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文檔簡介

1、碑的處理方法廢水中的三價種可以用沉淀法進行回收, 如硫酸廠中的廢水,可用硫化鈉在 2040c下進行處理,所得的硫化種用硫酸銅在 70c進行處理,冷卻后進行分 離,分出硫化銅后,再與硫酸銅溶液反應,并在70c通入空氣或氧,使神成為 五價,再分出硫化銅,溶液通入二氧化硫或硫酸廠的尾氣, 使五價種還原成三價 神,并結晶,過濾干燥,即可回收三氧化二種 1。在從慈釀磺酸制備氨基意酉!過程中,以前曾用過Na2HAsO4作為催化劑,其廢水可以先在90c加入過氧化氫,再通過一個陽離子交換樹脂處理,出水中 形成的H3AsO4可以用20%的NR3 (R=C816的烷基)在二甲苯中的溶液進 行萃取,約有95%以上的

2、神被回收,其純度可達 9798%,可以回用于氨基意 酯的生產。而出水中種的最終濃度可降至 0.0050.007mg/L2。5.3 沉淀及混凝沉降法礎的主要處理方法有硫化物沉淀法,或與多價重金屬如三價鐵等絡合并與 金屬氫氧化物進行共沉定。第二種方法是水處理技術中常采用的傳統混凝沉降 法。此外也可采用活性炭和磯土吸附或離子交換。5.3.1 鐵鹽法鐵鹽法是處理含種廢水主要方法,由于神( V)酸鐵的溶解度極小,所以除 直接用鐵鹽處理345678910外,也可在處理含神廢水時,先進行氧化 處理,使廢水中的三價種先氧化成五價種,使沉淀或混凝沉降法的效果更好。由于空氣對三價種的氧化速度很慢,所以常用氧化劑進

3、行氧化,常用的氧化劑有氯, 臭氧,過氧化氫,漂白粉,次氯酸鈉111213或高鈕酸鉀,也可以在亞硫酸鈉 存在下進行光催化氧化1415。如在活性炭存在下也可以進行空氣催化氧化, 再與鎂,鐵,鈣或鉆等鹽作用,脫種能力可以提高1030倍16。結合鐵鹽處理,出水中的種含量可以降至0.050.1mg/L17。鐵鹽法可以用在飲用水的凈化中去18廢水中的種可以用石灰乳、鐵鹽沉淀、中和,再用PTFE膜過濾,廢水中的神的去除率可達 99.7%,克服了傳統的含種廢水處理工藝投資高,占地大,運 行成本高,處理后水質不穩定的弱點,濾清液無色,清澈,透明,可以達標排放 或降級回用19 o用硫酸鐵或其它三價鐵鹽可以有效地去

4、除廢水中的神化合物。當初始濃度為0.310.35毫克/升時,用硫酸鐵處理,種的去除率可達 9194%,如再經雙 層濾料過濾,去除率還可增加 57%,總去除率可達 9899%,出水種含量可 降至0.0030.006毫克/升20。在用硫酸鐵作為凝聚劑時,當用量在500毫克/ 升時,可以使水中的含種量從 25毫克/升降至5毫克/升以下。其機理是共沉淀 法,在鐵沉淀的同時,將神也從廢水中絡合除去。種酸鹽和亞種酸鹽都可以用這 種方法處理。如在處理前用氧化的方法進行預處理,使亞種酸鹽先氧化或高鈕酸 鉀氧化成種酸鹽,其去除效果會更好2122 0其沉淀的pH值可以控制在“在 沉降時加入高分子絮凝劑其效果更好2

5、3 o采用石灰-聚合硫酸鐵法對硫酸生產 中含神廢水進行了處理,實驗了 pH值、m(Fe)/m(As)(質量比)、石灰加入量等條 件對As去除率的影響。結果表明,當 pH值為8.8-10.6, m (Fe) /m (As)不小 于5時,處理后的廢水中As的質量濃度小于1 mg/L,符合國家排標準24 0當 用漂白粉作為氧化劑,結合鐵鹽處理,可以得到鐵鹽沉淀,出水中的種含量可降 至0.30.5mg/L,產生的種酸鈣含種及睇分別為 20及22%,可在玻璃工業中作 為脫色劑25。廢水中的種還可以用氯化錮或與硫酸鐵一起作用,使神成神酸錮 沉淀而去除,所得的種酸錮在pH為310.0均比較穩定,適宜于后續處

