《酸性高砷廢水回用工藝設(shè)計(jì)》9900字

酸性高砷廢水回用工藝設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u8204第一章緒論 第一章緒論1.1選題研究背景及意義自然界中的砷與各種礦物和金屬有關(guān)，廣泛存在于自然環(huán)境中，火山活動(dòng)、巖石腐蝕和森林火災(zāi)等自然活動(dòng)都會(huì)使砷從原來(lái)的穩(wěn)定環(huán)境中釋放出來(lái)。砷是環(huán)境中砷釋放的主要來(lái)源。人類(lèi)活動(dòng)包括砷，主要用于制造防腐劑、藥物、染料和半導(dǎo)體。砷是由于生產(chǎn)過(guò)程中的污染而釋放出來(lái)的。工業(yè)廢物（粉塵、廢水、廢氣）是環(huán)境中砷污染的主要來(lái)源，包括金屬礦山生產(chǎn)過(guò)程中，有色金屬冶煉、化工生產(chǎn)、發(fā)電、皮革生產(chǎn)企業(yè)和造紙企業(yè)從傳統(tǒng)的程工業(yè)廢物和廢物砷排放尚未排入條件下的環(huán)境保護(hù)環(huán)境系統(tǒng)。其中，砷排放量最高的是冶金和化學(xué)工業(yè)。廢水和廢氣中的砷約占總砷的一部分，而砷的部分來(lái)源于冶金工業(yè)生產(chǎn)。含砷廢水廢渣的處理與研究一直是一個(gè)重要課題。隨著冶金、化工、石油工業(yè)的發(fā)展和高品位礦石的枯竭，不得不進(jìn)行精益開(kāi)發(fā)，隨著砷的主要元素被開(kāi)發(fā)成廢水中砷的數(shù)量非常大。砷是一種金屬元素有劇毒，可導(dǎo)致多種疾病，如皮膚癌、肺癌、膀胱癌、臺(tái)灣烏腳病和非癌組織損傷、胃腸疾病等。砷能代替磷元素在營(yíng)養(yǎng)元素中的位置，與細(xì)胞稀疏的群體結(jié)合，嚴(yán)重破壞細(xì)胞，造成嚴(yán)重的生物死亡。根據(jù)含砷廢水中砷的平均含量，一般可分為三類(lèi)，第一類(lèi)是不含含砷廢水作為水的第三媒體內(nèi)容二種記錄高砷含砷廢水中砷含量低的遺留。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高砷廢水處理方法包括石灰中和法，中和中和絮凝過(guò)程中和中和法、硫化法。這些方法在廢水除砷效果上與處理低濃度含砷工業(yè)廢水一樣，均可達(dá)到一定要求，但同樣含砷渣多是“固化”存放，存在二次污染問(wèn)題難以解決。通過(guò)研究含砷廢水的特點(diǎn)，采用氧化鐵鹽法技術(shù)研究回收廢水中的砷，建立過(guò)程無(wú)污染的單質(zhì)砷回收方法，是課題的最終研究目的。如能回收利用單質(zhì)砷，不僅解決了砷對(duì)人體的危害及對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著，節(jié)約了資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年通過(guò)各種途徑進(jìn)入水圈是萬(wàn)噸，對(duì)人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重威脅取決于安全和健康，含砷廢水的有效治理形式緊迫，刻不容緩。因此，開(kāi)發(fā)可行、經(jīng)濟(jì)、高效、適用范圍廣的含砷廢水處理技術(shù)，不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且具有重大的社會(huì)和環(huán)境意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀高砷污酸，目前，我們通常采用硫化法+石灰鐵鹽法相結(jié)合的方法，石灰鐵鹽+電化學(xué)法、生物劑+石灰鐵鹽法。以下作出簡(jiǎn)要介紹。（1）硫化鈉法高濃度的含砷污酸多采用硫化法在酸性條件下進(jìn)行預(yù)處理，現(xiàn)工藝通過(guò)電位值控制往含砷廢水中添加Na2S溶液，使廢水中的銅、砷等離子經(jīng)硫化反應(yīng)生成CuS和As2S3等沉淀物，通過(guò)沉降和固液分離后以濾餅形式回收。（2）石灰鐵鹽法含砷酸鹽和亞砷酸鹽能與大多數(shù)多價(jià)金屬形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，特別是鐵離子，它們被氫氧化物氫氧化物吸附和沉淀。這是用氫氧化鐵處理含砷廢水的主要原因之一。砷（砷）比砷（砷）效應(yīng)處理砷酸鹽。采用可溶性砷析出特性的方法可以形成不溶性化合物與許多金屬離子、Ca、Fe、Al和MXSy鹽沉淀，固液分離后的反應(yīng)，將原來(lái)的液相去除，與Ca常見(jiàn)的鹽和鐵。