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用石灰/聚合硫酸鐵處理硫酸廢水效果的研究

    釋出時間✘╃☁:2016年12月19日        【

在以硫鐵礦為原料的硫酸生產過程中,爐氣淨化水洗工序往往產生大量含砷廢水,由於砷含量較高,不能直接排放,必須經過處理,砷含量才能達到排放標準(As的質量濃度<1mg/L)│☁☁☁。 

本試驗採用石灰—聚合硫酸鐵(PFS)法處理硫酸生產過程中排出的廢水,取得了良好的效果│☁☁☁。

1 試驗原理 

在含砷廢水中加入石灰乳液☁│☁│•、聚合硫酸鐵及高分子絮凝劑後,將發生中和☁│☁│•、脫砷☁│☁│•、吸附等反應,併發生架橋☁│☁│•、共沉澱效應│☁☁☁。

1.1 中和反應  

廢水中的硫酸與石灰乳液發生如下反應:  

Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O

1.2 脫砷反應  

中和反應過程中,由於CaSO4的濃度積較大,使溶液中存在一定濃度的Ca2+,Ca2+與砷酸鹽和亞砷酸鹽反應形成沉澱物│☁☁☁。

如果單獨使用石灰法除砷,效果較差,因為生成的Ca3(AsO3)2和Ca3(AsO4)2仍有較大的溶解度,易造成二次汙染│☁☁☁。採用石灰—聚合硫酸鐵法除砷,效果比較好│☁☁☁。因為聚合硫酸鐵的水溶液中含有大量的[Fe(H2O)6]3+☁│☁│•、[Fe2(OH)3]3+☁│☁│•、[Fe3(OH)2]4+等絡離子,易水解形成多核絡合物,這些絡合物能夠強烈吸附廢水中的膠體微粒,透過吸附☁│☁│•、架橋☁│☁│•、交聯等作用促使膠體微粒相互碰撞,形成絮狀混凝沉澱│☁☁☁。與此同時,廢水中的H3AsO3☁│☁│•、H3AsO4與PFS的較終水解物Fe(OH)3發生如下反應:

H3AsO3+Fe(OH)3=FeAsO3↑+3H2O

H3AsO4+Fe(OH)3=FeAsO4↑+3H2O  

生成的FeAsO3☁│☁│•、FeAsO4沉澱被PFS的水解產物卷掃一起沉積下來,從而有效地除去砷│☁☁☁。

1.3 高分子絮凝劑的架橋作用  

在上面反應過程中,投加微量高分子絮凝劑,共沉效應將會加劇│☁☁☁。因為高分子絮凝劑具有線性結構,它可以在相距較遠的各個固相顆粒之間形成聚合物橋,即一端吸附某一固相顆粒後,另一端伸入水中又吸附另一固相顆粒,顆粒透過高分子物質的架橋作用,逐漸變大,較終形成大絮凝體│☁☁☁。這樣就大大加速了混凝絮狀物的形成和沉澱,強化了除砷的效果│☁☁☁。

2☁│☁│•、 試驗水質☁│☁│•、藥劑和方法

2.1 試驗水質  

試驗用水為某廠硫酸生產過程中爐氣水洗工序廢水,具有刺激性氣味,外觀呈黑色渾濁狀│☁☁☁。

2.2 藥劑  

石灰乳液:工業品,石灰加自來水消解而成,石灰含量125g/L;聚合硫酸鐵溶液:工業品,含量為100g/L;高分子絮凝劑│☁☁☁。

2.3 試驗方法  

取1L廢水於2L燒杯中,邊攪拌邊加入石灰,將廢水調至一定的pH值,加入一定量的PFS溶液,攪拌5min,然後再加入高分子絮凝劑,1min後反應結束│☁☁☁。轉移至1L量筒中,觀察靜止15min☁│☁│•、30min時介面沉降率,取上清液進行分析│☁☁☁。  

觀察實驗結果╃☁│,得到如下結論✘╃☁: 

(1)使用石灰—聚合硫酸鐵法處理硫酸生產中含砷廢水,處理效果顯著,成本低;

(2)pH值是決定廢水處理效果的重要條件,對本水源而言,較佳pH值應控制在8.8~10.6之間;

(3)m(Fe)/m(As)比值是除砷的重要條件,當m(Fe)/m(As)比值大於5時,控制適宜的pH值,處理後的廢水中殘餘As質量濃度可降至1mg/L以下;

(4)石灰乳的加入量應控制在1.88mL/L至2.0mL/L之間,這樣As去除率較高,殘餘As的質量濃度小於1mg/L│☁☁☁。

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