6、置2627。當含重金屬工業廢水中去除神時,神可隨重金屬的沉淀而一起去除,去 除率可達90%,在鐵存在的情況下,用石灰處理可有效地去除神,種含量可降至 0.05毫克/升。如再與氧化鈦吸附法結合,出水中的種含量可以降至5ppb280由三價鐵鹽凈化含種廢水的廢渣,如再與硫酸亞鐵溶液混合,并用石灰將pH調整至9,放置數天后,可以得到強磁性的穩定黑色沉淀 29 o 硫酸廠的含神廢水,可以將其 pH從12用消石灰中和提高至1212.3,在中 和時并加以攪拌及曝氣,再與聚丙烯酰胺處理,經過濾后,并加入粘土進行吸附, 出水中的種含量可以降至 0.05mg/L30。也可以用氯進行氧化,使三價種轉化成五價種,再與

7、足量的消石灰作用使 pH調至12,使種酸鈣析出31。利用三價鐵和鉆的共沉淀作用,可以用來處理含種廢水,pH以912間為 好32。硫酸亞鐵也可用來處理含種廢水,在特定的條件下,處理后的含種量可以 降至0.05毫克/升以下333435。含種廢水可以通過電絮凝法進行處理,當用低碳鋼及不銹鋼作為陽極及陰 極,可用來處理熔煉廠的廢水36 o5.3.2 鋁鹽法用鋁鹽處理含種廢水,其效果相對較差。用明研時,神的去除效果約為75 79%,亞種酸鹽的去除率只有 1025%。但在處理亞種酸鹽前,先用氯氣等處理, 使其先轉變成種酸鹽,則其去除率與種酸鹽相同。5.3.3 硫化物沉淀法含神廢水,在pH 67的條件下,加

8、入硫化鈉或硫化氫可以開成硫化種沉 淀,并使出水中的種含量降至 0.05毫克/升37。并且發現硫化物沉淀法對種酸 鹽有效,也對亞種酸是無效的。但在石灰存在下,并在高的pH條件下,對種酸 鹽和亞種酸鹽均是有效的.因為在高pH的環境下,亞種酸鹽可以轉換成種酸鹽 38 o在用硫化法處理含神廢水時,如再結合磁效應,則可以加速其沉降速率, 提高種的去除效率3940 0另外硫磺在石灰乳中的溶液也可以處理廢水中的神, 如果將此沉淀在取去前在加壓釜中125155C加熱,則可以減少沉淀中神滲析出的可能41。硫化鈉也可以作為神的沉淀劑來處理含種廢水,當將氧化還原電 位勢控制在5070mV時,廢水中的99%的神和銅可

9、以被去除42。用硫化鐵FeS 對含種廢水可以進行沉淀轉化,絮凝和中和的方法進行處理,出水中含種量在 pH29時,可以達到 0.5mg/L43。含種的廢水可以用硫化鈉來處理44,例如黃鐵礦的洗滌廢水,含有22%的游離 硫酸及3.5g/L的神,可以用65g/L的硫化鈉(并用硫化氫處理使硫化鈉含量為 23%硫氫化鈉為77%),室溫下攪拌1小時,溶解的硫化氫用壓縮空氣去除,并 加入硅藻土作為過濾助劑,經過濾后,廢液中的種含量可以降至0.1mg/L45o 用硫化鈉處理種時,也可以在二氧化硫的存在下進行,所得的硫化種沉淀可以在 壓熱釜中加熱至軟化點及熔點,可以提高其致密度,密度可以達到2.05g/cm3,

10、使 沉淀易于保存及處理。廢水中的神及睇或其它金屬,可以用硫化物處理,去除率可以達到99.97%46。硫化鐵也可以用來除去廢水中的種及其它金屬47,如粉碎的FeS在pH在7左右加至廢水中,其中含種 5.0ppm,經振搖48小時后過濾,種的含量可以降至 0.0035Ppm48。也有報導在pH為3.5時,其去除效率為最好49。在用硫化鈉法處理含神廢水時,如能控制氧化還原勢在 250mV,再用碳酸鈉或 消石灰中和,并結合硫酸鐵等鐵系混凝劑,則效果更好50 o在pH8的情況下,廢水用環狀的亞氨基硫代氨基甲酸衍生物處理,可以使神以 固體的形式析出51。在pFK3的情況下,也可以用二烷基硫代氨基甲酸鹽(R2

