5.砷的去除技术
- 格式:doc
- 大小:44.00 KB
- 文档页数:6
除砷的方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述砷是一种常见的有害物质,存在于自然界的土壤、水体和大气中。
长期接触高浓度的砷会对人体健康造成严重威胁,引发各种疾病,包括癌症、心血管疾病和神经系统损害等。
因此,除砷成为了当前环境保护和公共卫生领域的重要课题。
针对砷的除去方法已经受到广泛关注和研究。
本文将探讨一些常用的除砷方法,并对它们的原理和适用范围进行介绍。
文章主要分为三个部分,分别介绍了不同的除砷方法。
首先,我们将探讨方法一,包括膜过滤和吸附剂处理两种方法。
膜过滤利用特殊的膜材料分离砷离子,而吸附剂处理通过选择适当的吸附材料将砷离子吸附并固定下来。
其次,我们将介绍方法二,即化学沉淀和电解法。
化学沉淀通过添加沉淀剂将砷离子转变为沉淀物,从而实现除砷的目的。
电解法则利用电化学原理,通过电解过程将砷离子还原或氧化,从而使其转化为可沉淀的形式。
最后,我们将探讨方法三,包括生物修复和光催化降解这两种方法。
生物修复利用具有吸附或还原能力的微生物来降低砷的浓度,光催化降解则利用光催化剂来分解砷化合物,将其转化为无害的物质。
总结起来,本文将介绍除砷的几种常用方法,包括膜过滤、吸附剂处理、化学沉淀、电解法、生物修复和光催化降解。
这些方法各有优劣,适用于不同的砷污染环境和需求。
文章的撰写旨在提供除砷方法的选择和应用指南,为环境保护和公共卫生工作者提供参考。
在结论部分,我们将对这些方法进行总结,并展望未来在除砷领域的研究和发展方向。
1.2文章结构文章结构部分的内容:本文将介绍除砷的方法。
文章结构分为三个主要部分:引言、正文和结论。
在引言部分,我们将对本文的主题进行概述,简要介绍砷的问题和其对环境和人类健康的危害。
同时,我们将阐明文章的目的,即探讨不同的除砷方法以提供一个综合性的解决方案。
在正文部分,我们将详细介绍三种主要的除砷方法。
首先,我们将讨论方法一,包括膜过滤和吸附剂处理。
膜过滤是一种通过特殊膜材将砷离子从水中分离出来的方法,而吸附剂处理则是利用吸附剂吸附砷离子以达到去除的目的。
目前,世界性的环境污染、环境破坏问题日益严重。
即使在日本,土壤、地下水的污染也成为明显的社会问题。
根据2000年末由日本环境省公布的“1999年公用水域及地下水质测定结果”。
可以确认测定的上述水质受到了污染,影响人体健康的重金属镉、铅、砷3项超过环保标准。
其中砷的超标率最高,按照1993年制定的严格的环保标准,水质中的砷一直在以最大的超标率发展。
其他国家和地区也有地下水受到污染的实例。
(11流经印度、孟加拉国国境附近的恒河流域的地下水,已被确认自1988年以来,有几千平方公里范围内的地下水被污染,这一地区的地下水砷浓度最高达3.7mg/L,饮用该地下水的人超过100万,其中有20万人患有砷中毒病——皮疹。
(2)据报道,中国内蒙古自治区1994年末时,砷中毒病例扩展到5市、11个县。
饮用砷污染的地下水f地下水砷浓度最高为1.86mg/L)的村达627个,人口30万,砷中毒患者为2000人。
日本NKK集团公司,从事城市垃圾、水处理等环保相关设备的设计,以其具备的环境管理技能与实绩,正在按市场需求,竭尽全力开展工作。
如在保护土壤、地下水资源等方面对环境进行全面调查、监测,从而提出恢复、净化的措施等。
下面介绍NKK集团与钢管矿业公司共同开彭惠民译发的除去地下水中砷的技术。
1砷污染的原因地下水中的砷污染,可以认为多数是由自然界中的砷污染引起的。
砷在地层中分布广,由于砷矿多数是伴随矿床形成而产生的,在一些矿山、矿床就有砷。
另外,火山、地热地带,喷气、热水、温泉水中可以产生砷。
并且,岩石在风化、浸蚀的过程中,逐渐变成细小颗粒,形成土壤,在这一过程中由于这类岩石颗粒在土壤的富集,自然而然引发的污染,比其他有害物质的数量多。
