的存在对吸附有一定的抑制作用,其吸附过程符合Langmuir吸附等温线[96]。
可以用季铵化的稻谷来吸附废水中的五价砷,吸附基本上是属于离子交换过程,并符合Langmuir吸附等温线,其最大吸附容量在28±2℃及pH为7.5时为18.98mg/g。硫酸根对吸附有抑制作用[97]。
用合成的针铁矿来吸附废水中五价砷,并用气浮法进行固液分离[98]。
用铜浸渍过的锯木炭来吸附三价砷,吸附过程是一级反应,并呈吸热过程,当废水浓度为100mg/L时,在pH1~12间,三价砷的吸附率从1.5%增加至74.9%,过程符合Langmuir吸附等温线,阴离子如氯离子,醋酸根,高氯酸根,碳酸根及磷酸根对过程均无明显影响,含15%的
的0.2M
可用来作为再生剂[99]。
三价砷可以用瓷土进行吸附,过程符合Langmuir吸附等温线,在pH8时有最大的去除能力[100]。而五价砷的最大去除能力时的pH为6.4[101]。
三氧化二铝也可以用来吸附废水中砷,吸附后可以膜技术进行微滤固液分离,吸附剂可以再生回用[102]。经过2小时的处理,出水中的砷含量可以降至≤50ppb[103]。
在用氯,次氯酸钠或臭氧预处理后,将三价砷氧化成五价态后,砷还可以用粒状的由电解制得的二氧化锰来吸附去除。吸附过程不需要对pH进行控制[104]。
飞灰吸附砷时符合Freundlich吸附等温线,其吸附性能与活性炭
一样良好,其它存在的离子对吸附影响不大[105]。
可用来吸附废水中的砷的吸附剂还有斜发沸石[106]。
1.3. 离子交换法
废水中的砷酸盐和亚砷酸盐还可以有效地用强碱型或弱碱型离子交换树脂去除。弱碱性阴离子交换树脂Ionic A-260处理含砷68毫克/升的砷酸盐废水,在pH值6.95时,去除率可达82~100%,中等碱性或强碱性树脂(Ionic A-300,A-540,A-550)效果较差。一般而言,弱碱性树脂宜在较低的pH环境下工作,而中性树脂宜在接近中性的条件下工作较好,而强碱性离子交换树脂则可在较宽广的pH条件下工作[107][108]。用铝载的聚羟肟酸螯合树脂可以在pH3~6.5下对废水中的砷进行吸附,吸附过程符合Langmuir模式,最大吸附容量为2.1 mmol/g树脂,常见的阴离子如氯根,硝酸及硫酸根不影响砷的吸附,但磷酸根有明显的影响,此法可以用来处理半导体工业及木材处理工业[109]。载铁的亚氨基醋酸盐螯合树脂(载铁量为168mg/g树脂)用来处理含砷废水时,在pH1.7时砷的吸附量最大,砷的吸附量可达~60mg As/g树脂[110]。此外还可载有锆Zr(IV)-EDTA的螯合树脂进行进行交换吸附[111]。
砷可以用含巯基的大孔树脂来吸附去除,这种树脂可以从甲基丙烯酸-2,3-环硫丙基酯-二乙烯苯聚合而得。它显示出对三价砷的良好吸附作用,所吸附的NaAs循环作用[112]。
可以用稀氢氧化钠溶液解吸,可以多次
1.4. 萃取法
含三价和五价砷的硫酸废水,可以用等体积的疏水性萃取剂在50℃进行萃取分离,所用的萃取剂有Cyanex923,Cyanex925,Cyanex301及新癸酰异羟肟酸在甲苯中的溶液[113]。也可以用含有细小吸附颗粒及铵盐的溶剂对含五价砷的废水进行处理,即使废水中的砷浓度很低,砷仍能很容易地被去除,可以用来处理电子元件蚀刻废水[114]。另外还有报导用磷酸三丁酯作为萃取剂对砷的萃取[115]。
1.5. 生物法
