铭源采用混凝法处理含砷选矿废水技术

来源: 铭源凯德过滤设备（北京）有限公司

　铭源采用混凝法处理该含砷选矿废水，并详细考察了生石灰、硫酸亚铁和六水三氯化铁3种混凝剂对废水中砷的去除效果。
　　1 实验部分
　　1. 1 原水水质分析
　　实验原水为实际含砷选矿废水，取自某钨矿选矿废水。该钨矿选矿废水水质分析结果及GB8978-1996 中污水**排放标准。废水水样表观呈深灰褐色、混浊，搅拌时会散发恶臭气味。废水中悬浮微细尾矿颗粒含量*大，由于选矿过程中使用了强分散剂，使得废水经自然沉降1 个月后仍不能澄清。
　　1. 2 实验方法
　　取*定体积的含砷选矿废水于干净的烧杯中，置于磁力搅拌器上，将电磁转子及pH 计电*放入废水中，开启搅拌器； 向废水中加入*定量药剂，快搅20 s 使药剂与废水进行充分混合反应，必要时用稀硫酸或氢氧化钠溶液调节废水的pH 值，继续搅拌反应*段时间（搅拌速度约200～250 r/min）后加入*定量PAM 搅拌约25 s; 待所有反应结束后，使废水静置沉降60 min，取上清液，用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法测定处理后废水上清液中砷的含量。
　　为了确定体系pH 值、各药剂投加量及混凝反应时间等因素对混凝沉淀除砷的影响及确定*工艺参数，以砷去除率为指标，进行实验研究。　

      1. 3 分析仪器与方法
　　水质分析项目主要为砷、pH 值； 测试方法分别为二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法和便携式pH 计法； 主要仪器有雷磁pHs-3C pH 计、SP-1920 紫外分光光度计、JJ100B 电子天平等。
　　2 实验结果与分析
　　2. 1 石灰沉淀法对砷的去除效果分析
　　2. 1. 1石灰投加量对除砷效果的影响
　　在室温（32℃）条件下，设定混凝反应时间为30min，PAM 投加量40 mg/L。废水pH 值随石灰投加量的变化情况，石灰投加量对石灰法除砷效果的影响。
　　废水的pH 值随着石灰用量的增加而增大，但变化幅度较平缓，这是因为石灰水解产生的OH-会与砷或其他金属离子发生反应。当石灰投加量大于0. 6 g/L 时，废水pH 值变化幅度较大。因此，用石灰沉淀法处理含砷废水时，需同时考虑石灰投加量对砷去除效果的影响和pH 值对絮体沉淀效果的影响。
　　随着石灰投加量的增加，砷去除率不断升高。这是因为石灰投加量不同，生成的砷酸钙盐或亚砷酸钙盐的结构和溶解度不同，导致出水中砷浓度不同。当石灰投加量为2 g/L 时，砷去除率达到92. 34*; 而当石灰投加量增至2. 5 g/L 时，砷去除率仅增加3. 59*，变化幅度变小。这是因为当石灰投加量达到*定值时，再增加石灰投加量，反应速率及反应程度不会再明显增大。
　　2. 1. 2混凝反应时间对石灰法除砷效果的影响
　　在室温（30℃）条件下，石灰投加量为3 g/L，PAM 投加量为40 mg/L，混凝反应时间对石灰沉淀法除砷效果的影响。
　　废水中砷去除率随着混凝反应时间的延长而升高，当反应至10 min 时，砷去除率达到93. 69*，但处理后出水砷浓度仍有2. 65 mg/L。随着反应时间再延长，砷去除率再有所升高，当反应时间为50 min 时，砷去除率增加至99. 15*，此时出水中砷浓度为0. 355 mg/L。
　2. 2 硫酸亚铁沉淀法对砷的去除效果分析
　　2. 2. 1体系pH 值对FeSO4 除砷效果的影响
　　混凝反应时间为40 min，PAM 投加量为40 mg/L。由于还无法确定除砷效果*显着时的硫酸亚铁投加量，分别研究了pH 值对Fe/As 摩尔比为3 和6时混凝除砷效果的影响。
　　硫酸亚铁除砷效率随体系pH值的改变而发生较大变化的原因为：
　　（1）在弱酸和偏中性条件下，Fe2+在废水中会发生以下水解反应：
　　Fe2++2H2O = Fe（OH）2↓+2H+
　　2. 2. 2 FeSO4 投加量对除砷效果的影响
　　向含砷选矿废水中加入不同量的硫酸亚铁，用稀硫酸将废水溶液的pH 值调节至6. 2，控制混凝反应时间为40 min，PAM 投加量为40 mg/L。硫酸亚铁投加量（以Fe/As 摩尔比计）对除砷效果的影响。
　　由以上结果可知，当加入适量的硫酸亚铁时，亚铁离子在溶液中水解形成的Fe（OH）2溶胶，对反应生成的含砷难溶物颗粒具有*定的吸附或沉淀作用。当硫酸亚铁投加量过少时，砷的去除率较低，随着Fe2+浓度的增加，Fe（OH）2溶胶越来越多，砷去除率逐渐升高。当硫酸亚铁投加量达到*定值后，再增加其用量对砷去除率影响不大，这是由于硫酸亚铁水解呈酸性，会影响溶液中沉淀物颗粒的沉降。故选择*Fe/As 摩尔比为11，即硫酸亚铁的*投加量约为1 713. 33 mg/L。　