CaO、Ca(OH)2、電石渣等是常用的鈣沉淀劑。鈣鹽沉淀法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但該方法有著很明顯的不足，因?yàn)殁}鹽鈣鹽的溶解度要大，遠(yuǎn)超，濃度可以降低到一個(gè)較低的水平，治療后增加使殘留，除了Ca3(As04)2高溶解度，堆放或掩埋，容易在雨水或地表水污染引起的兩。（3）電化學(xué)法電化學(xué)方法是在電場(chǎng)的作用下與金屬鐵陽(yáng)極，在直流電的作用下，陽(yáng)極溶解和鐵的氧化過(guò)程中產(chǎn)生的等離子體，通過(guò)一系列的水解、聚合絮凝劑，形成各種羥基絡(luò)合物，多核羥基絡(luò)合物和氫氧化物，在污水混凝沉淀分離膠體雜質(zhì)和懸浮雜質(zhì)；同時(shí)，在游泳在電場(chǎng)中的帶電粒子的污染物，電荷中和混凝電極不穩(wěn)定。其原理是電化學(xué)方法所用的電極材料是鋁或鐵，電極反應(yīng)是由陽(yáng)極和陰極之間的直流電產(chǎn)生的。（4）生物制劑法生物制劑是一種主要由硫復(fù)合功能菌群，和代謝物的設(shè)計(jì)與其他無(wú)機(jī)化合物。它是一種含大量羥基、巰基、羧基和氨基的水處理劑。它可直接用于酸性廢水的處理，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)氫氧化物沉淀法在酸性條件下不宜使用的缺點(diǎn)。然而，在砷濃度高于30g/L污酸生產(chǎn)已不適用。砷作為工業(yè)廢水的特征污染物，屬于劇毒物質(zhì)。作為第一類(lèi)污染物的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）以砷污染。砷污染在一些地區(qū)頻繁發(fā)生，對(duì)含砷廢水的處理已引起廣泛關(guān)注。化學(xué)沉淀法是一種常用的含砷廢水的處理方法，是主要的治療方法，工程應(yīng)用較為普遍；原理是：廢水溶解的砷溶解，沉淀可以從廢水中去除。采用石灰沉淀法除砷被認(rèn)為是穩(wěn)定的化學(xué)沉淀法中最常用的預(yù)處理方法，但在含有從自然條件砷酸鈣沉淀的工藝廢水是可憐的砷處理；然而，穩(wěn)定性?xún)?yōu)于鈣砷酸砷酸鐵。因此，石灰－鐵鹽沉淀法常用于處理含砷廢水，其處理費(fèi)用低，工藝簡(jiǎn)單可行，而鐵鹽共沉淀法有助于提高砷的去除率。單一的處理方式對(duì)As(Ⅲ)的去除率較低，處理所需時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于較高的水質(zhì)要求很難滿足。隨著環(huán)境保護(hù)要求的逐步提高，亟需優(yōu)化現(xiàn)有方法或幾種方法聯(lián)合處理，使其快速、高效的除砷，且對(duì)環(huán)境友好，滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求。1.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展前景目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于堿性含砷廢水的報(bào)道還不多，有關(guān)砷廢水和酸性砷廢水的報(bào)道較多?？偟膩?lái)說(shuō)，對(duì)含砷廢水處理技術(shù)可分為兩類(lèi)：一是廢水中砷的回收有用成分，從而降低水體中污染物的濃度；二是化學(xué)方法在廢水通過(guò)沉淀去除砷的使用。目前，由于廢水中砷的直接回收尚未成熟，直接回收法在一定程度上受到限制。目前，國(guó)內(nèi)外采用化學(xué)法處理含砷廢水。然而，對(duì)于含砷酸性廢水的處理，化學(xué)法的研究已經(jīng)比較成熟，國(guó)內(nèi)外主要采用中和沉淀法、絮凝沉淀法、鐵氧體法、硫化物沉淀法、化學(xué)沉淀有時(shí)是綜合幾種處理方法應(yīng)該被使用，如鈣鹽、鐵鹽、鋁鹽結(jié)合鐵，如結(jié)合。傳統(tǒng)的處理方法可以提高砷的去除率，也可用于高濃度含砷廢水，處理后的廢水基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但一般的化學(xué)方法添加大量的化學(xué)藥劑，并產(chǎn)生砷去除沉積物的形成，大量含砷廢渣產(chǎn)生，有兩個(gè)可能的污染。目前大量廢渣處理利用尚無(wú)較好的方法，所以化學(xué)處理法在生產(chǎn)應(yīng)用和以后可持續(xù)發(fā)展中越來(lái)越存在局限性。