02MPa，可使凈水通過板式膜從上方凈水出口處流出，同時，固體沉積物就沉降到裝置的底部，經(jīng)排泥口排出。
2.如權利要求I所述的一種高濃度含砷酸性廢水處理方法，其特征在于，步驟(I)中所述調節(jié)酸度的酸為硫酸、鹽酸或其它無機酸中的任意一種。
3.如權利要求I所述的一種高濃度含砷酸性廢水處理方法，其特征在于，步驟(I)中所述高濃度含砷酸性廢水砷含量為500-10000mg/L。
4.如權利要求I所述的一種高濃度含砷酸性廢水處理方法，其特征在于，步驟(3)中所述硫化鈉溶液的質量百分比濃度為10% -20%。
5.如權利要求I所述的一種高濃度含砷酸性廢水處理方法，其特征在于，步驟(3)中所述泵入硫化鈉溶液中的硫化鈉與廢水中砷的摩爾比為I : 1-4 : I。
6.一種高濃度含砷酸性廢水處理裝置，由調配裝置、硫化亞鐵反應裝置、硫化鈉反應裝置、板式膜固液分離裝置組成并通過管道連接，所述管道上設置管道泵和閥門。
7.如權利要求6所述的一種高濃度含砷酸性廢水處理裝置，其特征在于，所述調配裝置設置廢水進口和廢水出口。
8.如權利要求6所述的一種高濃度含砷酸性廢水處理裝置，其特征在于，所述硫化亞鐵反應裝置設置廢水進口、廢水出口和填料床，所述填料床裝載有硫化亞鐵。
9.如權利要求6所述的一種高濃度含砷酸性廢水處理裝置，其特征在于，所述硫化鈉反應裝置設置廢水進口、廢水出口、攪拌器和暫存箱、硫化鈉溶液進口，所述暫存箱與硫化鈉反應裝置通過管道連接，所述管道上設置管道泵，所述暫存箱內裝有硫化鈉溶液。
10.如權利要求6所述的一種高濃度含砷酸性廢水處理裝置，其特征在于，所述板式膜固液分離裝置設置廢水進口、凈水出口、排泥口、板式膜和真空泵；通過真空泵在板式膜上抽真空可實現(xiàn)反應固體沉降物與凈水分離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高濃度含砷酸性廢水處理方法及裝置，屬于重金屬工業(yè)廢水處理技術領域，所述廢水處理方法采用兩步硫化法除砷，原水經(jīng)調配穩(wěn)定后先經(jīng)過裝載有FeS的填料床，然后在充分攪拌條件下向原水中泵入Na2S溶液，最后將固體沉降物與凈水分離；所述廢水處理裝置由調配裝置、硫化亞鐵反應裝置、硫化鈉反應裝置、板式膜固液分離裝置組成；本發(fā)明處理方法及裝置簡單實用，操作方便，成本低，可根據(jù)廢水含砷量及砷形態(tài)的不同，控制在FeS填料床的停留時間及Na2S投加量，實現(xiàn)對不同含量含砷廢水的處理，廢水中砷含量可從500-10000mg/L降至2-20mg/L，處理后砷的形態(tài)性質穩(wěn)定，避免了二次污染，實現(xiàn)永久達標排放。
文檔編號C02F9/04GK103253791SQ20131015799
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權日2013年5月2日
發(fā)明者曲久輝, 楊中超, 劉銳平, 朱利軍, 胡承志, 武利園 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心