  　2. 3混凝除砷剂的比较
　　生石灰、七水硫酸亚铁、六水三氯化铁对含砷选矿废水除砷效果及*工艺。
　　3种混凝剂在各自*工艺条件下，对含砷选矿废水中砷的去除效果差别不大，砷去除率均可达到99. 10*以上，出水砷浓度均可小于0. 5 mg/L。
　　由于石灰沉淀法需要大量的石灰和较长的混凝反应时间，废水经该法处理后，出水pH 值为13. 5以上，远大于标准中的6～9，需要添加大量的酸进行pH 值回调后方可回用或排放。硫酸亚铁和三氯化铁相比，硫酸亚铁除砷的*适pH 值为6. 2，三氯化铁为7. 5，则硫酸亚铁沉淀法需要更多的酸来调节pH 值。此外，三氯化铁沉淀法消耗的FeCl3·6H2O 量和所需的混凝反应时间均比CaO、FeSO4·7H2O 少，且终点pH 值为7. 3，不需再用酸碱等进行pH 回调，从*定程度上节约了成本。
　　综合考虑该钨矿含砷选矿废水水质状况、砷去除效率、处理成本等因素，六水三氯化铁为混凝沉淀法除砷的*混凝剂。
　　3 结论
　　（1）采用石灰作混凝剂除砷时，废水中砷的去除率随着石灰投加量和反应时间的增大而升高，石灰沉淀法除砷的*工艺条件为： 石灰投加量3 000mg/L，混凝反应时间50 min，PAM 投加量40 mg/L，静沉60 min，砷去除率可达99. 15*，出水砷浓度为0. 355 mg/L。
　　（2）采用硫酸亚铁作混凝剂除砷时，*工艺条件为： pH 值6. 2，硫酸亚铁投加量为1 713. 33 mg/L，混凝反应时间40 min，PAM 投加量为40 mg/L，静沉60 min，砷去除率可达99. 15*，出水砷浓度为0. 358 mg/L。
　　（3）采用三氯化铁作混凝剂除砷时，*工艺条件为： pH 值7. 5，三氯化铁投加量986. 67 mg/L，混凝反应时间25 min，PAM 投加量为40 mg/L，静沉60 min，砷去除率可达到99. 14*，出水砷浓度为0. 361 mg/L。
　　（4）综合考虑该钨矿含砷选矿废水水质状况、砷去除效率、处理成本等因素，生石灰、硫酸亚铁和三氯化铁3种混凝除砷剂中，三氯化铁是混凝沉淀法除砷的*混凝剂。