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由于砷具有明确的毒性特征，我国《电子工业水污染物排放标准》（GB 39731-2020）对其排放限值设定极为严格，要求总砷浓度不得超过0.5mg/L。然而，实际生产废水往往呈现复杂水质特性，尤其是高浓度硫酸盐、氯离子等共存物质的存在，叠加砷元素多价态分布的特征，使得传统处理工艺面临显著挑战。本文结合某光电企业的实际案例，对一种基于“铁基沉淀+离子交换”的单级组合工艺进行技术解析，并探讨其在复杂水质条件下的应用表现。
一、背景需求与技术难点
该企业的含砷废水主要来源于生产工艺环节，其水质特点集中表现为两点：一是水中溶解性硫酸盐、氯化物含量较高，二是砷以亚砷酸盐（As(Ⅲ)）、砷酸盐（As(Ⅴ)）两种形态共存。这种水质条件对常规处理工艺形成双重制约：
化学沉淀法易受高浓度硫酸盐干扰，导致砷沉淀反应不完全；
吸附分离法则因氯离子竞争吸附位点，造成除砷效率波动较大。
若采用传统的多级串联工艺，虽能提升处理效果，但会显著增加设备投资、占地面积及运维复杂度。因此，开发一种适应性强、流程简洁的高效处理方案成为项目核心目标。
二、工艺设计与作用机理
针对上述问题，技术团队通过前期实验验证，最终采用“前端铁引入沉淀+季胺1型离子交换”的单级组合工艺。以下从两个单元的操作要点与作用机理展开分析：
1. 前端铁引入沉淀单元
实施方式：向废水中投加聚合硫酸铁，利用Fe³⁺与As(Ⅴ)的络合反应生成稳定的砷酸铁沉淀；同时通过氧化作用将As(Ⅲ)转化为As(Ⅴ)，进一步强化共沉淀效果。
功能定位：此阶段的主要作用在于快速降低废水中大部分砷负荷，并同步去除悬浮物及胶体杂质，为后续离子交换单元创造有利条件。
优势体现：通过控制铁盐投加量与反应条件，可在较短时间内实现砷浓度的大幅削减，有效缓解后续处理单元的压力。
2. 季胺1型离子交换单元
树脂特性：选用具有选择性吸附功能的季胺1型树脂，其官能团可特异性识别砷酸根（AsO₄³⁻）与亚砷酸根（AsO₃³⁻），并通过静电作用实现吸附。
抗干扰设计：树脂骨架的疏水性结构使其对硫酸盐、氯离子等共存阴离子具有较好的耐受性，从而保障在复杂水质下的吸附稳定性。
再生机制：饱和后的树脂采用氯化钠溶液进行再生，再生液可回流至前端沉淀单元参与循环，提升资源利用率。
三、工程应用与运行效果
该项目设计处理规模为4m³/h，自投入运行以来，系统表现出良好的稳定性与适应性：
实验室小试：模拟实际水质条件下，出水砷浓度达到“未检出”水平，验证了工艺的可行性。
工程实测：连续监测数据显示，进水砷浓度为1.6mg/L时，出水砷浓度持续稳定在检测限以下，且硫酸盐、氯离子等干扰物质浓度未发生显著变化。
工艺对比：相较于传统多级处理工艺，本方案通过单级运行模式简化了流程，降低了运维复杂度；同时，前端沉淀与后端吸附的协同作用，确保了长期稳定的达标效果。
四、技术启示与经验总结
本案的成功实践表明，针对含砷废水的复杂水质特征，需采取“因地制宜”的技术策略：
精准匹配水质特性：通过前期水质诊断明确关键干扰因素，选择针对性强的处理单元组合。
强化单元协同效应：前端沉淀单元不仅承担降砷任务，还需兼顾减轻后续处理负荷的功能，为整体工艺的稳定性提供保障。
注重资源循环利用：再生液的回用设计体现了绿色治污理念，有助于降低药剂消耗与二次污染风险。
对于类似工业废水处理场景，建议结合具体水质参数开展小试研究，优化工艺参数，以实现技术经济性的平衡。
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