水葫芦(Eichhomia crassipes(Mart)Solms)可以水中吸收砷对水质进行净化。由于砷还有可能从水葫芦中渗沥出,所以当水体中有水葫芦存在时,对水体中的砷的环境评价要特别注意[116]。
Seopullariopsis brevicaulis可使废水中的砷酸盐转化成胂及三甲胂,废水中的砷去除率可以达到93~99%,其产生的气体经加热热解回收高品质的砷,而Penicillium chrysogenum可还原碲化合物成元素碲或二甲基碲,回收率可达89~98%的碲[117]。
废水除砷的效果还可以通过生化的方法来改进,如在生化池中加入金属铁,铁细菌如等量的Deptothrix ochracea,D.crassa及jallionella ferruginea,硫酸盐还原菌及锯末等[118]。含砷废水也可以用生化的方法,如利用Scopulariopsis brevicaule霉菌在pH3.4时处理6天,可有99.5~97.5%的去除率,将废水中的砷离子转变成气态的三甲砷,将此含砷气体进行热分解,可以获得高纯度的砷[119]。
2. 高浓度含砷废水处理方案比选
国内目前处理含高砷、氟及重金属废水的方法主要有硫化沉淀法、絮凝共沉淀法、中和沉淀法、铁氧体法等,应用较多的是
前两种。对含砷浓度极高的废水,采用硫化钠脱砷, 再与厂内其他废水混合后一并中和处理(贵溪冶炼厂、金隆铜业有限公司等采用此法);对含砷浓度较低的废水一般采用石灰—铁盐共沉淀法(葫芦岛锌厂、安徽金昌冶炼厂、铜陵第一冶炼厂等采用) 。下面就硫化沉淀法、絮凝共沉淀法、中和沉淀法、铁氧体法进行介绍。
2.1. 硫化沉淀法
硫化沉淀法是去除废水中的砷和多种重金属的常用方法,它的处理机理是在废水中加入硫化剂与砷生成难溶的硫化物,沉降分离除去砷。常用的硫化剂有硫化钠、硫氢化钠、硫化氢等。对于砷含量较高的酸性废水,采用硫化法可去除废水中约99%以上的砷,形成以三硫化二砷为主要成分且含量较高的含砷废渣,有利于砷的回收利用。但该方法不适用于污水中的微量砷的去除,只适用于对工业生产的高含量砷的污水进行初步除砷,要使工业污水达标排放,还要辅助使用混凝法等其它方法。而且最好在酸性条件下进行,否则沉淀物难以过滤。另外,硫化沉淀后的清液中尚有过剩的
排放前要除H2S。硫化剂
本身有毒、价贵,因而还限制了它在工业上的广泛应用。
2.2. 絮凝共沉淀法
絮凝共沉法是目前处理含砷废水用得最多的方法。借助加入(或者原有)的
,
,
,
,
等离子,并用碱(一般是
氢氧化钙)调到适当的PH。使其水解形成氢氧化物胶体,这些氢氧化物胶体能把
、
、
及其它杂质吸附在表
面,在水中电解质的作用下,氢氧化物胶体相互碰撞凝聚,并将其表面吸附物(砷化物)包裹在凝聚体内,形成绒状凝胶下沉,达到除砷的目的。常用的絮凝剂有铝盐(如硫酸铝、聚合硫酸铝等)和铁盐(如三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁等)。其中,铁盐混凝法是利用
在水溶液中易水解成Fe
的性质,进行混凝吸附五价砷的
方法。该方法一般采用搅拌,铁氧化等将三价砷氧化成五价砷,从而达到除砷目的。林玉琴[33]等用成的Fe
在pH=7的中性水中,将水解生
与纸浆的复合沉淀物作为吸附剂处理饮用水,经实验室
实验已取得成功。适宜于降低地下水中的砷,使之达到饮用水卫生标准;对Fe、Mn、As共存的地下水,降砷效果尤为显著。
2.3. 中和沉淀法
中和沉淀法是一种应用较广的方法,其机理主要是往废水添加碱