从前述的环境省公布的水质调查结果可见,砷超标件数的半数以上是由自然原因引起的。
不能将属于自然原因导致地下水砷污染,与工厂排水中泄漏事故等引起人为污染相提并论。
但是,随着人们环保意识的增强,对于可能危害人体健康的高浓度砷,及可能对周围环境造成显著影响的砷污染.已不能以它是自然界本身产生的为理由而听之任之。
砷的处理方法范文砷是一种有毒、致癌的元素,广泛存在于自然界的土壤、岩石、地下水中。
长期摄入或暴露于砷可能会对人体健康产生很大的危害,因此对砷的处理十分重要。
本文将就砷的处理方法进行详细介绍。
二、砷的处理方法1.水处理方法砷主要通过水被人体摄入,因此处理饮用水中的砷具有重要意义。
以下是一些常见的处理方法:a.活性炭吸附:活性炭能够有效地吸附砷,并将其从水中去除。
该方法适用于砷浓度较低的水体。
b.离子交换法:通过将水中的砷与合适的离子交换树脂接触,使砷离子被树脂吸附去除。
c.氧化沉淀法:通过添加一定的氧化剂(如氯气、二氧化锰等)使砷被氧化成别的形态,然后通过沉淀或过滤将其从水中分离出来。
d.膜过滤法:通过超滤、反渗透等膜过滤技术可以有效去除水中的砷。
2.土壤和土壤水处理方法砷在土壤中通常以固体形式存在,因此处理土壤中的砷具有较大的难度。
以下是一些处理方法:a.修复和管理技术:包括土壤改良、土壤深耕、植被重建等措施,可以减少砷对农作物和水体的污染。
b.热解技术:通过高温加热将土壤中的砷转化为更稳定的形式,从而减少其可溶性。
c.膨润土等吸附剂:通过将膨润土等吸附剂添加到土壤中,可以有效吸附砷,减少其迁移和可溶性。
3.工业废水处理方法a.化学沉淀法:通过加入适当的化学试剂(如铁盐、铝盐等)将废水中的砷沉淀下来,从而去除砷。
b.离子交换法:通过将废水中的砷与离子交换树脂接触,将其吸附去除。
c.生物除砷:包括微生物、植物等生物种类的利用,通过它们的生物活性将废水中的砷转化为较稳定的形态,进而去除砷。
d.高级氧化技术:如过氧化氢、紫外光等,通过氧化作用将废水中的砷转化成无毒、无害的物质。
4.培养公众的环保意识除了以上的处理技术,培养公众的环保意识也是重要的处理方法之一、加强环境教育,宣传砷对人体健康的危害,引导人们正确对待砷,避免暴露于砷的环境中。
综上所述,砷的处理方法包括水处理、土壤和土壤水处理、工业废水处理以及培养公众环保意识等方面。
电吸附技术在砷去除中的应用技术与装置研究摘要:砷是一种广泛存在于地球环境中的有毒金属元素。
长期饮用含有高浓度砷的水源会对人体健康造成严重威胁。
因此,发展高效、低成本、可持续的砷去除技术变得尤为重要。
本文针对这一问题,探讨了电吸附技术在砷去除中的应用技术与装置研究。
1. 引言砷是一种有害金属元素,其存在于地下水和地表水中,成为世界范围内的健康风险。
传统的砷去除技术包括沉淀、吸附、膜分离等方法,但存在效率低、耗能大等问题。
电吸附技术作为一种新兴的砷去除技术,其具有高效、经济、可持续等特点,在砷去除领域备受关注。
2. 电吸附技术的原理电吸附技术是利用电化学方法将砷离子吸附到电极表面,并通过逆向电位进行脱附。
该技术具有高吸附容量、可逆性强、易操作和自动化等优势。
通过调控电位、溶液pH、电流密度等参数,可以实现对砷的高效吸附和脱附。
3. 电吸附材料的选择在电吸附技术中,材料的选择至关重要。
常见的电吸附材料包括活性炭、氧化铁、氧化铝等。
这些材料具有较高的比表面积、孔隙结构以及良好的吸附性能,可用于吸附和脱附砷离子。
4. 电吸附技术的应用电吸附技术在砷去除中具有广泛的应用潜力。
该技术可以用于地下水和地表水处理,包括饮用水源和工业废水处理。
通过合理的电极设计和操作参数的调节,可以实现对不同类型水源中的砷去除效果。
5. 电吸附技术的装置设计为了实现电吸附技术在实际应用中的效果,对装置的设计十分重要。
电吸附技术的装置主要由电极、电源、控制装置等组成。
