砷的處理方法圖文稿

砷的處理方法廢水中的三價(jià)砷可以用沉淀法進(jìn)行回收，如硫酸廠中的廢水，可用硫化鈉在20～40℃下進(jìn)行處理，所得的硫化砷用硫酸銅在70℃進(jìn)行處理，冷卻后進(jìn)行分離，分出硫化銅后，再與硫酸銅溶液反應(yīng)，并在＞70℃通入空氣或氧，使砷成為五價(jià)，再分出硫化銅，溶液通入二氧化硫或硫酸廠的尾氣，使五價(jià)砷還原成三價(jià)砷，并結(jié)晶，過濾干燥，即可回收三氧化二砷[1]。在從蒽醌磺酸制備氨基蒽醌過程中，以前曾用過Na2HAsO4作為催化劑，其廢水可以先在90℃℃℃加熱灼燒，可以使沉淀穩(wěn)定，砷不易滲出[60]。如結(jié)合其它方法，可以使出水中的砷含量降至＜0.3mg/L[61]。也可以用電石糊，如一含490mgAs/L的廢水，先用次氯酸鈉溶液進(jìn)行氧化，再用電石糊將pH調(diào)至≥9.5，經(jīng)過濾后，濾液中的砷含量可以降至6.4mg/L[62]。如用硫酸鎂作為沉淀劑，pH應(yīng)控制在8.5左右[63]。可在用氯化鎂時(shí)，加入石灰，使pH調(diào)整至10.0～10.5[64]，使用硫酸鎂可以使砷的濃度降至5mg/L[65],當(dāng)鎂/砷比為200:1時(shí)，出水中砷濃度可以降至≤0.5mg/L[66]。廢水中的三價(jià)砷也可以先用微生物PseudomonasPutida及Alcaligeneseutrophus處理，再用磷酸鹽及石灰處理的方法去除[67]。5.3.5其它沉淀法含砷廢水如與能水解產(chǎn)生鈦酸的化合物作用，則可以共沉淀去。如在pH2～8的范圍內(nèi)將含97.08的合成含砷廢水用鈦酸四異丙酯作用，并在40℃攪拌16小時(shí)，經(jīng)過濾后，廢水中的砷含量可以降至0.026~0.054μgAs/ml[68]。廢水中砷還可以用有機(jī)胺進(jìn)行離子浮選法進(jìn)行處理，如可以用十六烷胺醋酸鹽或十八烷胺醋酸鹽，與砷反應(yīng)生成疏水性的沉淀而被去除，當(dāng)pH值為4.7~5.1時(shí)，出水中砷的含量可以降至＜0.5mg/L，但如有氯離子及硫酸根離子存在時(shí)，會(huì)影響砷的去除[69]。用稀土屬物質(zhì)來(lái)去除廢水中的有害陰離子,如F,As及Se等。有些稀土物質(zhì)在工業(yè)中未找到用途,但量大,可用來(lái)處理廢水,如鑭鹽可用來(lái)沉定砷鹽,固體的鑭及釔可用來(lái)吸附其它有害負(fù)離子,也可將鑭或釔離子載于多孔的硅膠上以改進(jìn)其吸附作用[70]。載有鐵的天然或人工沸石也可以有效地從廢水中將砷去除[71]。制鋁工業(yè)的紅泥也可以用來(lái)作為砷的吸附劑，在pH9.5的條件下有利于三價(jià)砷的去除，而在pH1.1～3.2則有利于一個(gè)放熱過程，而五價(jià)砷的吸附過程則是一個(gè)吸熱過程[72]。由碳酸錳及碳酸鉍（Mn:Bi=1.00:0.23）混合物在400℃加熱4.5小時(shí)制成的氧化錳可以用來(lái)吸附廢水中的砷，其中含的鉍可以提高氧化錳對(duì)砷的吸附，在pH為4.5～5.0時(shí)，及As的濃度為10mg/L時(shí)，其吸附容量為7.75mg/g，可以使砷的濃度降至2.3mg/L[73][74]。由低溫電解而制得的二氧化錳，在投加量為2g/L及pH為2時(shí)，10ppm的砷可以降至0.15ppm，并可以用氫氧化鈉溶液再生[75]。水滑石（Mg3Al(OH)8）2CO3xH2O，可以從廢水中吸附砷，當(dāng)砷的初始濃度分別為75,100,150mg/L時(shí)，其最大的去除率分別為78.2，74.8及70.2%。在pH為8.5時(shí)其吸附容量最大，其吸附模式符合Langmuir吸附等溫線。吸附后的砷并可用0.1M的氫氧化鈉洗脫下來(lái)[76]。銳鈦型的二氧化鈦可以用來(lái)吸附廢水中的砷，如當(dāng)廢水中的砷含量為3ppm，當(dāng)與100克/10升的上述二氧化鈦懸浮液處理，出水中的砷含量可以降至30ppb的水平[77]。吸附還可以用載鋁的沸石[78]、載鉬的殼聚糖珠[79]、在用載鐵（5%-30%）的灼燒過的硅藻土[80]、膨潤(rùn)土及D202樹脂[81]來(lái)去除廢水中的砷。