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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。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。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。