近十年来我国硫酸生产的原料结构发生了重大调整,但在短期内仍以硫铁矿为主。硫铁矿制酸所产生的废水酸度大、含有多种有害物质,其中砷、氟含量高是该类废水的主要污染特性。这类废水如果不经处理而直接排放,将对水体和土壤造成严重污染,并最终通过食物链或地面水、地下水进入人体而危害人类健康。因此,对酸性含砷废水的有效治理刻不容缓,研究、开发高效经济的含砷废水处理技术,具有重大的社会、经济和环境意义。为了满足水污染控制标准而对废水处理后,砷等有害物质大多被转移到污泥中。这并不是理想的最终处理结果。对含砷废渣进行一般的堆放、填埋会造成二次污染。因此,如何实现对含砷废渣的安全处理与处置,也是我们面对的一个新的重大课题。 本课题以湖北大冶有色金属公司冶炼厂排放的酸性含砷废水为研究对象,针对原污酸处理工艺存在的出水砷超标、渣量大的问题,考察了石灰中和法、硫化法、石灰中和-铝盐共沉淀法、石灰中和-铁盐共沉淀法和石灰中和-曝气氧化-铁盐共沉淀法处理该厂废水的工艺条件和处理效果。试验结果表明,采用石灰中和-曝气氧化-铁盐共沉淀法处理该厂废水的效果最好,废水经处理后能达国家污水排放标准(GB8978-1996),出水砷浓度小于0.5mg/L。加上前期石膏回收工艺,新工艺仍采用三段法,仅对原工艺条件进行了改进,因此完全利用了现有设施,减少了重复投资。文中还分析了pH值在除砷过程中的重要作用,并对曝气氧化和铁盐混凝除砷机理进行了探讨。理论和试验研究结果表明,在原工艺基础上增设曝气工艺是十分必要的,它是提高砷去除率的关键。 对废水处理后的含砷废渣进行稳定化/固化处理,试验研究了砷渣预处理方式、配料体系、水灰比、早强剂、球磨方式及养护条件对砷渣稳定化/固化效果的影响。研究还发现:将砷渣在高温下煅烧预处理后再进行固化能使固化体强度大幅度提高,砷浸出率降低,但考虑到煅烧成本高,因此这部分只作为理论研究,不应用于生产实际。文中分析了砷在固化体中的作用机制,探讨了硅酸盐水泥的水化反应和粉煤灰活性激发机理,并运用理论知识对试验研究结果作出了合理的解释。 本课题经济、有效,能真正实现对砷渣等危险固体废物的最终安全处置,并为该法的工业化应用提供可靠的依据和指导,为大冶公司的工艺改进提供参考。