鐵或氧化鐵可以吸附地?zé)崴械纳椋玷T鐵屑可以用作吸附劑，并可用酸將吸附的砷洗脫下來(lái)[82]。一些制備鋅過程產(chǎn)生的含鐵廢渣，也可以用來(lái)作為砷的吸附劑，如廢渣中含氫氧化鐵45～52%，氫氧化鋁1.3%，氫氧化鋅13～20%及水25～30%可用來(lái)吸附砷[83]。一種由Fe(OH)3處理過的石灰石，可以用來(lái)吸附砷。其砷的吸附容量取決于石灰石上所載的鐵量。在pH2～10的范圍內(nèi)，吸附不受pH的影響，并不受Cl－,NO3－,SO4－及ClO4－所影響，但磷酸根的存在會(huì)大大地影響其吸附性能。而在pH3.5～10的范圍內(nèi)，吸附在上的砷并無(wú)明顯的解吸作用[84]。石灰石最好是來(lái)源于珊瑚，這種多孔的石灰石除鐵外，鋁，鎂或再加上戊二醛對(duì)砷都有較好的吸附作用[85]。而沸石載有二價(jià)錳或三價(jià)鐵后都有明顯的吸附砷的作用[86]?；钚蕴靠梢杂脕?lái)吸附水中的砷，如用鋯，鐵，鎳，鈷或鋁在350℃下進(jìn)行改性，其吸附性能更好，其中以含鋯的炭為最好，其次為鐵，吸附過程認(rèn)為是一種對(duì)AsO42－的化學(xué)吸附，磷酸鹽對(duì)吸附有抑制作用，含鋯炭可以用0.01～0.1N氫氧化鈉進(jìn)行再生[87]?；钚蕴繉?duì)砷的吸附，在pH為4～5時(shí)為最好,其機(jī)理主要是靜電吸引及形成特殊的化學(xué)鍵，活性炭的型號(hào)對(duì)砷的吸附也有較為重要的作用，廢水中存在有機(jī)污染物對(duì)砷的吸附影響不大，但二價(jià)鐵的存在可以提高對(duì)砷的吸附速度，并提高其去除率，強(qiáng)酸或堿可以從活性炭中回收五價(jià)砷，但不能完全恢復(fù)活性炭的吸附能力[88]。對(duì)活性炭的來(lái)源研究發(fā)現(xiàn)在堿性條件下，煤＞果殼＞木材，吸附的砷主要是H2AsO4－及HAsO4－，但在pH低于8時(shí)，H3AsO3不能被吸附，但一旦被氧化成H3AsO4，就能很快地被吸附。由于活性炭對(duì)亞砷酸有很強(qiáng)的催化氧化的能力，在空氣的存在下，很快地被氧化成砷酸而被吸附。催化的最佳pH為5~6，而在酸性條件下，其活性炭吸附能力依其來(lái)源為木材＞果殼＞煤。廢水中的砷可以用軟錳礦（MnO2磁性黃鐵礦（FeS方鉛礦（PbS纖鋅礦（ZnS）等礦石所吸附FeS對(duì)三價(jià)砷及五價(jià)砷的吸附容量分別為0.74及0.82mmol/g[89]。強(qiáng)堿性的苯乙烯樹脂在處理含砷廢水時(shí)，其去除率可達(dá)＞99.7%[90]。在用陰離子交換樹脂吸附之前，先用陽(yáng)離子交換樹脂進(jìn)行處理，可以改善陰離子交換樹脂對(duì)砷的吸附能力[91]。分子中含有CH2N(R)CH2[CH(OH)]nCH2OH結(jié)構(gòu)的螯合型樹脂，其中R＝H或C1～5的烷基，以及n＝1～6，如AmberliteIRA743,可以用來(lái)吸附廢水中的砷，其吸附容量為30mgAs3+/mL樹脂[92]。載有單斜或立方晶體水合氧化鋯的多孔樹脂可以用來(lái)吸附鋯，這種樹脂可以用多孔球形高分子珠體用八水氧氯化鋯處理，再經(jīng)水解及熱處理。水合氧化鋯沉積在樹脂的一些較大的孔徑孔道中，在弱酸性或中性條件下對(duì)五價(jià)砷有良好的吸附作用，而三價(jià)砷要在pH9～10才有較好的吸附作用。用這種方法處理可以達(dá)到日本的工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)（0.1ppm），吸附后可以用1M的氫氧化鈉進(jìn)行再生，而在吸附或再生過程中，鋯的滲出是極微小的，所以吸附樹脂可反復(fù)使用鉬酸鹽浸漬的殼聚糖顆?？梢詐H2.5～3.5的范圍內(nèi)有效地吸附五價(jià)砷，其機(jī)理是砷與其中鉬酸鹽發(fā)生復(fù)合的原因，即使?jié)舛容^低，其吸附容量仍很高，可以用來(lái)作為廢水治理中最后凈化的手段，磷酸鹽的存在對(duì)吸附有一定的抑制作用，其吸附過程符合Langmuir吸附等溫線[96]?？梢杂眉句@化的稻谷來(lái)吸附廢水中的五價(jià)砷，吸附基本上是屬于離子交換過程，并符合Langmuir吸附等溫線，其最大吸附容量在28±2℃及pH為7.5時(shí)為18.98mg/g。