11、NCSSNa,式中R=Me,Et,或n-Bu),可再與硫腑可作為種的沉淀劑5253。 也可用上述類型的二烷基硫代氨基甲酸有機俊鹽, 或其多元胺鹽,或將其載于多 孔樹脂上來處理含神廢水5455。5.3.4 鈣鎂離子沉淀法用石灰法是去種的最經濟的方法,但必需首先要將三價種氧化成五價神,這樣才能取得最好的效果。這樣所得的沉淀溶解度最小,如能加熱,并將pH調整至11 13則效果更好5657。如果對出水要求較高,如要求神的濃度在0.5mg/L,則 可以考慮再加入磷酸鹽,以提高種的去除效果 58,去除率可以達到99%59 o種 可以用堿土金屬性離子進行沉淀去除,包括鈣,鎂及鋼等。三價種和五價種與氫氧化鈣作

12、用,在堿性條件下可以生成 Ca(AsO2)2.Ca(OH)2及 Ca3(AsO4)2.Ca(OH)2,可以用二階段進行反應,第一階段種的濃度可以降至 10mg/L,而在第二階段種的濃度可以減至 0.5mg/L,而第二階段的污泥回流至 第一階段。所得的沉淀如能在700c加熱灼燒,可以使沉淀穩定,種不易滲出 60 o如結合其它方法,可以使出水中的種含量降至0.3mg/L61o也可以用電石糊,如一含490mgAs/L的廢水,先用次氯酸鈉溶液進行氧化,再用電石糊將 pH調至9.5經過濾后,濾液中的種含量可以降至6.4mg/L62。如用硫酸鎂作為沉淀劑,pH應控制在8.5左右63。可在用氯化鎂時,加入石

13、灰,使 pH調整 至10.010.564,使用硫酸鎂可以使種的濃度降至 5mg/L65,當鎂/種比為200:1 時,出水中種濃度可以降至 <0.5mg/L66廢水中的三價種也可以先用微生物Pseudomonas Putida及Alcaligeneseutrophus處理,再用磷酸鹽及石灰處理的方法去除67。5.3.5 其它沉淀法含種廢水如與能水解產生鈦酸的化合物作用,則可以共沉淀的原理將種除 去。如在pH28的范圍內將含97.08的合成含神廢水用鈦酸四異丙酯作用,并 在40c攪拌16小時,經過濾后,廢水中的種含量可以降至0.026 0.054 g gAs/ml68廢水中種還可以用有機胺進

14、行離子浮選法進行處理,如可以用十六烷胺醋 酸鹽或十八烷胺醋酸鹽,與種反應生成疏水性的沉淀而被去除,當pH值為4.7 5.1時,出水中種的含量可以降至< 0.5mg/L,但如有氯離子及硫酸根離子存在時, 會影響神的去除69 o5.4 吸附法用稀土屬物質來去除廢水中的有害陰離子,如F, As及Se等。有些稀土物 質在工業中未找到用途,但量大,可用來處理廢水,如錮鹽可用來沉定神鹽,固 體的錮及億可用來吸附其它有害負離子,也可將錮或億離子載于多孔的硅膠上 以改進其吸附作用70。載有鐵的天然或人工沸石也可以有效地從廢水中將種去 除71。制鋁工業的紅泥也可以用來作為種的吸附劑,在 pH9.5的條件下

15、有利于 三價種的去除,而在pH1.13.2則有利于五價種的去除,三價種的吸附過程是 一個放熱過程,而五價種的吸附過程則是一個吸熱過程72。由碳酸鈕及碳酸鈿(Mn:Bi=1.00:0.23)混合物在400c加熱4.5小時制成的氧化 鈕可以用來吸附廢水中的神,其中含的鈿可以提高氧化鈕對種的吸附,在 pH為 4.55.0時,及As的濃度為10mg/L時,其吸附容量為 7.75mg/g,可以使神的 濃度降至2.3mg/L7374。由低溫電解而制得的二氧化銳,在投加量為 2g/L及 pH為2時,10Ppm的神可以降至0.15ppm,并可以用氫氧化鈉溶液再生75。 水滑石(Mg3Al(OH)8 ) 2CO

