含砷废水的处理办法(2)

2019-02-15 15:33

二烷基硫代氨基甲酸盐(NCSSNa,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]。

1.1.4. 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

·

·

,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]。

1.1.5. 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]。

1.2. 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]。

由碳酸锰及碳酸铋(Mn:Bi=1.00:0.23)混合物在400℃加热4.5小时制成的氧化锰可以用来吸附废水中的砷,其中含的铋可以提高氧化锰对砷的吸附,在pH为4.5~5.0时,及As的浓度为10mg/L时,其吸附容量为7.75mg/g,可以使砷的浓度降至2.3mg/L[73][74]。由低温电解而制得的二氧化锰,在投加量为2g/L及pH为2时,10ppm的砷可以降至0.15ppm,并可以用氢氧化钠溶液再生[75]。

水滑石

·x

,可以从废水中吸附砷,当砷的

初始浓度分别为75、100、150mg/L时,其最大的去除率分别为78.2%、74.8%及70.2%。在pH为8.5时其吸附容量最大,其吸附模式符合Langmuir吸附等温线。吸附后的砷并可用0.1M的氢氧化钠洗脱下来[76]。锐钛型的二氧化钛可以用来吸附废水中的砷,如当废水中的砷含量为3ppm,当与100克/10升的上述二氧化钛悬浮液处理,出水中的砷含量可以降至30ppb的水平[77]。

吸附还可以用载铝的沸石[78]、载钼的壳聚糖珠[79]、在用载铁(5%-30%)的灼烧过的硅藻土[80]、膨润土及D202树脂[81]来去除废水中的砷。

铁或氧化铁可以吸附地热水中的砷,如铸铁屑可以用作吸附剂,并可用酸将吸附的砷洗脱下来[82]。一些制备锌过程产生的含铁废渣,也可以用来作为砷的吸附剂,如废渣中含氢氧化铁45%~52%,氢氧化铝1.3%,氢氧化锌13%~20%及水25~30%可用来吸附砷[83]。

一种由处理过的石灰石,可以用来吸附砷。其砷的吸附容量

取决于石灰石上所载的铁量。在pH2~10的范围内,吸附不受pH的影响,并不受

所影响,但磷酸根的存在会大

大地影响其吸附性能。而在pH3.5~10的范围内,吸附在上的砷并无明显的解吸作用[84]。石灰石最好是来源于珊瑚,这种多孔的石灰石除铁外,铝,镁或再加上戊二醛对砷都有较好的吸附作用[85]。而沸石载有二价锰或三价铁后都有明显的吸附砷的作用[86]。

活性炭可以用来吸附水中的砷,如用锆,铁,镍,钴或铝在350℃下进行改性,其吸附性能更好,其中以含锆的炭为最好,其次为铁,吸附过程认为是一种对As

的化学吸附,磷酸盐对吸附有抑制作

用,含锆炭可以用(0.01~0.1)N氢氧化钠进行再生[87]。

活性炭对砷的吸附,在pH为4~5时为最好,其机理主要是静电吸引及形成特殊的化学键,活性炭的型号对砷的吸附也有较为重要的作用,废水中存在有机污染物对砷的吸附影响不大,但二价铁的存在可以提高对砷的吸附速度,并提高其去除率,强酸或碱可以从活性炭中回收五价砷,但不能完全恢复活性炭的吸附能力[88]。对活性炭的来源研究发现在碱性条件下,煤>果壳>木材,吸附的砷主要是As

及HAs

,但在pH低于8时,

不能被吸附,但一

旦被氧化成,就能很快地被吸附。由于活性炭对亚砷酸有很

强的催化氧化的能力,在空气的存在下,很快地被氧化成砷酸而被吸

附。催化的最佳pH为5~6,而在酸性条件下,其活性炭吸附能力依其来源为木材>果壳>煤。

废水中的砷可以用软锰矿(Mn

),磁性黄铁矿(FeS),方铅矿

(PbS),纤锌矿(ZnS)等矿石所吸附FeS对三价砷及五价砷的吸附容量分别为0.74及0.82mmol/g[89]。

强碱性的苯乙烯树脂在处理含砷废水时,其去除率可达>99.7%[90]。在用阴离子交换树脂吸附之前,先用阳离子交换树脂进行处理,可以改善阴离子交换树脂对砷的吸附能力[91]。

分子中含有

N(R)

OH结构的螯合型树脂,

其中R=H或C1~5的烷基,以及n=1~6,如Amberlite IRA 743,可以用来吸附废水中的砷,其吸附容量为30mg

/mL树脂[92]。

载有单斜或立方晶体水合氧化锆的多孔树脂可以用来吸附锆,这种树脂可以用多孔球形高分子珠体用八水氧氯化锆处理,再经水解及热处理。水合氧化锆沉积在树脂的一些较大的孔径孔道中,在弱酸性或中性条件下对五价砷有良好的吸附作用,而三价砷要在pH9~10才有较好的吸附作用。用这种方法处理可以达到日本的工业排放标准(0.1ppm),吸附后可以用1M的氢氧化钠进行再生,而在吸附或再生过程中,锆的渗出是极微小的,所以吸附树脂可反复使用[93][94][95]。

钼酸盐浸渍的壳聚糖颗粒可以pH2.5~3.5的范围内有效地吸附五价砷,其机理是砷与其中钼酸盐发生复合的原因,即使浓度较低,其吸附容量仍很高,可以用来作为废水治理中最后净化的手段,磷酸盐


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