硫酸生產(chǎn)中含砷廢水治理工藝、提高砷去除率的研究應用

王 勇

(楚雄州環(huán)境監(jiān)測站，云南 楚雄 675000)

1 工藝介紹

在以硫鐵礦、硫精礦等含硫礦石為原料，通過鍛燒產(chǎn)生含硫尾氣，采用二轉二吸工藝生產(chǎn)硫酸的生產(chǎn)過程中，原料礦石中所含砷等元素在高溫鍛燒過程中，分解氧化進入含硫尾氣。含硫尾氣進入二轉二吸制酸生產(chǎn)線后，在尾氣凈化工序，通過洗滌凈化設施除去尾氣中的砷、鉛等雜質(zhì)，產(chǎn)生含砷、鉛等污染物的酸性廢水。對于該酸性廢水中砷、鉛等污染物去除治理方法，比較成熟且較實用的治理工藝是石灰堿液中和加鐵鹽法，其廢水治理工藝流程如圖1。

治理過程中砷的主要化學反應如下:

①中和反應

②鐵鹽反應

酸性含砷廢水采用上述治理工藝處理后，清水中總砷濃度經(jīng)多年的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，基本可達到GB8978－1996《污水綜合排放標準》中0.5mg/L的排放標準。隨著我國節(jié)能減排工作的深入開展，為了經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展，保護環(huán)境，國家對環(huán)境保護治理工作提出了新的要求。2010年國家環(huán)境保護部發(fā)布了GB26132－2010《硫酸工業(yè)污染物排放標準》，將排放廢水中總砷排放標準提高到0.3mg/L。為提高酸性廢水中砷的去除率，降低廢水中總砷濃度，以達到新的行業(yè)排放標準;廢水治理后能達到企業(yè)內(nèi)部制定的循環(huán)用水水質(zhì)標準，為廢水循環(huán)使用奠定基礎:通過研究論證，在某磷化工企業(yè)為年產(chǎn)20萬t硫酸生產(chǎn)線配套新建日處理900m3酸性含砷廢水治理設施項目的建設中對廢水治理設施及工藝進行了技術改進。

2 技改內(nèi)容及原理

選用上海西恩化工設備有限公司生產(chǎn)的CNII型過濾器，以替代沉淀池，在鐵鹽反應池后和pH調(diào)節(jié)池后增加二級CN過濾設施。CNII型過濾器采用整體玻璃鋼制作，內(nèi)部裝有約0.5m高的懸浮介質(zhì)層，懸浮過濾介質(zhì)為采用高分子材料加工的1～2mm小球，球形介質(zhì)在過濾器內(nèi)均勻分布，緊密排列。廢水中主要污染物在中和反應和鐵鹽反應中生成不溶微粒，廢水通過CNII型過濾器前加入絮凝劑，使其微粒凝結后，通過懸浮介質(zhì)層吸附截留水中懸浮物，在介質(zhì)表面形成濾餅層，另外介質(zhì)層小球還帶有對偶極子，可以吸附進入懸浮層的細小懸浮物，以提高污染物去除率。

3 技改結果分析

新建酸性含砷廢水治理設施建成投入使用后，在試生產(chǎn)期內(nèi)，對廢水處理系統(tǒng)進、出口水中的主要污染物進行了多次采樣監(jiān)測，表1為試生產(chǎn)期內(nèi)連續(xù)兩個處理周期的監(jiān)測結果。

表1 廢水監(jiān)測結果

4 技改結果評價

通過表1中監(jiān)測結果可看出，廢水經(jīng)技改后的治理設施處理后，廢水中主要污染物均得到有效去除，去除率均有顯著提高，總砷去除率達99.9%以上，處理后清水中主要污染物濃度均低于GB26132－2010《硫酸工業(yè)污染物排放標準》中新建企業(yè)水污染物排放限值，廢水通過技改后的治理工藝處理后也達到企業(yè)內(nèi)部制定的循環(huán)用水水質(zhì)要求，可用于磷酸生產(chǎn)工序。治理設施投入使用后，正常情況下企業(yè)能做到生產(chǎn)用水全封閉循環(huán)，無生產(chǎn)廢水外排，節(jié)約了水資源，減少了污染物排放量，達到了節(jié)能 (水)減排的目標。