因此，研究和開(kāi)發(fā)新型工藝清潔技術(shù)處理酸性高砷廢水，將成為兩段焙燒技術(shù)進(jìn)步、廣泛應(yīng)用、安全環(huán)保的必然趨勢(shì)。第二章酸性高砷廢水回用工藝設(shè)計(jì)過(guò)程2.1酸性高砷廢水基本概況了解酸性污水的基本情況，污水處理廠主要生產(chǎn)h新裝置硫酸處理約2.1m3/h；產(chǎn)生的酸浸電解銅過(guò)程中，大約是400m3/d；生物氧化水生物氧化裝置的設(shè)計(jì)約56m3/h,污水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模為90t/h.上述各裝置污水綜合后，本工程廢水的水質(zhì)如下：表2.1廢水中的雜質(zhì)種類(lèi)及濃度廢水中的離子與雜質(zhì)濃度As十As十Cu2十FPb2十Zn2十Ag十Fe3十H2S04懸浮物2875mg/L294mg/L308～531mg/L320mg/L1Slmg/L149mg/LL56mg/L8105～8551mg/L7677mg/L347mg/L廢水自流入原水池。原水池起調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的作用。原水被泵到凝結(jié)反應(yīng)澄清池。通過(guò)在進(jìn)水管內(nèi)加入高效絮凝劑和助凝劑，使水中懸浮物、有機(jī)物和膠體變成大顆粒懸浮沉淀。原水進(jìn)入凝結(jié)反應(yīng)池前，用臭氧發(fā)生器對(duì)原水進(jìn)行消毒。流緩沖池凝固在泵桶上部澄清舉起介質(zhì)過(guò)濾器和超濾去除大分子有機(jī)物，膠體，細(xì)菌等，保證出水水質(zhì)符合反滲透和超濾水要求，即SDI≤3.0、濁度≤0.5NTU，分為超濾水箱；超濾水通過(guò)增壓泵提升進(jìn)入反滲透裝置除去溶解固體（TDS），硬度97%以上，反滲透水回池塘。2.2酸性高砷廢水處理原理鐵是去除砷的比較常用的方法，鐵和鐵鹽單體聚合具有很好的應(yīng)用，As(V)比As(III)容易與鐵結(jié)合，鹽和砷酸鹽的生成更穩(wěn)定，所以處理含砷廢水將鐵鹽處理前增加預(yù)氧化。FeCl3作為單體鐵鹽，常被用作絮凝劑。在高pH值條件下，可同時(shí)生產(chǎn)砷酸鐵，生成Fe(OH)3膠體，并進(jìn)行吸附共沉淀。因此，除砷率較高。硫化被廣泛用于去除廢水中的砷和一些重金屬。常用的硫化劑有Na2S，NaHS，H2S三種。此外，去除S2一的優(yōu)勢(shì)在酸性條件下，砷的As2S3不溶性硫化物沉淀法的反應(yīng)溶液，與廢水中重金屬離子和S2一反應(yīng)，形成的不溶性金屬硫化物，廢水中砷和重金屬離子的去除，主要反應(yīng)過(guò)程如下：As205+4H++2S2一=As2S3+2S+2H203As203+6H++3S2一=S2一+3H20M0+2H+=M2++H20M2++S2一=MS具體反應(yīng)如下：1.中和反應(yīng)Ca(OH)2+H2SO4=CaS04↓+2H20（1）As的去除硫酸廠廢水中的砷主要是三氧化二砷，而砷是金冶煉過(guò)程中砷的主要形態(tài)。用石灰鐵鹽共沉淀法可形成不溶性鐵砷、砷酸鐵；另一方面，砷酸鐵具有很強(qiáng)的吸附效果。此外，還可以用重金屬共沉淀法除去砷。共沉淀法被認(rèn)為包含兩種作用，一種是可溶性離子被大量的沉淀吸附，另一種是大量沉淀顆粒凝聚或截留的顆粒。共沉淀可使砷減少約90%。主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下:Fe2++2OH一=Fe（OH）2↓（2）4Fe（OH）2+O2+2H20=4Fe（OH）3↓（3）3Ca2++2AsO33一=Ca3（AsO3）2↓（4）Fe3++AsO33一=FeAsO3↓（5）Fe3++AsO33一=FeAsO4（6）3、重金屬的去除適宜的條件下，以氫氧化物或氧化物的形式沉淀出廢水中重金屬離子Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ag＋和Fe3十。其中，Cu(OH)2，Pb(OH)2及Zn(OH)2是兩性堿性物質(zhì)，堿太強(qiáng)時(shí)，氫氧化物沉淀形成各種輕堿絡(luò)合物，發(fā)生反溶。因此，在處理含重金屬離子廢水時(shí)，腳的選擇是非常重要的。主要化學(xué)反應(yīng)式如下:Cu2++2OH一=Fe（OH）2↓（7）Pb2++2OH一=Pb（OH）2↓（8）Zn2++2OH一=Zn（OH）2↓（9）2Ag++2OH一=AgO↓+H2O（10）Fe3++3OH一=Fe（OH）3↓（11）4.氟的去除廢水中形成氫氟酸的氟在反應(yīng)后溶解在水、氫氟酸和石灰乳中形成氟化鈣沉淀，從而除去氟。