电极材料的选择、电流密度和电位的控制以及溶液混合方式等因素都会对砷去除效果产生影响。
因此,在设计电吸附技术装置时应考虑以上因素。
6. 电吸附技术的优势与挑战电吸附技术相较于传统的砷去除技术具有明显的优势,包括高去除效率、低运营成本、可持续性等。
然而,该技术的应用还面临一些挑战,如电极的失效、脱附过程中砷离子的再溶解等问题。
这些问题需要进一步的研究和改进,以实现电吸附技术在砷去除领域的广泛应用。
铅精矿除砷的新途径砷污染已经成为环境污染的重中之重,为了有效减少环境污染,以铅精矿提纯砷的新途径就显得很重要。
近年来,铅精矿作为一种价值非常高的矿物被挖掘开发,但是,随着铅的提取,铅滋生的砷可能会污染环境,造成污染威胁。
因此,为了更好地处理铅精矿产生的砷,学者们采取了一系列措施来除去其中的砷。
一、化学法除砷1、化学抑制剂法:将离子活性剂(酸、碱、盐类等)加入砷浓度较高的含盐水中,以抑制砷的缓慢溶出,从而达到除砷的目的。
2、氧化法:将催化剂加入水溶液中,用氧化剂氧化砷,从而转变砷的化学性质,把它从铅精矿中除去。
3、反渗透技术:通过渗透技术可以把砷从水溶液中分离出来,从而除去铅精矿中的砷。
二、物理法除砷1、液化气体除砷:通过改变含砷水的饱和度,使砷气溶于液态二氧化碳中,从而从水溶液中分离出来。
2、低温气液法:通过低温气液法,将砷气溶于气液体系,使其从水溶液中分离出来。
3、超细悬浮法:将高含砷浓度的液体或悬浮物,通过对超细粉状固体物质,使之与砷共结晶,从而除去砷。
4、空气洗涤法:用空气把砷元素清除,并以把砷从流体液体中通风干洗出来。
三、生物法除砷1、微生物法:大自然中的微生物能够以低于有害剂量的许可量形式灭活有害的砷,使其不再具有毒害性。
2、再生技术:再生工艺利用微生物固定技术,结合普通污泥,维持微生物和硝酸盐的平衡,形成一个平衡状态,进而把砷从铅精矿中除去。
四、综合法除砷综合法是多种方式相结合使用,达到最优效果,来除去铅精矿中的砷。
比如:综合利用物理、化学、生物等工艺,将砷固定在矿脉表面,从而达到除砷的效果。
总之,除砷是一个多条路径的过程,并需要不断改进和完善,以满足不断变化的环境要求。
我们要从技术提高、装备优化、污水回收、废水处理以及回收利用等方面入手,切实提升砷的处理能力,降低环境污染,实现铅精矿除砷的新途径。
试论有色冶炼烟气骤冷收砷技术有色冶炼是指对铜、铅、锌、锡、镍、钴、铝、镁等有色金属的提取和精炼过程。
在有色金属冶炼过程中,燃烧炉烟气中所含的砷是一种对环境和人体有害的重金属物质,因此控制和减少烟气中的砷排放成为了现代有色冶炼过程中亟待解决的问题之一。
砷是一种高毒、挥发性较大的有害物质,它对人体健康和环境都会造成严重的危害。
有色冶炼行业在进行烟气处理时,需要采取相应的技术措施来降低烟气中砷的排放。
有色冶炼烟气骤冷收砷技术就是为了解决这一问题而开发出的一种重要的技术手段。
有色冶炼烟气骤冷收砷技术是指在有色金属冶炼烟气中利用烟气骤冷方法,将烟气中的砷凝结成颗粒并收集下来,从而达到减少砷排放的目的。
这一技术在有色冶炼行业中得到了广泛的应用,成为了烟气处理中一项重要的环保技术。
有色冶炼烟气骤冷收砷技术的主要原理是利用烟气骤冷的方式使烟气中的砷凝结成颗粒状物质,通过收集设备将其收集下来,从而达到减少砷排放的目的。
其具体工艺过程如下:1. 烟气骤冷过程在有色冶炼生产过程中,矿石经过燃烧反应生成的烟气温度较高,一般在800℃以上。
烟气中若含有砷元素,则在高温状态下,砷以气态形式存在。
烟气骤冷技术就是通过降低烟气温度,使砷气态物质逐渐冷却凝结成固态颗粒物质的过程。
烟气骤冷过程一般采用冷却器或者冷却塔等设备来实现,通过将烟气引入冷却设备内,利用冷却介质(如水或其他冷却介质)对烟气进行降温处理,使砷气体逐渐凝结成颗粒状物质,然后通过除尘设备将其收集下来。
2. 砷颗粒收集经过烟气骤冷处理后,形成的砷颗粒物质需要通过相应的除尘设备进行收集和处理。
一般采用静电除尘器、布袋除尘器等设备进行砷颗粒的收集工作。
