含砷含氟废水处理技术

广西某某有限责任公司 矿井涌水脱砷除氟中试

试 验 报 告

报告编写 长沙诺一环保科技有限公司 参加试验人员

试验地点 广西某某有限责任公司 试验时间 二O一五年四月 1

广西某某有限责任公司 矿井涌水脱砷除氟中试 试 验 报 告

根据广西某某有限责任公司与某某公司多次交流与沟通结果，双方于2015年03月31日至2015年04月04日在广西某某有限责任公司进行了矿井涌水脱砷除氟中试试验。在参加试验的双方人员的通力合作和密切配合下，矿井涌水脱砷除氟中试试验已经顺利完成。试验表明，在工艺设备设施转正常运行、操作管理规范、药剂用量控制准确、分析测试及时正确的前提下，矿井涌水脱砷除氟能够按照试验设计的预期目标进行，主要工艺指标可以达到或优于试验要求。现根据试验结果，编写试验报告。

一、试验工艺、装置、材料与方法 1 试验目的 （1）利用某某公司自行设计的连续自动水处理中试设备装置，对广西某某有限责任公司矿井涌水脱砷脱氟中试试验； （2）考察某某公司设计的水处理工艺，对脱除广西某某有限责任公司矿井涌水中砷与氟的效果； （3）观察系统运行过程中出现的各种状况与问题，探索解决生产中可能出现的问题的方法； （4）考查系统运行的相关参数，为生产实践的设计、操作与管理提供依据。 2 试验工艺

2.1 工艺原则流程 中试过程中，将矿井涌水泵入株洲新时代环保自行设计的中试连续处理装置进行处理。中试设备现场连接安装完成后实际效果见图1。 2

图1 矿井涌水中试设备 矿井涌水处理工艺原则流程如图1。 矿井涌水

计 量脱砷反应计 量砷捕集剂

脱氟反应计 量氟捕集剂

pH调节计 量

石灰乳

絮凝反应计 量PAM

沉淀浓缩处理后水浓缩污泥

图2 中试过程矿井涌水处理原则工艺流程 根据图2，现对工艺流程简要说明如下：矿井涌水进入一体化中试设备，在中试设备中，首先加入脱砷捕集剂，在搅拌作用下，脱砷捕集剂与矿井涌水充分混合，同时对水中溶解态的砷进行捕集，使砷转化为固态形式，便于后续分离。随后，加入脱氟捕集剂，同样，在搅拌作用下，脱氟捕集剂与矿井涌水充分混合，同时对水中溶解态的氟进行捕集，使其转化为固态形式。完成砷与氟的捕集后，需加入少量石灰乳，除了对pH进行调节外，这部分石灰可作为絮体骨架，对加大沉淀密度，提高沉淀速度具有促进作用。完成该工序后，将加入已经配制的PAM，在PAM作用下，使小颗粒沉淀发生絮凝，形成絮体，随后进行沉淀，此时，矿井涌水中大部分的砷和氟均以沉淀的形式得到去除，而沉淀所得上清液则达标进行排放。 2.2 主要考查与控制因素 (1) 原水：进水量，总As含量，总F含量，pH值； 3

(2) 脱砷反应：脱砷捕集剂用量，脱砷反应时间，脱砷效果； (3) 脱氟反应：脱氟捕集剂用量，脱氟反应时间，脱氟效果； (4) pH调节：石灰乳用量，反应时间； (5) 絮凝沉淀：PAM用量，絮凝效果，沉淀效果。 3 试验装置、仪器、试剂与用品

表1 实验装置 序号 设备名称 型号 材质 数量 备注

1 一体化设备 6*1.5*1.5m3 碳钢防腐 1个 2 加药桶 300L PE 4套 3 计量泵 100L 2台 4 计量泵 60L 2台 5 加药桶搅拌器 0.75kw 4套 6 罗茨风机 0.75kw 1台 7 在线pH计 1台 8 进水泵 1.1kw 1台 9 转子流量计 6m3 1个 10 控制柜 1个

表2 中试试验主要化学原料与试剂 序号 名称 数量 备注 1 脱砷捕集剂 165kg 粉状固体，可预先配为溶液 2 脱氟捕集剂 115kg 粉状固体，可预先配为溶液 3 石灰 50 kg 工业级 4 PAM 25kg 工业级 5 柠檬酸三钠 500g 分析用 6 硝酸钠 500g 分析用 7 氟化钠 500g 分析用

表3 工业扩大试验主要分析仪器与用品 序号 名称 数量 备注 1 2000ml烧杯 若干 2 100ml烧杯 若干 3 50ml量筒 若干 4 50ml锥形瓶 若干 4

