第6期冶炼厂含砷、镉高浓度污水处理技术

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3污水处理原理

污水中各种离子与投加药剂中钙离子或氢氧根

氟和重金属离子原理3.1除砷、反应式如下：

3Ca2++2AsO4→Ca3(AsO4)2↓3Ca2++2AsO3→Ca3(AsO3)2↓2HF+Ca(OH)2→CaF2↓+2H2OCd2++2OH-→Cd(OH)2↓

Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓Pb2++2OH-→Pb(OH)2↓

3-3-

水除砷有决定性的影响。但在混凝沉淀除砷中,石灰投入量对氢氧化铁胶体的生成是十分重要的,亚铁盐只有在碱性溶液中方能形成氢氧化铁胶体。3.2脱砷率与Fe/As比值的关系

对污水中砷含量大于50mg/L,采用一段石灰中和处理难于使处理后污水中砷含量<0.5mg/L,必须采用二段石灰中和处理。一段和二段污水处理Fe/As比与砷脱除率的关系,见图1、图2。

(1)(2)(3)(4)

(5)(6)

上述重金属氢氧化物的溶度积及其含量达标对pH值的要求详见表2、表3。

表2重金属氢氧化物的溶度积

化学式Cd(OH)2Zn(OH)2

溶度积2.2×10-147.1×10-18

图1一段废水处理Fe/AS比与As脱除率

化学式Pb(OH)2

溶度积1.2×10-15

表3单一金属离子溶液中重金属含量达标要求金属离子Zn2+Cd2+Pb2+

排放标准,mg/L

2.00.11.0

要求pH值

7.510.29.2

氟化钙(CaF2)的溶解度很低,其溶度积为4.9×10-11(在18℃条件下,溶解度为16mg/L，25℃条件下溶解度为8mg/L),易于形成沉淀物而与污水分离。Ca3(AsO4)2和Ca3(AsO3)2有较大的溶解度,只使用石灰法除砷效果较差,仍存在二次污染问题。砷酸盐和亚砷酸盐能与大多数多价金属特别是铁离子能形成稳定的络合物,这些络合物被氢氧化铁胶体所吸附共沉。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：

As2O3+Fe(OH)3→Fe(AsO)3↓+H2O(7)

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。上述投加石灰混凝沉降除砷过程中,实际上石灰只起辅助作用,石灰虽能与砷反应成亚砷酸钙,但低温反应缓慢,亚砷酸钙颗粒细,难以沉降除去。因此,污水中铁含量的多寡对污

图2二段废水处理Fe/AS比与As脱除率

由上图可知,一段污水处理Fe/As比值为3.0时砷脱除率约为92%,二段污水处理Fe/As比值为10.0

时砷脱除率约为98%。3.3脱砷率与PH值的关系

二段处理污水pH值与脱砷率关系见图3。图中曲线说明pH值在3.7～6.5范围内As脱除率随pH值增高呈骤升趋势,并最终达100%极限值，pH值在6.5～10.0时,脱As率均稳定在100%水平上,当pH值＞10时,As脱除率开始下降,至pH值11时,下降至94%。3.4深度除镉

为了确保处理后污水中镉含量＜0.1mg/L,