静电除尘器是利用静电作用原理将烟气中的颗粒物质带电后,通过内部设定的电场吸附在集尘极上,然后再进行清除收集。
而布袋除尘器则是利用过滤袋对烟气中的颗粒物质进行过滤收集,然后通过周期性的清灰操作将颗粒物质清除。
3. 砷废弃物处理处理后的砷颗粒物质需要进行相应的处理和处置。
土法冶炼砷工艺引言土法冶炼砷工艺是一种传统的冶炼技术,用于从含砷矿石中提取砷元素。
这种工艺在古代就已经存在,并且在一些地方仍然被使用。
本文将介绍土法冶炼砷的工艺流程、原理以及应用领域。
工艺流程土法冶炼砷的工艺流程通常包括以下几个步骤:1.砷矿石的选矿:首先,从矿石中选取富含砷的矿石。
这一步是整个工艺的基础,选取合适的矿石对后续的提炼过程至关重要。
2.砷矿石的破碎:将选取的砷矿石进行破碎,使其颗粒度适合后续处理。
常用的破碎设备包括破碎机、颚式破碎机等。
3.砷矿石的烧结:将破碎后的矿石进行烧结处理。
烧结是指将矿石加热至一定温度,使其颗粒结合成块状。
这一步可以提高矿石的反应性能,有利于后续的冶炼过程。
4.矿石的还原:经过烧结处理的矿石,可以进行还原反应。
常用的还原剂包括木炭、焦炭等。
还原反应可以将矿石中的砷元素还原为砷气体。
5.砷气体的净化:将产生的砷气体进行净化处理,去除其中的杂质和有害物质。
常用的净化方法包括冷凝、吸附等。
6.砷的收集:将净化后的砷气体进行收集,得到纯度较高的砷。
常用的收集方法包括冷凝收集、吸附收集等。
7.砷的精炼:对收集到的砷进行精炼处理,提高其纯度。
常用的精炼方法包括蒸馏、电解等。
工艺原理土法冶炼砷的工艺原理基于矿石的还原反应和砷气体的净化。
具体原理如下:1.矿石的还原:矿石中的砷元素通常以氧化物的形式存在,通过还原反应可以将其还原为砷气体。
还原反应的化学方程式如下:砷矿石 + 还原剂→ 砷气体 + 矿渣这一反应是一个高温反应,需要在适当的温度下进行,才能使反应达到较高的转化率。
2.砷气体的净化:砷气体中通常含有一些杂质和有害物质,如硫化物、氯化物等。
这些杂质和有害物质对后续的应用会产生不良影响,因此需要对砷气体进行净化处理。
常用的净化方法包括冷凝、吸附等。
冷凝是指将砷气体冷却至一定温度,使其凝结成液体。
这样可以将其中的固体杂质和有害物质去除。
吸附是指利用吸附剂将砷气体中的杂质和有害物质吸附下来。
氧化还原法在砷去除中的应用技术与装置研究砷是一种广泛存在于地壳中的有毒物质,其对人体和环境的危害不可忽视。
因此,砷的去除成为了水处理领域中一个重要的研究方向。
氧化还原法作为一种有效的砷去除技术,受到了广泛关注。
本文将重点探讨氧化还原法在砷去除中的应用技术与装置研究。
首先,我们需要了解氧化还原法的基本原理。
氧化还原法是指通过氧化剂使砷从可溶性的三价砷离子(As(III))转化为不溶性的五价砷酸根离子(As(V)),从而实现砷的去除。
常用的氧化剂包括氯酸铁、高锰酸钾等。
在水处理过程中,我们可以通过调节pH值、氧化剂的投加量和反应时间等参数来优化氧化还原法的去除效果。
在氧化还原法的砷去除装置方面,常见的有气体吸附法、吸附滤池法和化学沉淀法等。
下面将分别介绍这几种装置的原理和特点。
首先是气体吸附法。
该装置通过将氧化剂喷入含砷水体中,使砷转化为As(V),并通过气流将砷气体吸附固定在吸附剂上,然后再将干燥的吸附剂进行处理,将吸附的砷物质彻底去除。
这种方法具有体积小、处理量大、成本低等优点,但对于水中砷含量较高的情况可能需要更大的吸附剂容器。
其次是吸附滤池法。
该装置主要由滤池和吸附剂组成,水通过滤池时,在滤材中的活性炭或其它吸附剂表面进行吸附,从而实现砷的去除。
这种方法具有操作简单、砷去除效果好等优点,但需要定期更换吸附剂和进行后续处理。
最后是化学沉淀法。
该装置通过投加化学沉淀剂将砷转化为不溶性沉淀物,并通过沉淀处理的方式将砷彻底去除。
这种方法适用于砷含量较高的水体,但需要特定的沉淀槽和沉淀剂,同时也需要对处理后的沉淀物进行妥善处置。