5 10ml量杯 若干 6 1ml移液管 若干 7 2 ml移液管 若干 8 5 ml移液管 若干 9 10 ml移液管 若干 10 电子天平 1台 11 磁力搅拌器 1台 12 砷在线监测仪 1台 13 氟离子分析检测仪 1台 氟离子电极法

4 矿井涌水基本性质 矿井涌水取自广西某某有限责任公司矿山厂区现场。对所关注的指标进行检测，列出矿井涌水基本性质如表4。 表4 矿井涌水基本性质 测定项目 pH As F 含量mg/L 7.2 0.52 5.83

由表4可知，试验所用矿井涌水的pH=7.2，As和F的含量分别为0.52和5.83左右，其基本性质与本公司在小试过程中所用水样性质相差异不大，因此，可以预计的是，在小试过程中所研发和采用的工艺，以及据此而设计和制造的中试装置，对此废水也会有较好的处理效果。

二、试验结果与分析 根据业主方要求，中试至少需进行72小时，中试期间，业主每隔1小时取样一次，8次取样后，将样品混合，形成混合样送检。鉴于现场检测条件有限等原因，本公司在与业主同步取样分析上存在一定困难，因此，实际操作中，将根据调试的具体情况，不定时取样自行分析。 1 脱砷试验 中试前段时间，主要加入脱砷捕集剂进行脱砷试验，并未加入脱氟捕集剂。当脱砷剂用量为1kg/t时，具体结果如表5~表7所示。 表5 3月31日11:00~16:00中试数据 （如无特殊说明，除pH无单位外，其余均为mg/L） 5

取样时间 As F pH 11:12 0.0085 5.7 8.55 14:48 0.0065 4.2 8.34 均值 0.0075 4.95 8.45 业主方混合样 0.008 4.0 8.31 备注 脱砷剂用量1kg/t；

表6 3月31日16:00~24:00中试数据 （如无特殊说明，除pH无单位外，其余均为mg/L） 取样时间 As F pH

17:54 0.0106 2.6 8.08 19:57 0.0104 2.3 8.04 均值 0.0105 2.45 8.06 业主方混合样 0.007L 2.5 8.09 备注 脱砷剂用量1kg/t； 业主方0.007L表示低于检测限0.007L不能检出

表7 4月1日00:00~08:00中试数据 （如无特殊说明，除pH无单位外，其余均为mg/L） 取样时间 As F pH

01:18 0.0103 2.2 7.9 业主方混合样 0.007L 2.5 7.9 备注 脱砷剂用量1kg/t； 业主方0.007L表示低于检测限0.007L不能检出

由表5~表7可知，当脱砷捕集剂用量为1kg/t矿井涌水时，脱砷效果极佳。在处理初期（表5），处理水中As浓度的均值达到0.0075mg/L，随着时间的延长，处理水中As浓度有升高趋势，均值达到0.0105mg/L（表6），随后，基本维持稳定，维持在0.0103左右mg/L（表7），这与小试结果是基本吻合的。同时，从表6和表7还可以看出，业主混合样所测得含砷量较低，低于业主方采用的测As方法的检出限，不能被业主方检出。与本公司测定结果比较，说明二者 6

在砷测定上存在一定差异。 另外，虽然调试初期未加入脱氟捕集剂，但由于脱砷捕集剂本身对氟具有一定的脱除效果，因此，在系统运行稳定后，氟的浓度也有一定程度的降低，这也与小试结果是一致的。 为降低药剂成本，将药剂用量减少至0.5kg/t进行了试验，试验结果具体如表表8~表9所示。

表8 4月1日08:00~24:00中试数据 （如无特殊说明，除pH无单位外，其余均为mg/L） 取样时间 As F pH

11:14 0.0083 2.4 7.83 15:23 0.0136 2.6 8.14 20:02 0.0167 2.7 8.22 业主方混合样 0.007L 2.5 7.9 备注 脱砷剂用量0.5kg/t； 业主方混合样取样时间段为4月1日08:00~16:00

表9 4月2日00:00~08:00中试数据 （如无特殊说明，除pH无单位外，其余均为mg/L） 取样时间 As F pH

06:49 0.0179 2.6 8.13 业主方混合样 0.007L 2.5 7.9 备注 脱砷剂用量0.5kg/t； 业主方0.007L表示低于检测限0.007L不能检出

由表8~表9可知，在减少脱砷剂投入量初期，As和F的含量变化并不明显，显然，这是因为反应系统尚需一段时间才能达到调节效果。一段时间后，可以明显看出处理水中As的浓度开始增加，至4月1日20:02时，As浓度达到0.0167mg/L，接下来的10小时（表9），系统运行得比较稳定，As浓度仅增加至0.0179mg/L。需要指出的是，此时，业主方检测As浓度指标仍然为0.007L，