含砷物質是一種類重金屬物質，其排放有著嚴格要求。浙江榮耀化工有限公司洛克殺胂生產過程中會產生大量的含砷污水，廢水中不僅含有無機砷，還含有更難處理的高濃度有機胂。總砷質量濃度一般在3000~6000mg/L，其中有機胂占70%以上。有機胂的成分主要為3-硝基-4-羥基苯胂酸(洛克沙胂)、4-氨基苯胂酸(阿散酸)等，無機砷主要為砷酸。該廢水的pH一般在2~2.5，COD一般在3000~6000mg/L，廢水中除含有機胂、無機砷外，還含有鄰硝基苯胺、鄰硝基苯酚及反應產生的有機雜質等，且氨氮含量很高，因此生化處理比較困難。 
  國內對處理含高濃度無機砷廢水的方法報導較多，其中比較可行、有效的方法是FeCl3-CaO混凝沉淀法，其在一定的鐵砷比下可使廢水中砷的去除率達到很高的水平。文獻報導了一種處理有機胂廢水的方法，即在廢水總砷質量濃度<800mg/L(有機胂濃度更低)、COD<1700mg/L的情況下，經過Fenton氧化法處理后總砷質量濃度可降至0.5mg/L以下，COD可降至150mg/L以下，出水水質可達到國家二級排放標準。但是該法對COD>3000mg/L的廢水很難一次處理達標。目前國內還沒有針對高濃度有機胂、高COD廢水處理的相關報道。 
  考慮到洛克殺胂廢水總COD中很大一部分是由有機胂酸帶來的，而有機胂酸與砷酸一樣也可以與Fe3+結合形成不溶于水的絮狀沉淀，將此沉淀分離后，廢水的COD將相應地去除很大一部分;同時絮狀沉淀物還會吸附掉部分COD，因此可以采用兩步法處理該廢水，即(1)用FeCl3-CaO混凝沉淀法將總砷降至一定的程度，COD也會相應地降低。(2)經Fenton氧化法處理，使處理后廢水達標排放。 
  筆者對兩步法處理洛克殺胂廢水進行了詳細研究，分別考察了Fe3+用量、H2O2用量、處理時間等因素對處理效果的影響。 
  1實驗部分 
  1.1實驗材料 
  儀器：BSA3202S精密電子天平，北京賽多利斯天平有限公司;恒速攪拌器;pH計，上海精密儀器有限公司;DZF-6020恒溫真空干燥箱，上海精宏實驗設備有限公司。 
  試劑：FeCl3&dot;6H2O、30%H2O2、FeSO4&dot;7H2O、CaO，上述試劑均為分析純;聚丙烯酰胺(PAM)，工業品。 
  實驗用水：浙江榮耀化工有限公司洛克殺胂生產過程中產生的含砷污水。其水質為：總砷4800mg/L，COD4550mg/L，pH2.1。 
  1.2實驗方法 
  1.2.1一次處理 
  取一定量廢水至燒瓶中，加入一定量FeCl3&dot;6H2O，攪拌溶解。逐漸加CaO調pH至8~8.5，然后繼續攪拌2h。加入PAM0.02mg/L，攪拌5min后靜置分層。于清液層中取樣檢測，直到COD降至1700mg/L以下。 
1.2.2二次處理 
  取一定量COD已降至1700mg/L以下的一次處理液至燒瓶中，加入一定量的FeSO4&dot;7H2O，攪拌溶解后調節pH，然后滴加30%H2O2，約30min加完。繼續攪拌2.5h。加CaO調節pH至8~8.5，再攪拌2h后靜置分層。于上層清液中取樣檢測。 
  1.3檢測方法 
  有機砷采用waters1525液相色譜儀進行測定。色譜條件：C18柱，流動相流速為1mL/min，進樣量為0.2μL，流動相采用體積比為7∶3∶0.6的水、甲醇、磷酸混合液。無機砷采用化學滴定的方法(Q/HRY02—1998)測定。 
  2結果與討論 
  2.1FeCl3&dot;6H2O投加量對一次處理效果的影響 
  在其他條件不變的條件下，考察FeCl3&dot;6H2O投加量(以質量分數計，下同)對一次處理效果的影響，結果見表1。 