除了以上介绍的装置,还有一些新型的氧化还原法砷去除装置正在被研究和开发。
例如,电化学氧化还原法利用电化学反应实现砷的转化和去除,具有高效、资源可再生等特点;纳米材料技术利用纳米颗粒吸附砷物质,并进行后续处理,具有高吸附效率和可再生利用的优势。
这些新型装置的研究还处于实验室阶段,但显示出潜力和前景。
砷污染及其治理技术砷是一种广泛存在于自然界中的元素,它存在于许多矿物质、土壤和水体中。
当然,砷也存在于人体内,但过量摄入砷会对人体健康造成严重危害。
在当前的社会背景下,砷污染已经成为世界性的环境问题,这让砷污染的治理显得尤为重要。
本文旨在探讨砷污染及其治理技术。
一、砷污染的来源砷污染的来源非常广泛,主要包括以下几个方面:1. 自然因素:砷是地球化学元素之一,因此在自然界中随处可见。
水体、土壤、岩石中均含有砷元素,但是砷在这些情况下往往处于低浓度状态,对人体健康影响不大。
2. 工业污染:许多工业过程会导致砷的释放,例如煤燃烧和金属冶炼等。
3. 农业污染:农业生产中常常使用含有砷的杀虫剂和化肥,这些化学物质会排放到水体、土壤中,最终会污染食品。
4. 饮用水:如果饮用水源中砷浓度过高,也会导致砷污染。
这通常是因为水源地处于砷矿区,或者是因为水源受到附近工业污染的影响。
二、砷污染的危害砷元素的摄入会对人体造成严重的危害。
长期摄入高浓度的砷元素,会导致以下几个方面的健康问题:1. 皮肤损害:砷元素可能导致色素沉着、角化和红斑等皮肤病。
2. 癌症:砷元素的摄入可能导致肺癌、肝癌、皮肤癌等多种癌症。
3. 神经系统损害:高浓度的砷元素可能导致神经系统损害,严重时可能导致截瘫等症状。
4. 内分泌系统损害:砷元素可能对人体内的内分泌系统造成损害,引起名为“黑脚病”的疾病。
三、砷污染的治理技术治理砷污染有多种技术手段可供选择,主要包括以下几种:1. 吸附剂法:通过添加吸附剂,将水体中的砷元素吸附下来,从而实现砷污染的治理。
常用的吸附剂包括铁、铝等金属离子和活性炭等。
2. 沉淀法:通过添加沉淀剂将水体中的砷元素沉淀下来,形成不溶性沉淀,从而实现砷污染的治理。
常用的沉淀剂包括氢氧化铁、氢氧化铝等。
3. 生物还原法:通过利用微生物的代谢能力对砷元素进行还原,从而使其沉淀下来。
生物还原法可以用于地下水和土壤的砷污染治理。
4. 隔离技术:通过人工隔离的方法,将受到砷污染的区域与周围环境隔离开来,避免砷元素进一步污染周围环境,同时通过加强地下水管理和监测等手段控制砷元素的扩散。
试论有色冶炼烟气骤冷收砷技术
有色冶炼工程中,许多金属矿石在冶炼过程中都会产生烟尘和废气。
其中,烟气中的
砷是一种非常有害的物质,具有很强的毒性和潜在的环境危害性。
因此,在有色冶炼过程中,需要采取一些骤冷收砷技术,将烟气中的砷化合物有效地去除,保障环境安全。
目前,骤冷收砷技术主要有两种,分别是水淋脱除法和酸淋脱除法。
水淋脱除法的原理是利用水的冷却作用将炉顶烟气快速冷却到露点以下,从而使其中
的砷酸化物尽可能凝结成颗粒物,最终通过水幕屏等装置进行分离。
该方法具有结构简单、操作方便等优点,但也存在着排放水量大、难以回收等缺点。
酸淋脱除法则采用酸性淋洗液对烟气中砷酸化物进行吸附和化学反应,将其转化成易
于收集和处理的物质。
该方法具有收效高、可回收利用等优点,但也需要处理废水和废酸,存在一定的环保问题。
总的来说,无论采用哪种骤冷收砷技术,都需要注意以下几个方面:
首先,需要对烟气的成分和特点进行详细分析,针对不同烟气的特点选择最适合的骤
冷收砷技术。
其次,技术的设计应该充分考虑环保和节能方面的要求,尽可能减少对环境的影响和
资源的浪费。
最后,需要在实施过程中加强监控和管理,确保技术的安全性和稳定性。
砷是一种十分有害的物质,因此有色冶炼企业必须高度重视烟气骤冷收砷技术。
通过
选择合适的技术手段,加强科学管理和技术创新,可以有效避免烟气中的砷带来的安全和
