除砷试验报告.docx

污水站除砷工艺的改进研究试验一、 试验背景 我公司污水现采用硫化钠石灰沉淀法除砷工艺，污水直接加硫化钠进行一次沉淀、石灰中和，处理后砷的质量浓度在0.6 mg/L左右，不能达到《铅锌工业污染物排放标准》中对外排水砷含量的要求（小于0.3mg/L）,可能存在两方面的原因：1. 影响硫化钠沉砷效果的主要条件（药剂用量、PH值、反应时 间）没有控制好，硫化钠的除砷率显著降低① Na2S 的用量：文献资料和生产实践均表明，一次沉砷，即 使 Na2S 过量很多倍，也不能将砷脱除到很低的水平，而 采用两次沉砷，则可以用较少的Na2S将砷除至较低水平② PH 值：硫化钠沉砷在酸性条件下进行，当 PH 值为 2 左右， 沉砷效果最好③ 反应时间：硫化钠沉砷过程属于离子反应，反应过程十分 迅速，沉砷时间应控制在40—60min左右，但生产实践中 由于受客观条件的限制使得反应时间过长，溶液中存在高 价氧化态离子将 As2S3 沉淀重新溶解，导致除砷率反而下 降，因此考虑将生成的As2S3沉淀过滤；2. 硫化钠的除砷效率是有限的，当污水中砷含量过高，影响硫 化钠沉砷效果的主要因素达到理想情况，硫化钠达到最佳去 除率时，污水中残砷的含量仍无法满足要求时，考虑采用铁 盐法进一步沉砷。

二、 试验目的通过在原来工艺的基础上增加一次硫化钠沉砷阶段，将反应生成 的As2S3沉淀过滤，加石灰中和处理后，在碱性环境下pH在10〜 11 之间）加入硫酸亚铁、双氧水或通入氧气进一步沉砷，探索出最 佳的工艺条件，最终使污水中的砷含量达到《铅锌工业污染物排放标 准》中对外排水砷含量的要求（＜0.3mg/L）三、 试验原理污水站废水主要来自于硫酸车间，酸度较高，废水的pH在1〜2 之间，硫酸的质量浓度在0.49g/L〜4.9 g/ L之间，其中的砷主要 以亚砷酸存在，工艺的第一阶段采取两次硫化钠沉砷（调节水样 pH=2）,原理为：3NaS+2HAs0二AsS ； +6NaOH,经两次硫化钠沉砷过2 3 3 2 3滤后再用石灰中和废水中的酸使pH在10〜11之间，然后加双氧水和 铁盐，双氧水具有强氧化作用使砷氧化并和石灰一起反应，生成砷酸 钙沉淀，Fe2+亦被氧化并水解生成氢氧化铁由于氢氧化铁胶体表面 积大，吸附力强，可把As 0、Ca （AsO）、Ca （As0 ）等杂质吸附共沉2 3 3 3 2 3 4 2经三次沉砷处理后希望将砷的质量浓度控制在0.3mg/L以下四、 试验器材、试验药剂及其用量4.1试验器材：6个大烧杯（1L）,若干个小烧杯，2个大量筒（1L）,4个量筒（150mD, 2个小量筒（50ml）,电子天平、称量纸、抽 滤机、玻璃棒， 6支滴管，药勺。

4.2试剂：以下试剂根据12组水样（7200ml）,平均含砷量6 mg/ L 计算得到4.2.1 硫化钠：除砷溶液（按理论反应需要量的10 倍投加），将0.68328g硫化钠（Na2S）溶于水中，稀释到120 ml并混合 均匀4.2.2石灰：PH=1左右时，每组水样投加15.9g石灰调节pH 在10〜11之间，PH=2左右时，每组水样投加1.59g石灰调 节pH在10〜11之间4.2.3PAC将2.4g PAC溶于水中，稀释到120 ml并混合均匀 4.2.4PAM将0.144g PAM溶于水中，稀释到120 ml并混合均 匀4.2.5FeSO .7H O:（进一步除砷，按理论反应需要量的10倍42投加）将0.54096 g FeSO4.7H2O溶于水中，稀释到30 ml并混 合均匀4.2.6H2O2（30%的过氧化氢，按理论反应需要量的2倍投加） 4.2.7重金属捕收剂：将2.88 g重金属捕收剂溶于水中，稀释 到120 ml并混合均匀五、 试验方案：方案一：利用两段硫化钠除砷，石灰中和沉淀过滤后加入 H2O2 和FeSO4.7H2O2，分别考察两段硫化钠除砷，两段硫化钠除砷后过滤， 两段硫化钠除砷进行过滤后加入h2O2,两段硫化钠除砷进行过滤后 加入 H2O2、FeSO4.7H2O 对沉砷效果的影响。

