甘肃省金昌市生态环境局737100甘肃省金昌市金川集团股份有限公司737100
摘要：针对铜盐废水含砷不能稳定达标问题，本文研究提出了以活性铁试剂法处理废水工艺处理含砷废水的思路，实现处理后废水的减量化及综合利用,消除环境风险，经济效益显著。
关键词：含砷废水试验再利用
1概述
铜冶炼铜盐车间现有废水处理站主要是处理车间生产系统排出的废水，同时回收废水中的镍、铜、钴等有价金属。目前废水处理站每天处理的废水量为500m3（硫酸铜生产系统沉镍上清液），废水中不但含有Cu、Ni等重金属，还含砷有毒有害元素。近年来随着铜资源综合利用水平的不断提高和铜产量的大幅增加，尤其是新环保法的实施，对铜冶炼铜盐车间的废水稳定达标排放工作提出了新的要求。
2高含砷废水处理的研究与应用
2.1废水处理规模及水质标准
废水处理系统设计处理能力：500m3/d。
设计进水水质指标：pH为7-9，Cu为15-400mg/L，Pb<1mg/L，Zn<1mg/L，Ni为20-50mg/L，As为30-150mg/L，COD为1000-10000mg/L。
废水处理后水质达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》GB25467-2010中直接排放要求。出水水质指标：pH为6-9，Cu为0.5mg/L，Pb0.5mg/L，Zn1.5mg/L，Ni为0.5mg/L，As为0.5mg/L，COD为100mg/L。
2.2废水处理现状及废水处理试验
2.2.1原废水处理工艺流程
生产系统的废水进入调节池均化后进入硫化反应池，反应液经浓密池沉淀后进入板框压滤机压滤，压滤液进清水池，压滤污泥临时堆存于原料库，定期送冶炼火法系统回收处理。
废水处理站出水水质Cu、Ni为0.1mg/L，重金属指标能达到排放标准，但是砷、COD严重超标，不能满足国家排放标准。
2.2.2废水处理小型试验分析比较
为了选择最佳的废水处理工艺流程，保证废水能够达标排放，铜盐车间先后分别与三家废水处理专业厂家进行了小试、中试以及现场工业试验，以下是几种试验结果的对比。
（1）废水中重金属的处理试验
通过现场生产数据采集和小型试验、工业试验，分别采用硫化钠、氢氧化钠、氢氧化钠+亚硫酸钠、石灰等试剂对废水中重金属的去除情况进行了效果对比。见表2-1。
（3）试验结果对比分析
A.三种除砷方法均能使废水中的砷达标，试剂运行成本电化学法最低，铁钙法最高。
B.通过反应时间的比较，铁钙法反应时间最长，依次为铁试剂法和电化学法。
C.渣量铁试剂法最少，铁钙法产生的渣量最多。
D.改造费用方面，铁钙法投资最高，处理过程需要三级，电化学法次之，铁试剂法最少。
综合考虑，根据废水的处理费用、投资费用、与现场结合程度、渣量及人工成本（电絮凝法需每月更换电极板2-3次，每块重量在250-260Kg）等因素，建议采用活性铁试剂法工艺处理废水。
2.3废水处理工艺流程及方案
废水从废水大罐经泵抽送至重金属反应槽，在重金属反应槽中投加亚硫酸钠及碱，使废水与碱充分反应，控制终点pH为11，重金属全部生成氢氧化物沉淀，反应后废水经泵抽送至原有的板框压滤机进行压滤，压滤后水自流至氧化水池，在氧化水池增设曝气系统1套，对废水进行预曝气，将砷（Ⅲ）氧化至砷（Ⅴ），将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，为后续的除砷及COD达标创造有利条件。
预曝气后废水经泵抽送至室外的中和反应槽，在中和反应槽中对废水的pH进行回调至7.5-8。pH回调后废水自流至两级除砷反应槽，在两级除砷反应槽中投加活性铁基药剂，使活性铁基药剂与废水充分反应，反应后出水自流至除砷反应池，在除砷反应池中对废水继续进行曝气并投加活性铁基药剂和PAC（聚合氯化铝），使活性铁基药剂、PAC（聚合氯化铝）与废水充分反应生成砷酸铁盐，反应后废水经泵抽送至浓密机进行浓密，浓密机上清液自流至新增的缓冲水池，缓冲水池出水经泵抽送至废水储槽外排。两台浓密机底流送压滤机进行液固分离。
本次改造绝大部分利用现有的构筑物及设备，需新增缓冲水池一座、压滤机一台、废水输送泵两台、曝气风机两台、加药泵六台、硫酸加药装置一套，同时增加部分液位计、pH计、砷在线分析仪等配套的电器、仪表装置。
2.4效果分析
采用新工艺处理后废水中砷及重金属成分见下表2-3、2-4所示。
通过表2-3、2-4中数据可知外排水经处理装置处理后出水稳定，均能达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB25467-2010）的相关要求。
3.结论
铁试剂法处理废水工艺的成功应用，外排废水指标达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB25467-2010）的相关要求，符合国家环保管理要求。采用铁基药剂作为除砷的处理剂，具有大于传统材料10000倍以上的比表面积和界面反应活性，通过铁基药剂的特殊结构能同步还原、吸附多种重金属及有机物，从而使重金属、砷从废水中分离出来，同时大大降低COD。活性铁基药剂反应所需时间短,药剂无毒、无害、无污染，系绿色水处理剂，操作过程中现场环境不受任何污染。该工艺较传统的除砷及重金属的工艺简单，改造投资费用少，同时产生的废水渣量少，处理成本较低,。