环保隐患,促进企业可持续发展和社会经济的稳定发展。
铁离子除砷
铁离子除砷是一种常用的水处理技术,可以有效地去除水中的砷。
这种技术基于铁离子与砷的化学反应,使砷形成稳定的沉淀物,从而被过滤出水中。
铁离子除砷技术有多种方法,其中最常用的是加入铁盐,如FeCl3或FeSO4。
这种方法的优点是操作简单、成本低廉、效果好。
除了这种方法外,还有使用锰矿、铁锰复合氧化物等材料进行除砷。
铁离子除砷技术可以应用于各种类型的水体,包括地下水、地表水和饮用水。
它可以有效地去除多种不同形态的砷,包括三价砷和五价砷。
除砷效率在不同条件下会有所差异,一般可以达到80%以上。
尽管铁离子除砷技术具有较高的效率和适用范围,但也存在一些缺点。
例如,在处理大量水时,需要使用大量的铁盐,可能会引起二次污染。
此外,铁盐也可能对水的味道和色泽产生不良影响,需要进行后续的处理。
总的来说,铁离子除砷技术是一种可靠、有效的水处理技术,可以应用于各种水体中。
在实际应用中,需要根据具体情况选择适当的方法,并注意处理后水质的改善和环境保护。
- 1 -。
5. 砷的去除技术5.1概述含砷废水常见于半导体工业、采矿工业、农药、玻璃、硫酸工业中,砷和砷化合物大多具有强毒性,并认为是一个致癌因素。
某些地区的地表水中也含有砷,因此废水中砷的去除对环境保护是相当重要的。
5.2回收利用废水中的三价砷可以用沉淀法进行回收,如硫酸厂中的废水,可用硫化钠在20~40℃下进行处理,所得的硫化砷用硫酸铜在70℃进行处理,冷却后进行分离,分出硫化铜后,再与硫酸铜溶液反应,并在>70℃通入空气或氧,使砷成为五价,再分出硫化铜,溶液通入二氧化硫或硫酸厂的尾气,使五价砷还原成三价砷,并结晶,过滤干燥,即可回收三氧化二砷[1]。
在从蒽醌磺酸制备氨基蒽醌过程中,以前曾用过Na2HAsO4作为催化剂,其废水可以先在90℃加入过氧化氢,再通过一个阳离子交换树脂处理,出水中形成的H3AsO4可以用20%的NR3(R=C8~16的烷基)在二甲苯中的溶液进行萃取,约有95%以上的砷被回收,其纯度可达97~98%,可以回用于氨基蒽酯的生产。
而出水中砷的最终浓度可降至0.005~0.007mg/L[2]。
5.3沉淀及混凝沉降法砷的主要处理方法有硫化物沉淀法, 或与多价重金属如三价铁等络合并与金属氢氧化物进行共沉定。
第二种方法是水处理技术中常采用的传统混凝沉降法。
此外也可采用活性炭和矾土吸附或离子交换。
5.3.1 铁盐法铁盐法是处理含砷废水主要方法,由于砷(V)酸铁的溶解度极小,所以除直接用铁盐处理[3][4][5][6][7][8][9][10]外,也可在处理含砷废水时,先进行氧化处理,使废水中的三价砷先氧化成五价砷,使沉淀或混凝沉降法的效果更好。
由于空气对三价砷的氧化速度很慢,所以常用氧化剂进行氧化,常用的氧化剂有氯,臭氧,过氧化氢,漂白粉,次氯酸钠[11][12][13]或高锰酸钾,也可以在亚硫酸钠存在下进行光催化氧化[14][15]。
如在活性炭存在下也可以进行空气催化氧化,再与镁,铁,钙或锰等盐作用,脱砷能力可以提高10~30倍[16]。
结合铁盐处理,出水中的砷含量可以降至0.05~0.1mg/L[17]。
铁盐法可以用在饮用水的净化中去[18]。
废水中的砷可以用石灰乳、铁盐沉淀、中和,再用PTFE膜过滤,废水中的砷的去除率可达99.7%,克服了传统的含砷废水处理工艺投资高,占地大,运行成本高,处理后水质不稳定的弱点,滤清液无色,清澈,透明,可以达标排放或降级回用[19]。
用硫酸铁或其它三价铁盐可以有效地去除废水中的砷化合物。
当初始浓度为0.31~0.35毫克/升时, 用硫酸铁处理, 砷的去除率可达91~94%, 如再经双层滤料过滤, 去除率还可增加5~7%, 总去除率可达98~99%, 出水砷含量可降至0.003~0.006毫克/升[20]。
在用硫酸铁作为凝聚剂时, 当用量在500毫克/升时, 可以使水中的含砷量从25毫克/升降至5毫克/升以下。