主要化學(xué)反應(yīng)式如下:2F一+Ca2+=CaF2↓（12）2.3污水處理流程的選擇目前國(guó)內(nèi)高砷氟、重金屬?gòu)U水的處理方法主要有石灰中和法、石灰鐵鹽共沉淀法、鎂鹽沉淀法、離子交換法、吸附法等，在前兩種方法中得到了廣泛應(yīng)用。高濃度含砷廢水，采用硫化鈉除砷，然后與其他混合廢水中和處理后一起（貴溪冶煉廠、金隆銅業(yè)有限公司使用這種方法）；低濃度含砷廢水通常采用石灰-鐵鹽共沉淀法（葫蘆島鋅廠、安徽金昌冶煉廠的第一，銅陵冶煉廠等）。從以上結(jié)論可知，含砷的主要工程廢水、氟和重金屬，砷的濃度高，用五價(jià)砷，考慮為主要目的的設(shè)計(jì)除砷。對(duì)于高濃度含砷廢水，采用硫化鈉沉淀在中國(guó)除砷。但該法工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備和化學(xué)品數(shù)量多，投資和運(yùn)行費(fèi)用高。由于項(xiàng)目廢水回用，對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格，未經(jīng)處理，設(shè)計(jì)中建議采用石灰鐵鹽共沉淀法，用石灰沉淀法，用較多的經(jīng)濟(jì)沉淀劑和其他化學(xué)沉淀劑相類(lèi)似或稍好一點(diǎn)的效果。攪拌的目的是快速和均勻地?cái)U(kuò)散到水，以方便快速水解聚合，聚合，使水的膠體粒子和使用的棕色運(yùn)動(dòng)的冷凝。良好的混合是必要的，以提高絮凝效果，并降低藥物的消耗?；旌闲Чc后序凝固和沉淀效果直接相關(guān)。投加混凝劑后，原水應(yīng)立即攪拌，在很短的時(shí)間內(nèi)（10～20s），藥劑均勻地分散到水里。這個(gè)過(guò)程使所有的膠體顆粒在瞬間完成的穩(wěn)定和凝聚力的清除，它也被稱(chēng)為初級(jí)混凝過(guò)程?；旌鲜菍?shí)現(xiàn)良好絮凝效果的先決條件，也是節(jié)省用量的關(guān)鍵。近年來(lái)，隨著水處理技術(shù)的改進(jìn)，保證出水水質(zhì)的，對(duì)攪拌設(shè)備的選擇也得到了廣泛關(guān)注。管式靜態(tài)混合器屬于水力混合范疇。該系統(tǒng)使用水產(chǎn)生混合條件，混合強(qiáng)度隨水力條件而變化，并且需要一個(gè)常數(shù)。當(dāng)水量變化時(shí)，混合效果會(huì)降低，管式靜態(tài)混合器的水頭損失更大。管式靜態(tài)混合器具有設(shè)備簡(jiǎn)單、安裝方便、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械攪拌攪拌速度快的主要優(yōu)點(diǎn)是攪拌效果好，可以隨水的變化而調(diào)節(jié)攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變水含量的變化，適用于各種不同大小的再生水，水頭損失小。沉淀是污水處理廠的主要結(jié)構(gòu)，它不僅影響固液分離效果，而且直接關(guān)系到過(guò)濾效果的影響。沉淀池選擇的主要因素有：水量、進(jìn)水條件、地形地貌、地質(zhì)條件、高程布置、底板面積、作業(yè)成本、操作經(jīng)驗(yàn)。目前，有許多類(lèi)型的在中國(guó)沉淀池，如平流沉淀池、斜管（板）沉淀池，沉淀池和國(guó)外的一些介紹，如高密度沉淀池、沉砂池等ACTIFLO。由于平流沉淀池占地面積大，高密度沉淀池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗高，投資大，且屬于專(zhuān)有技術(shù)，因此沒(méi)有考慮?？紤]到節(jié)約土地、減少工程投資的因素，建議采用斜板沉淀池。過(guò)濾是廢水處理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。是一種去除混凝沉淀后廢水中殘余雜質(zhì)和雜質(zhì)的方法。目前常用的過(guò)濾閥四普通過(guò)濾器、V型濾池、高效纖維束過(guò)濾器，閥非溢流排水，本文介紹了近年來(lái)新的過(guò)濾器，微濾布過(guò)濾和活性砂過(guò)濾器，使用效果良好。經(jīng)混凝沉淀后，采用上述過(guò)濾形式可滿足最終出水水質(zhì)。與上述過(guò)濾技術(shù)相比，該項(xiàng)目建議使用水質(zhì)穩(wěn)定可靠，能耗低，操作經(jīng)驗(yàn)，投資低，目前國(guó)內(nèi)使用較多的纖維盤(pán)式過(guò)濾器。