  由表1可知，當FeCl3&dot;6H2O投加量從1.7%增加至2.1%時，廢水含砷量和COD均有明顯下降;繼續增加FeCl3&dot;6H2O投加量，廢水含砷量和COD的下降已不明顯。因此選擇FeCl3&dot;6H2O投加量為2.1%。
  2.2二次處理條件的優化 
  二次處理采用Fenton氧化法，該法是一種自由基反應，反應速度很快，一般30min后基本反應完全。為了使反應趨于完全，將反應時間設定為2.5h。以溶液初始pH、30%H2O2投加量(以質量分數計，下同)、FeSO4&dot;7H2O投加量為影響因素進行正交實驗，然后進行單因素實驗，優化反應條件。 
  2.2.1正交實驗結果 
  正交實驗結果如表2所示。

  由表2可以看出，通過正交實驗初步確定3個因素的較好組合條件為：初始pH為3.0，30%H2O2投加量為1.2%，FeSO4&dot;7H2O投加量為0.92%。 
  2.2.2料液pH對二次處理效果的影響 
  在FeSO4&dot;7H2O投加量為0.92%，30%H2O2投加量為1.2%，其他條件不變的條件下，考察料液pH對二次處理效果的影響，結果如表3所示。 

  由表3可以看出，料液初始pH在2.0~4.0時二次處理效果比較好。本實驗選取pH=3.0。 
  2.2.3H2O2投加量對二次處理效果的影響 
  在FeSO4&dot;7H2O投加量為0.92%，料液pH=3.0，其他條件不變的條件下，考察H2O2投加量對二次處理效果的影響，結果見表4。

  由表4可以看出，當30%H2O2投加量從0.8%增至1.2%時，料液含砷量和COD都有明顯地下降;繼續增加H2O2投加量對除砷效果已不明顯，并且H2O2過量后，COD反而回升。本實驗選取30%H2O2投加量為1.2%。
  2.2.4FeSO4&dot;7H2O投加量對二次處理效果的影響 
  在料液pH=3.0，30%H2O2投加量為1.2%，其他條件不變的條件下，考察FeSO4&dot;7H2O投加量對二次處理效果的影響，結果見表5。

  由表5可以看出，FeSO4&dot;7H2O投加量為0.92%時二次處理效果比較好。 
  由此可見，較佳的二次處理條件為：料液pH=3.0，FeSO4&dot;7H2O投加量為0.92%，30%H2O2投加量為1.2%。 
  2.2.5處理成本分析 
  每處理1t廢水所需原料及成本見表6。 

  另外每處理1t廢水產生36kg廢渣。若送去填埋場需支付處理成本2500元/t，則處理36kg廢渣的成本就是90元，總成本則為183.1元。 
  每生產3t洛克沙胂會產生50t廢水。故每噸洛克沙胂要增加處理廢水的成本為183.1×50÷3=3052元，相比該產品的市場售價90000元/t，增加的成本完全能夠承受。 
  2.3兩步法處理工藝的優點 
  (1)按文獻〔1〕、〔6〕報道，處理總砷不到800mg/L的廢水所需的鐵砷質量比是4∶1，而兩步法處理總砷高達4800mg/L的廢水時，總的鐵砷比只有1.6∶1。鐵砷比越接近1，過量的鐵越少，意味著渣中帶入的氫氧化鐵淤泥的量就會越少，處理產生的廢渣的費用會大大減少。 
  (2)按文獻〔1〕、〔6〕報道，處理COD不到1700mg/L的廢水，消耗30%H2O2的量為6.05%以上，而兩步法處理COD高達4550mg/L的廢水，消耗30%H2O2的量僅為1.2%，消耗的原料大大降低。 
  3結論 
  (1)實驗證明，兩步法處理含高有機胂、高COD廢水，可以同時去除有機砷和COD。 
  (2)在較佳實驗條件下，經兩步法處理后廢水總砷可降至0.5mg/L以下，COD可降至150mg/L以下，出水水質達到國家二級排放標準要求。 
  (3)采用兩步法處理含高有機胂、高COD廢水，原料的消耗量和廢渣的產生量都可控制在一個比較合理的范圍之內，有較大的工業化推廣價值。