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硫铁矿和冶炼烟气生产硫酸的过程产生大量的高酸、高砷、高镉的有毒废水，简称“污酸”。这类废水若不经处理而直接排放，将会对周围的生态环境造成严重地污染，并最终通过食物链或饮用水进入人体而危害人类健康。为此，各种处理工艺被提出，其中，石灰-铁盐法被国内外公认为一种最适用于用来处理污酸废水的方法。然而，大量的有害废渣的产生不仅存在二次污染的危害，且越来越昂贵的处理费用增加了企业的经济负担。为此，湖北某冶炼厂采用硫化法-石灰铁盐法的组合工艺来处理高浓度含砷污酸，经过硫化后，废水中砷的含量由3000~9000mg/L降至20~50mg/L。本文以此硫化后污酸废水为研究对象，针对其砷浓度低、酸度高的特点，比较研究了两段石灰中和法及两段石灰铁盐法的处理效果并探索了其最优工艺条件及其工业应用的可行性，通过FTIR、Zeta电位的表征及CD-MUSIC模型对实验数据的模拟研究了砷、镉在铁盐混凝体系中的去除机理。工艺研究结果表明：单纯采用石灰法，废水难以达标排放；而两段石灰-铁盐（氯化铁）法满足达标排放的同时，一段中和所得石膏渣及二段过滤后所得废渣均为非危险固体废弃物，且石膏渣可以作为生产水泥生产的添加剂，其最优工艺参数为一段pH为2.0~3.0，水力停留时间为1h，二段Fe/As为8，Ca(ClO)2/As为6的条件投加35%的氯化铁溶液和漂白粉，水力停留时间为1h。机理研究结果表明：在铁盐混凝体系中，砷、镉的去除之间的相互影响与pH相关；pH3.0~7.0范围内，As(Ⅴ)主要形成≡FeOAsO3H1.5-、FeOAsO(H2O)20.5-这两种单齿单核质子化表面络合物，而Cd2+可通过内层吸附的方式结合在铁氧化物的表面，砷、镉的去除效果则通过竞争铁氧化物表面的有效作用位点而相互干扰； pH＞7.0时，As(Ⅴ)所形成的表面络合物形态主要为≡FeOAsO3H1.5-，而镉亦可形成氢氧化镉沉淀，形成的Cd(OH)2沉淀能通过共沉淀的作用增加除砷的效果。