硫酸根對(duì)吸附有抑制作用[97]。用合成的針鐵礦來(lái)吸附廢水中五價(jià)砷，并用氣浮法進(jìn)行固液分離[98]。用銅浸漬過的鋸木炭來(lái)吸附三價(jià)砷，吸附過程是一級(jí)反應(yīng)，并呈吸熱過程，當(dāng)廢水濃度為100mg/L時(shí)，在pH1～12間，三價(jià)砷的吸附率從1.5%增加至碳酸根及磷酸根對(duì)過程均無(wú)明顯影響，含15%的H2O2的0.2MHNO3可用來(lái)作為再生劑[99]。三價(jià)砷可以用瓷土進(jìn)行吸附，過程符合Langmuir吸附等溫線，在pH8時(shí)有最大的去除能力[100]。而五價(jià)砷的最大去除能力時(shí)的pH為6.4[101]。三氧化二鋁也可以用來(lái)吸附廢水中砷，吸附后可以膜技術(shù)進(jìn)行微濾固液分離，吸附劑可以再生回用[102]。經(jīng)過2小時(shí)的處理，出水中的砷含量可以降至在用氯，次氯酸鈉或臭氧預(yù)處理后，將三價(jià)砷氧化成五價(jià)態(tài)后，砷還可以用粒狀的由電解制得的二氧化錳來(lái)吸附去除。吸附過程不需要對(duì)pH進(jìn)行控制飛灰吸附砷時(shí)符合Freundlich吸附等溫線，其吸附性能與活性炭一樣良好，其它存在的離子對(duì)吸附影響不大[105]?？捎脕?lái)吸附廢水中的砷的吸附劑還有斜發(fā)沸石[106]。5.5離子交換法廢水中的砷酸鹽和亞砷酸鹽還可以有效地用強(qiáng)堿型或弱堿型離子交換樹脂去除。弱堿性陰離子交換樹脂IonicA-260處理含砷68毫克/升的砷酸鹽廢水,在pH值6.95時(shí),去除率可達(dá)82～100%,中等堿性或強(qiáng)堿性樹脂(IonicA-300,A-540,A-550)效果較差。一般而言,弱堿性樹脂宜在較低的pH環(huán)境下工作,而中性樹脂宜在接近中性的條件下工作較好,而強(qiáng)堿性離子交換樹脂則可在較寬廣的pH條件下工作[107][108]。用鋁載的聚羥肟酸螯合樹脂可以在pH3～6.5下對(duì)廢水中的砷進(jìn)行吸附，吸附過程符合Langmuir模式，最大吸附容量為2.1明顯的影響，此法可以用來(lái)處理半導(dǎo)體工業(yè)及木材處理工業(yè)[109]。載鐵的亞氨基醋酸鹽螯合樹脂（載鐵量為168mg/g樹脂）用來(lái)處理含砷廢水時(shí)，在pH1.7時(shí)砷的吸附量最大，砷的吸附量可達(dá)～60mgAs/g樹脂[110]。此外還可載有鋯Zr(IV)-EDTA的螯合樹脂進(jìn)行進(jìn)行交換吸附[111]。砷可以用含巰基的大孔樹脂來(lái)吸附去除，這種樹脂可以從甲基丙烯酸-2,3-環(huán)硫丙基酯-二乙烯苯聚合而得。它顯示出對(duì)三價(jià)砷的良好吸附作用，所吸附的NaAsO2可以用稀氫氧化鈉溶液解吸，可以多次循環(huán)作用[112]。5.6萃取法含三價(jià)和五價(jià)砷的硫酸廢水，可以用等體積的疏水性萃取劑在50℃進(jìn)行萃取分離，所用的萃取劑有Cyanex923,Cyanex925,Cyanex301及新癸酰異羥肟酸在甲苯中的溶液[113]。也可以用含有細(xì)小吸附顆粒及銨鹽的溶劑對(duì)含五價(jià)砷的廢水進(jìn)行處理，即使廢水中的砷濃度很低，砷仍能很容易地被去除，可以用來(lái)處理電子元件蝕刻廢水[114]。另外還有報(bào)導(dǎo)用磷酸三丁酯作為萃取劑對(duì)砷的萃取[115]。5.7生物法水葫蘆（Eichhomiacrassipes(Mart)Solms）可以水中吸收砷對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化。由于砷還有可能從水葫蘆中滲瀝出，所以當(dāng)水體中有水葫蘆存在時(shí)，對(duì)水體中的砷的環(huán)境評(píng)價(jià)要特別注意[116]。Seopullariopsisbrevicaulis可使廢水中的砷酸鹽轉(zhuǎn)化成胂及三甲胂，廢水中的砷去除率可以達(dá)到93～99%，其產(chǎn)生的氣體經(jīng)加熱熱解回收高品質(zhì)的砷，而Penicilliumchrysogenum可還原碲化合物成元素碲或二甲基碲，回收率可達(dá)89～98