其机理是共沉淀法, 在铁沉淀的同时, 将砷也从废水中络合除去。
砷酸盐和亚砷酸盐都可以用这种方法处理。
如在处理前用氧化的方法进行预处理, 使亚砷酸盐先氧化或高锰酸钾氧化成砷酸盐, 其去除效果会更好[21][22]。
其沉淀的pH值可以控制在≥2,在沉降时加入高分子絮凝剂其效果更好[23]。
采用石灰-聚合硫酸铁法对硫酸生产中含砷废水进行了处理,实验了pH值、m(Fe)/m(As)(质量比)、石灰加入量等条件对As去除率的影响。
结果表明,当pH值为8.8-10.6,m(Fe)/m(As)不小于5时,处理后的废水中As的质量浓度小于1mg/L,符合国家排标准[24]。
当用漂白粉作为氧化剂,结合铁盐处理,可以得到铁盐沉淀,出水中的砷含量可降至 0.3~0.5mg/L,产生的砷酸钙含砷及锑分别为20及22%,可在玻璃工业中作为脱色剂[25]。
废水中的砷还可以用氯化镧或与硫酸铁一起作用,使砷成砷酸镧沉淀而去除,所得的砷酸镧在pH为3~10.0均比较稳定,适宜于后续处置[26][27]。
当含重金属工业废水中去除砷时, 砷可随重金属的沉淀而一起去除, 去除率可达90%, 在铁存在的情况下, 用石灰处理可有效地去除砷, 砷含量可降至0.05毫克/升。
如再与氧化钛吸附法结合,出水中的砷含量可以降至5ppb[28]。
由三价铁盐净化含砷废水的废渣,如再与硫酸亚铁溶液混合,并用石灰将pH调整至9,放置数天后,可以得到强磁性的稳定黑色沉淀[29]。
硫酸厂的含砷废水,可以将其pH从1~2用消石灰中和提高至12~12.3,在中和时并加以搅拌及曝气,再与聚丙烯酰胺处理,经过滤后,并加入粘土进行吸附,出水中的砷含量可以降至<0.05mg/L[30]。
也可以用氯进行氧化,使三价砷转化成五价砷,再与足量的消石灰作用使pH调至12,使砷酸钙析出[31]。
利用三价铁和锰的共沉淀作用,可以用来处理含砷废水,pH以9~12间为好[32]。
硫酸亚铁也可用来处理含砷废水, 在特定的条件下, 处理后的含砷量可以降至0.05毫克/升以下[33][34][35]。
含砷废水可以通过电絮凝法进行处理,当用低碳钢及不锈钢作为阳极及阴极,可用来处理熔炼厂的废水[36]。
5.3.2 铝盐法用铝盐处理含砷废水, 其效果相对较差。
用明矾时, 砷的去除效果约为75~79%, 亚砷酸盐的去除率只有10~25%。
但在处理亚砷酸盐前, 先用氯气等处理, 使其先转变成砷酸盐, 则其去除率与砷酸盐相同。
5.3.3硫化物沉淀法含砷废水, 在pH 6~7的条件下, 加入硫化钠或硫化氢可以开成硫化砷沉淀, 并使出水中的砷含量降至0.05毫克/升[37]。
并且发现硫化物沉淀法对砷酸盐有效, 也对亚砷酸是无效的。
但在石灰存在下, 并在高的pH条件下, 对砷酸盐和亚砷酸盐均是有效的. 因为在高pH的环境下, 亚砷酸盐可以转换成砷酸盐[38]。
在用硫化法处理含砷废水时,如再结合磁效应,则可以加速其沉降速率,提高砷的去除效率[39][40]。
另外硫磺在石灰乳中的溶液也可以处理废水中的砷,如果将此沉淀在取去前在加压釜中125~155℃加热,则可以减少沉淀中砷渗析出的可能[41]。
硫化钠也可以作为砷的沉淀剂来处理含砷废水,当将氧化还原电位势控制在50~70mV时,废水中的99%的砷和铜可以被去除[42]。
用硫化铁FeS对含砷废水可以进行沉淀转化,絮凝和中和的方法进行处理,出水中含砷量在pH2~9时,可以达到<0.5mg/L[43]。
含砷的废水可以用硫化钠来处理[44],例如黄铁矿的洗涤废水,含有22%的游离硫酸及3.5g/L 的砷,可以用65g/L的硫化钠(并用硫化氢处理使硫化钠含量为23%硫氢化钠为77%),室温下搅拌1小时,溶解的硫化氢用压缩空气去除,并加入硅藻土作为过滤助剂,经过滤后,废液中的砷含量可以降至0.1mg/L[45]。