通過(guò)上述論證，該項(xiàng)目的深度處理最終采用了“機(jī)械攪拌+機(jī)械絮凝+斜板沉淀+纖維旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)過(guò)濾”的工藝。整個(gè)過(guò)程的水頭損失小，所以污水進(jìn)入深度處理系統(tǒng)無(wú)需再次升級(jí)，簡(jiǎn)化了處理流程，降低了能耗。2.4本工程廢水處理流程各種藥物溶液的體積均能滿足一天一夜的藥物用量要求。每個(gè)計(jì)量泵的進(jìn)口設(shè)置有濾網(wǎng)。在溶解固體的溶液室中設(shè)置電動(dòng)攪拌器。加藥管道采用UPVC系統(tǒng)。藥物的注射量可根據(jù)進(jìn)水量的變化自動(dòng)調(diào)整，和水的質(zhì)量可以根據(jù)水質(zhì)變化的信號(hào)或受對(duì)進(jìn)水水質(zhì)變化的人工計(jì)量泵自動(dòng)調(diào)整。藥物配置是基于藥液盒發(fā)出的藥物溶液，低報(bào)警和操作者操作。溶液箱和計(jì)量箱的采用PE材質(zhì)。1、石灰消化流程廢水含有石灰，中和劑石灰石、電石渣等。普通石灰是經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，缺點(diǎn)是使用環(huán)境條件差。在中和前，將石灰配制成一定濃度的石灰乳溶液。該項(xiàng)目的日常的石灰含量約為90噸，且用量較大。由于貯倉(cāng)面積大、灰分高、環(huán)境條件差，密閉倉(cāng)用于貯存，貯存期為5天。外來(lái)的生石灰(粒度鎮(zhèn)5Omm)卸入一1石灰料倉(cāng)，經(jīng)斗式提升機(jī)提升至一2石灰料倉(cāng)，料倉(cāng)底部為錐體，通過(guò)插板閥、圓盤(pán)給料機(jī)進(jìn)入石灰消化機(jī)進(jìn)行消化。粗渣外運(yùn)，w[Ca(OH)Z]為19%的石灰乳進(jìn)入灰乳池以回用水調(diào)至w[Ca(OH)Z]為7%，用灰乳泵提升至高位槽待用。石灰倉(cāng)設(shè)有料位聯(lián)鎖報(bào)警裝置，與斗式升降機(jī)聯(lián)鎖，高位停位報(bào)警，實(shí)現(xiàn)石灰消化的自動(dòng)化和密封。一方面，為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面，可以改善環(huán)境條件，減少粉塵。2、污水中和氧化流程來(lái)自?xún)艋ざ蜗∷?、斜板沉降器的酸泥直接進(jìn)入一級(jí)中和槽，用w[Ca(OH)2]=7%的石灰乳中和。硫酸裝置事故排放水、酸浸液及生物氧化水進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)后由提升泵送至一級(jí)中和槽，與w[Ca(OH)Z]=7%的溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)田值為踐然后進(jìn)入一級(jí)氧化槽，用空氣將其中的Fe2十、As十氧化成Fe3十、As3十?？紤]到原污水中。n(Fe)/n(As)已達(dá)3.5:1，此段反應(yīng)不考慮投加FeS04，廢水中的大量砷、氟及重金屬等在此生成沉淀物。反應(yīng)后出水進(jìn)入二級(jí)中和槽，在此投加少量Ca(OH)2溶液將田值調(diào)整至pH同時(shí)投加FeS04、溶液，控制n(Fe)/n(As)為8:1，使廢水中剩余的砷、氟及重金屬進(jìn)一步反應(yīng)以沉淀物的形式固定下來(lái)，再進(jìn)入二級(jí)氧化槽。二級(jí)氧化槽內(nèi)加入絮凝劑，使小顆粒凝聚成大顆粒，以利后續(xù)的固液分離。每級(jí)中和曝氣及氧化由大小相同的1個(gè)中和槽和3個(gè)氧化槽串聯(lián)組成，中和槽內(nèi)采用機(jī)械及壓縮空氣同時(shí)攪拌，強(qiáng)制混合，氧化槽內(nèi)鼓入空氣進(jìn)行曝氣攪拌。從凈化工段的稀酸和斜板沉降器中的酸性污泥直接進(jìn)入主中和槽中和石灰乳中的w[Ca(OH)2]=7%。硫酸廠事故排放、酸浸、水生物氧化進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，水質(zhì)，由提升泵中和池在池調(diào)節(jié)、水分調(diào)節(jié)、和w[Ca(OH)2]=7%=7%溶液中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)實(shí)踐價(jià)值，然后變成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)采用空氣氧化池。其中的鐵十，十，十鐵十氧化砷?？