一） 试验过程：1. 模拟现有工艺流程进行试验作为对照2. 把原有工艺的一段硫化钠沉砷改为两段沉砷，探索沉砷效果3. 在2试验的基础上将两段硫化钠沉砷反应生成的As2S3沉淀 过滤，进一步探索沉砷效果4. 在3试验的基础上将两段硫化钠沉砷反应生成的As2S3沉淀 过滤，加入双氧水进一步沉砷，探索双氧水对沉砷效果的影 响5. 在4试验的基础上加入FeSO .7HO,考察FeSO .7H O和HO4 2 4 2 2 2的共同作用对沉砷效果的影响6. 重复上述试验操作做四组平行样二） 实验步骤：1. 分别取 600 ml 水样于 a、b、c、d、e 四个烧杯中，调节水样 pH=22. 在a烧杯中加入421硫化钠溶液10ml,控制反应时间为40min；在b烧杯中加入421硫化钠溶液5ml,控制反应时间为30 min在c烧杯中加入421硫化钠溶液5ml,控制反 应时间为30 min；在d烧杯中加入421硫化钠溶液5ml,控 制反应时间为30 min；在e烧杯中加入421硫化钠溶液5ml, 控制反应时间为30 min；3. 在b烧杯中加入421硫化钠溶液5ml,控制反应时间为10min；在c烧杯中加入421硫化钠溶液5ml,控制反应时间 为10 min；在d烧杯中加入421硫化钠溶液5ml,控制反应 时间为10min；在e烧杯中加入421硫化钠溶液5ml,控制 反应时间为 10 min；4. 用滤布对c、d、e烧杯中的溶液经行过滤。

5. 在a、b、c、d、e四个烧杯中加入4.2.2石灰调节pH在10~11 之间6. 在a、、c、d、四个烧杯中分别加入423 PAC溶液,4.2.4 PAM 溶液各10ml,观察絮状物，悬浮物基本沉降为此7. 在d烧杯中加入4.2.6 H2O2 10ml,观察实验过程，记录反应 现象8. 在e烧杯中分别加入425 FeSO4.7H2O, 426气02各10ml观察实验过程,记录反应现象9. 在a、b、c、d四个烧杯中分别加入4.2.3 PAC溶液,4.2.4 PAM 溶液各 10ml, 4.2.7 重金属捕收剂,观察絮状物,悬浮物沉 降现象10. 重复d、e烧杯中的上述试验操作，做四组平行样11. 取烧杯中的上清液进行测样三） 试验现象：1. 在d、e烧杯中加入双氧水后，溶液由原来的乳白色迅速变 为淡淡的红褐色,烧杯中的白色沉淀和悬浮絮状物变为淡 淡红褐色的细小颗粒沉淀、絮状物2. 产生大量无色无味的气泡3. 溶液中漂浮着大量红褐色的悬浮絮状物、细小颗粒的红褐 色沉淀在溶液中不断翻滚，并在溶液表面形成一层红褐色 的泡沫4. 在e烧杯中加入FeSO4.7H2O后，溶液的颜色，红褐色的 悬浮絮状物，细小颗粒物沉淀的颜色变深，变浓。