用硫化钠处理砷时,也可以在二氧化硫的存在下进行,所得的硫化砷沉淀可以在压热釜中加热至软化点及熔点,可以提高其致密度,密度可以达到2.05g/cm3, 使沉淀易于保存及处理。
废水中的砷及锑或其它金属,可以用硫化物处理,去除率可以达到99.97%[46]。
硫化铁也可以用来除去废水中的砷及其它金属[47],如粉碎的FeS在pH在7左右加至废水中,其中含砷5.0ppm,经振摇48小时后过滤,砷的含量可以降至0.0035ppm[48]。
也有报导在pH为3.5时,其去除效率为最好[49]。
在用硫化钠法处理含砷废水时,如能控制氧化还原势在<250mV,再用碳酸钠或消石灰中和,并结合硫酸铁等铁系混凝剂,则效果更好[50]。
在pH≤8的情况下,废水用环状的亚氨基硫代氨基甲酸衍生物处理,可以使砷以固体的形式析出[51]。
在pH≤3的情况下,也可以用二烷基硫代氨基甲酸盐(R2NCSSNa, 式中R=Me,Et,或n-Bu),可再与硫脲可作为砷的沉淀剂[52][53]。
也可用上述类型的二烷基硫代氨基甲酸有机铵盐,或其多元胺盐,或将其载于多孔树脂上来处理含砷废水[54][55]。
5.3.4钙镁离子沉淀法用石灰法是去砷的最经济的方法,但必需首先要将三价砷氧化成五价砷,这样才能取得最好的效果。
这样所得的沉淀溶解度最小, 如能加热,并将pH调整至11~13则效果更好[56][57]。
如果对出水要求较高,如要求砷的浓度在~0.5mg/L,则可以考虑再加入磷酸盐,以提高砷的去除效果[58],去除率可以达到99%[59]。
砷可以用碱土金属性离子进行沉淀去除,包括钙,镁及钡等。
三价砷和五价砷与氢氧化钙作用,在碱性条件下可以生成Ca(AsO2)2.Ca(OH)2 及Ca3(AsO4)2.Ca(OH)2,可以用二阶段进行反应,第一阶段砷的浓度可以降至<10mg/L,而在第二阶段砷的浓度可以减至<0.5mg/L,而第二阶段的污泥回流至第一阶段。
所得的沉淀如能在>700℃加热灼烧,可以使沉淀稳定,砷不易渗出[60]。
如结合其它方法,可以使出水中的砷含量降至<0.3mg/L[61]。
也可以用电石糊,如一含490mgAs/L的废水,先用次氯酸钠溶液进行氧化,再用电石糊将pH调至≥9.5,经过滤后,滤液中的砷含量可以降至6.4mg/L[62]。
如用硫酸镁作为沉淀剂,pH应控制在8.5左右[63]。
可在用氯化镁时,加入石灰,使pH调整至10.0~10.5[64],使用硫酸镁可以使砷的浓度降至5mg/L[65],当镁/砷比为200:1时,出水中砷浓度可以降至≤0.5mg/L[66]。
废水中的三价砷也可以先用微生物Pseudomonas Putida 及Alcaligenes eutrophus 处理,再用磷酸盐及石灰处理的方法去除[67]。
5.3.5 其它沉淀法含砷废水如与能水解产生钛酸的化合物作用,则可以共沉淀的原理将砷除去。
如在pH2~8的范围内将含97.08的合成含砷废水用钛酸四异丙酯作用,并在40℃搅拌16小时,经过滤后,废水中的砷含量可以降至0.026~0.054μgAs/ml[68]。
废水中砷还可以用有机胺进行离子浮选法进行处理,如可以用十六烷胺醋酸盐或十八烷胺醋酸盐,与砷反应生成疏水性的沉淀而被去除,当pH值为4.7~5.1时,出水中砷的含量可以降至<0.5mg/L,但如有氯离子及硫酸根离子存在时,会影响砷的去除[69]。
5.4吸附法用稀土属物质来去除废水中的有害阴离子, 如F, As及Se等。
有些稀土物质在工业中未找到用途, 但量大, 可用来处理废水, 如镧盐可用来沉定砷盐, 固体的镧及钇可用来吸附其它有害负离子, 也可将镧或钇离子载于多孔的硅胶上以改进其吸附作用[70]。
载有铁的天然或人工沸石也可以有效地从废水中将砷去除[71]。
制铝工业的红泥也可以用来作为砷的吸附剂,在pH9.5的条件下有利于三价砷的去除,而在pH1.1~3.2则有利于五价砷的去除,三价砷的吸附过程是一个放热过程,而五价砷的吸附过程则是一个吸热过程[72]。