紤]原水污水。n(Fe)/n(As)已達(dá)3.5:1。這種反應(yīng)并不考慮添加FeS04，和大量的砷，廢水中的氟和重金屬產(chǎn)生沉淀在這里。反應(yīng)流出物進(jìn)入兩級(jí)中和池后，再加入少量的Ca(OH)2溶液將pH值調(diào)整的領(lǐng)域同時(shí)添加FeS04溶液，n(Fe)/n(As)=8:1，砷與氟和重金屬?gòu)U水中剩余的反應(yīng)進(jìn)一步固定在沉淀的形式再次進(jìn)入二級(jí)氧化池。在兩級(jí)氧化槽中加入絮凝劑，將小顆粒凝聚成大顆粒，便于后續(xù)固液分離。每級(jí)由1個(gè)氧化中和曝氣、同一體積的中和槽和3個(gè)氧化槽串聯(lián)組成，罐體采用機(jī)械壓縮空氣強(qiáng)制攪拌、攪拌、氧化槽空氣曝氣。3、固液分離流程考慮到該工程的處理，該系統(tǒng)采用了污水處理，出水水質(zhì)不嚴(yán)格。16m流沉淀池的設(shè)計(jì)將廢水中和液。上清液pH值的調(diào)整與鹽酸pH中性池修整回清洗水箱，石灰消化部分站投加溶解和污水處理出水回用，其余的放給其他設(shè)備。將曝氣和污泥排放到污泥池中的沉淀物，排入尾礦壩。本工程的污水處理工藝流程見(jiàn)圖1。2.5含砷廢水處理系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)2.5.1調(diào)節(jié)池功能：設(shè)置調(diào)節(jié)池的目的在于水量、水質(zhì)的調(diào)節(jié)均勻，保證后續(xù)廢水的水量與水質(zhì)的均化，本工程的調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)有曝氣攪拌系統(tǒng)，增加了接觸程度，整體提升了系統(tǒng)的處理效率。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)廢水的總流量：Q=40m3/d=1.67m3/h廢水的停留時(shí)間：T=6h（在6到12h之間）調(diào)節(jié)池單池的有效的容積：Ve=10m3總?cè)莘e取V=15m3調(diào)節(jié)池的長(zhǎng)寬高如下：L=3m，B=2.5m，H=2m表2.2該單元主要工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目規(guī)格型號(hào)/尺寸調(diào)節(jié)池流量：40m3/dHRT：6h結(jié)構(gòu)形式：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)尺寸：L×W×H＝3000×2500×2000mm總?cè)莘e：V=15m3有效容積：Ve=10m3防腐：內(nèi)貼玻璃鋼實(shí)現(xiàn)防腐鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)：HC-50S風(fēng)量：1.12m3/Min轉(zhuǎn)速：430rpm功率：1.5KW廢水提升泵型號(hào)：IHF25-20-125單臺(tái)流量：6.4m3/h揚(yáng)程：20m電機(jī)功率：0.75KW2.5.2反應(yīng)池功能：加入金屬氧化物，控制池內(nèi)pH值范圍8～9，使砷離子生成含砷化合物沉淀從廢水中去除。表2.3該單元主要工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目規(guī)格型號(hào)/尺寸反應(yīng)池流量：40m3/dHRT：6h結(jié)構(gòu)形式：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)尺寸：L×W×H＝3000×2500×2000mm總?cè)莘e：V=15m3有效容積：Ve=10m3防腐：內(nèi)貼玻璃鋼用來(lái)防腐堿加藥裝置溶藥箱1只，規(guī)格：0.3m3材質(zhì)：UPVC流量：10～50L/h揚(yáng)程：1.0mpa堿加藥泵功率0.25KWPP泵體、特氟龍加藥點(diǎn)：pH調(diào)整槽空氣攪拌系統(tǒng)材質(zhì)：UPVCpH計(jì)pH：1～142.5.3沉淀池功能：混凝反應(yīng)后的絮體通過(guò)重力作用沉降，與廢水分離，上清液引入后續(xù)處理單元，污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)。