5. 随着试验的进行，产生的气泡量不断减少，溶液慢慢变澄 清，加入絮凝剂PAM、PAC后溶液中仍漂浮着部分红褐色 的悬浮絮状物、细小颗粒的红褐色沉淀，溶液表面红褐色 泡沫也依然存在四） 试验现象分析：加入双氧水后溶液中的Fe2+被迅速氧化成Fe3+并在碱性环境下（pH在10~11之间）水解生成红褐色的氢氧化铁胶体和沉淀，而 在碱性条件下极不稳定的H 2O2会较快的自发分解2H2O2 == 4OH- ==2H20 + 02 f,产生的氧气将溶液中红褐色的悬浮絮状物、细小 颗粒的红褐色沉淀吹向空中而无法沉降，并在表面形成一层红褐色 的泡沫五） 试验数据及其分析：样口口编号样品名称分析兀素ZnCdPbAs水样1综合样0.640.00700.200.68a#对照0.860.0160.270.85b#两段Na S20.290.00390.140.60c#两段NaS （过滤）C0.500.00700.0550.38d#两段NaS （过滤）+ H02 2 20.570.00620.0360.075e#两段NaS （过滤）+H0 +2 2 2FeSO40.500.00470.0360.070水样2a#对照0.360.00910.000130.13b#两段Na S20.410.0140.220.013c#两段NaS （过滤）20.370.00990.150.027d#两段Na2S （过滤）+H02 20.560.00460.000660.027e#两段NaS （过滤）+H0 +2 2 2FeSO40.410.0220.00580.013e#两段NaS （未过滤）+2H0+ FeSO2 2 40.410.00340.000680.013水样3综合样3.57//0.81a#对照1.12//0.51b#两段Na S21.39//0.71c#两段NaS （过滤）C1.07//0.53d#两段NaS （过滤）+ H02 2 20.48//0.044e#两段NaS （过滤）+H0 +2 2 2FeSO 4 0.59//0.022从上表可以看出：将一段硫化钠沉砷改为两段硫化钠沉砷，并且将 As2S3 沉淀过滤除去，只能从很小程度上减少溶液中砷的含量，加乙 J入H HO后，溶液中砷的含量显著降低，达到《铅锌工业污染物排放2 2 2FeSO准》中对外排水砷含量的要求（＜0.3mg/L）。

加入FeSO后，除44砷效果更加明显，但在实际生产中①由于受客观条件的限制,人为因素的影响，水样中重金属含量、PH值的不断变化等各种影响除砷效 果的因素无法控制，HO , FeSO的除砷效果能否达到烧杯试验中的理 2 2 4想情况，将有待于进一步考察和探索②10在碱性环境下自行分解22产生0 ,气泡在溶液中翻滚，反应时间太长，不断有）产生，使得大 量悬浮絮状物和沉淀漂浮在溶液中久久无法下沉，并在溶液表面形成 一层泡沫，溶液呈现浑浊状态，无法达到《铅锌工业污染物排放标准》 中对外排水SS含量的要求（小于40mg/L）因此考虑采用反应时间 较短且可控制的氧气代替HO进行试验22方案二：1. 利用硫化钠除砷，石灰中和沉淀后，取上清液通入氧气，通入氧气再加FeSO，分别考察在一级斜板通入氧气，通入氧气再加4FeSO 对除砷效果的影响42. 利用硫化钠除砷，石灰中和沉淀后，直接通入氧气，通入氧气 再加FeSO4,分别考察在二级斜板通入氧气,通入氧气再加FeSO 对除砷效果的影响一） 试验步骤：1. 分别取6L水样于a、b、c、d四个大桶中，调节水样pH=22. 在a、b、c、d四个大桶中中加入4.2.1硫化钠溶液100ml, 控制反应时间为40min；3. 在a、b、c、d四个大桶中加入422石灰调节pH在10〜11 之间。

4. 取a、b桶中的上清液，在a桶中通入氧气，b桶中通入 氧气并加入4.2.5 FeSO.7HO100ml，425. 在 c 桶中通入氧 气、 d 桶中通入 氧气并 加入 4.2.5FeSO .7H O100ml426. 在a、b桶中。