設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)規(guī)范，得到許多關(guān)于輻流式沉淀池設(shè)計(jì)所用到的方法：（1）輻流式沉淀池的池徑不宜大于50m；（2）校核的堰口負(fù)荷不宜大于17L/(s?m)；（3）固體符合G的校核不宜大于150L/(s?m)；（4）輻流式二沉池的表面負(fù)荷應(yīng)該是0.7m3/(m2?h)（5）停留的時(shí)間要大于4個(gè)小時(shí)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)本設(shè)計(jì)一共設(shè)置1座輻流式沉淀池，設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)如下：設(shè)計(jì)的流量為：Q=100m3/d=4.17m3/h水力停留時(shí)間HRT=4.5h沉淀池的有效容積是Ve=18.8m3總?cè)莘eV=20m3池徑是：D=3.6m池子的總高為：H=2m表2.4該單元主要工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目規(guī)格型號(hào)/尺寸沉淀池流量：100m3/dHRT：4.5h結(jié)構(gòu)形式：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)尺寸：D＝3600mm總?cè)莘e：V=20m3有效容積：Ve=18.8m3防腐：碳鋼內(nèi)貼玻璃鋼防腐填料型號(hào)：PP-50布水系統(tǒng)——含砷廢水處理工藝技術(shù)成熟，工程投資省、運(yùn)行成本較低、管理維護(hù)簡(jiǎn)便，既可有效去除廢水中的離子砷和絡(luò)合砷，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)膠體物質(zhì)和部分有機(jī)污染物的去除。含砷廢水的深度處理以回用為目的。新增的構(gòu)筑物和設(shè)備對(duì)占地的要求不高，適合其他行業(yè)含砷廢水處理工藝的改造。整套工藝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，對(duì)操作及管理人員的要求不高，因此，整套處理工藝在技術(shù)上具有先進(jìn)性。第三章工藝參數(shù)的選擇和消耗定額3.1中和pH值的選擇根據(jù)金屬氫氧化物沉淀和溶解平衡理論，酸性廢水中重金屬離子的殘留濃度與溶液的場(chǎng)值密切相關(guān)。用中和法沉淀廢水中的重金屬時(shí)，控制場(chǎng)值是達(dá)到預(yù)期效果的關(guān)鍵。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，廢水中的銅、鋅、鉛、砷、氟均符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，與該工藝的限度或去除率相對(duì)應(yīng)的最佳ph值應(yīng)如下。Zn9.1～9.6Pb8.5～11.0Cu7.6～12.5As8.0～10.0F7.0～11.0本項(xiàng)目以去除砷為主要目標(biāo)，選定的ph值有利于砷的去除。當(dāng)ph＝8，n(Fe)/n(As)=1.5時(shí)，硫酸亞鐵的去除率為94%。結(jié)果表明，ph值為8的廢水中的大部分砷和重金屬可以在一級(jí)中和曝氣反應(yīng)中沉淀形成沉淀。當(dāng)pH值大于8.5或廢水中含有足夠的氧時(shí)，F(xiàn)e2十可迅速氧化為Fe3十。砷酸鹽由重金屬和高濃度三價(jià)鐵混合而成。當(dāng)ph為10時(shí)，砷和重金屬在固相中保留，而在較低pH值時(shí)，一些重金屬溶解。因此，兩級(jí)中和曝氣控制的ph值為10。3.2n(Fe)/n(As)的合理選擇亞鐵去除砷的機(jī)理主要是硫酸亞鐵水解生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)3，F(xiàn)e(OH)3吸附面大，能去除砷沉淀、包裹體和包裹體。隨著砷氫氧化鐵共沉淀快，已在10min可去除90%的砷在1h的接觸時(shí)間可以殘留的砷濃度穩(wěn)定在實(shí)現(xiàn)；其次，鐵的氫氧化物能與砷，生成Fe(OH)3沉淀。砷的去除效率與廢水中的n(Fe)/n(As)直接相關(guān)，通常隨砷含量的增加而增加。然而，n(Fe)/n(As)的值過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致污泥膨脹，加重后續(xù)澄清的負(fù)擔(dān)。硫酸廠高濃度含砷廢水處理經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)鐵砷比為8時(shí)，可獲得最佳處理效果。如果加入更多的鐵，砷的去除率不會(huì)增加。同時(shí)，由于硫酸亞鐵是一種強(qiáng)酸、弱堿性鹽，水解是酸性的，當(dāng)n(Fe)/n(As)過(guò)大時(shí)，不僅增加了硫酸亞鐵的成本，而且相應(yīng)地增加了石灰乳的消耗，這是不經(jīng)濟(jì)的。含砷廢水本身含有鐵，它取決于廢水溶液中的鐵含量，以決定是否添加和添加鐵鹽。n(Fe)/n(As)一般為5，1，10是合適的。n(Fe)/n(As)對(duì)該項(xiàng)目的污水達(dá)到3.5:1，所以沒(méi)有必要在一級(jí)中和曝氣池加鐵鹽。FeS04添加到二級(jí)曝氣池和n(Fe)/n(As)為8:1。3.3消耗定額90t/h高濃度含砷污水處理站的消耗定額見(jiàn)表3.1消耗定額及運(yùn)行費(fèi)用（噸污水計(jì)）項(xiàng)目名稱(chēng)消耗量單價(jià)/元*噸一1總價(jià)/元*噸一1處理費(fèi)用/元*噸一1Fe（OH）2絮凝劑電回用水量0.53t/h0.9kg/h280KW*h47t/h200180000.58-0.5310616.2162.4-24.91.180.181.80-0.283.4小結(jié)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求的項(xiàng)目，同時(shí)考慮盡量減少投資，降低污水處理成本，根據(jù)工藝和選擇合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，具有流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。（1）二+石灰鐵硫化法處理廢酸，由于酸度低，要保持硫酸化反應(yīng)的pH值，不經(jīng)濟(jì)；反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生硫化氫、硫和氧兩種有害氣體，存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。（2）用石灰+鐵鹽電化學(xué)處理廢酸、低酸度至石灰鐵預(yù)處理，關(guān)鍵技術(shù)和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)是電化學(xué)工藝裝置，只有在整個(gè)過(guò)程中控制ph值、電流和電壓，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制。（3）該酸性廢水中砷濃度高達(dá)50000mg/L，任何治療過(guò)程中有一定的局限性，從源頭上控制和減少砷為酸性廢水；同時(shí)降低氟含量，有利于含高砷酸性廢水處理標(biāo)準(zhǔn)化。第四章結(jié)論4.1總結(jié)（1）100m3/d含砷廢水采用氫氧化物沉淀處理工藝。其中:①調(diào)節(jié)池采用差流式均化調(diào)節(jié)池，尺寸：L×W×H＝5000×2500×2500mm，總?cè)莘eV=32m3，有效容積Ve=25m3，并增設(shè)曝氣或攪拌系統(tǒng)，用于充氧攪拌，對(duì)廢水中有機(jī)物起到一定的降解功效。②氫氧化砷沉淀反應(yīng)槽尺寸：L×W×H＝2000×1000×1500mm總?cè)莘eV=3m3，有效容積Ve=2m3。③硫化砷沉淀反應(yīng)槽尺寸：L×W×H＝2500×1000×1500mm，總?cè)莘eV=4m3，有效容積Ve=2.5m3。④混凝反應(yīng)槽采用旋流式混凝槽，結(jié)構(gòu)尺寸：φ1200×1800mm，總?cè)莘eV=2.0m3，有效容積Ve=1.5m3，進(jìn)水管?chē)娮熘睆絛=30mm，出水口直徑D0=70mm。⑤沉淀池選用輻流式沉淀池，結(jié)構(gòu)：沉淀池的有效容積是Ve=18.8m3，總?cè)莘eV=20m3，池徑是D=3.6m，池子的總高為H=2m（2）采用一體化預(yù)處理+反滲透+離子交換工藝處理含砷廢水，出水水質(zhì)達(dá)到技術(shù)要求，解決這類(lèi)廢水“零排放”問(wèn)題，在技術(shù)上是可行的。還可以回收砷，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益?？捎行コ龔U水中的離子態(tài)砷、絡(luò)合砷以及膠體物質(zhì)等，從而極大減輕回用水處理負(fù)擔(dān)。含砷廢水處理與回用工程建成后，運(yùn)行成本：藥劑費(fèi)為232.5元/d（2.32元/t水），電費(fèi)為106.4元/d（1.06元/t水），人工費(fèi)為50元/d（0.50元/t水），工程綜合運(yùn)