16、3xH2O,可以從廢水中吸附神,當神的初始濃度分 別為75,100,150mg/L時,其最大的去除率分別為 78.2, 74.8及70.2%。在pH為 8.5時其吸附容量最大,具吸附模式符合Langmuir吸附等溫線。吸附后的神并可 用0.1M的氫氧化鈉洗脫下來76。銳鈦型的二氧化鈦可以用來吸附廢水中的神, 如當廢水中的種含量為3ppm,當與100克/10升的上述二氧化鈦懸浮液處理,出 水中的種含量可以降至30ppb的水平77。吸附還可以用載鋁的沸石78、載鋁的殼聚糖珠79、在用載鐵(5%30%)的 灼燒過的硅藻土 80、膨潤土及D202樹脂81來去除廢水中的神。鐵或氧化鐵可以吸附地熱水中的神

17、,如鑄鐵屑可以用作吸附劑,并可用酸將吸附 的神洗脫下來82 0 一些制備鋅過程產生的含鐵廢渣,也可以用來作為神的吸附 劑,如廢渣中含氫氧化鐵4552%,氫氧化鋁1.3%,氫氧化鋅1320%及水25 30%可用來吸附種83 o 一種由Fe(OH)3處理過的石灰石,可以用來吸附神。其 種的吸附容量取決于石灰石上所載的鐵量。在 pH210的范圍內,吸附不受pH 的影響,并不受Cl-,NO3-,SO4-及ClO4一所影響,但磷酸根的存在會大大地 影響其吸附性能。而在pH3.510的范圍內,吸附在上的神并無明顯的解吸作用 84 0石灰石最好是來源于珊瑚,這種多孔的石灰石除鐵外,鋁,鎂或再加上戊 二醛對種

18、都有較好的吸附作用85。而沸石載有二價鉆或三價鐵后都有明顯的吸 附種的作用86 o活性炭可以用來吸附水中的神,如用皓,鐵,鍥,鉆或鋁在350c下進行改性,其吸附性能更好,其中以含培的炭為最好,其次為鐵,吸附過程認為是一種對 AsO42的化學吸附,磷酸鹽對吸附有抑制作用,含結炭可以用0.010.1N氫氧 化鈉進行再生87。活性炭對種的吸附,在pH為45時為最好,其機理主要是靜電吸引及形成特殊 的化學鍵,活性炭的型號對神的吸附也有較為重要的作用,廢水中存在有機污染物對神的吸附影響不大,但二價鐵的存在可以提高對種的吸附速度,并提高其去除率,強酸或堿可以從活性炭中回收五價神, 但不能完全恢復活性炭的吸

19、附能力 88 o對活性炭的來源研究發現在堿性條件下,煤果殼木材,吸附的種主要 是H2AsO4及HAsO4 ,但在pH低于8時,H3AsO3不能被吸附,但一旦被 氧化成H3AsO4,就能很快地被吸附。由于活性炭對亞種酸有很強的催化氧化的 能力,在空氣的存在下,很快地被氧化成種酸而被吸附。催化的最佳pH為56, 而在酸性條件下,其活性炭吸附能力依其來源為木材 果殼 煤。廢水中的種可以用軟鉆礦(MnO2),磁性黃鐵礦(FeS),方鉛礦(PbS),纖鋅 礦(ZnS)等礦石所吸附 FeS對三價種及五價種的吸附容量分別為0.74及0.82mmol/g89。強堿性的苯乙烯樹脂在處理含神廢水時,其去除率可達

20、99.7%90。在用陰離 子交換樹脂吸附之前,先用陽離子交換樹脂進行處理,可以改善陰離子交換樹脂 對種的吸附能力91。分子中含有CH2N(R)CH2CH(OH)nCH20H結構的螯合型樹脂,其中 R=H或 C15的烷基,以及n=16,如Amberlite IRA 743,可以用來吸附廢水中的神, 其吸附容量為30mgAs3+/mL樹脂92。載有單斜或立方晶體水合氧化結的多孔樹脂可以用來吸附結,這種樹脂可以用多孔球形高分子珠體用八水氧氯化結處理,再經水解及熱處理。水合氧化培沉積在 樹脂的一些較大的孔徑孔道中,在弱酸性或中性條件下對五價種有良好的吸附作 用,而三價種要在pH910才有較好的吸附作用

21、。用這種方法處理可以達到日 本的工業排放標準(0.1ppm),吸附后可以用1M的氫氧化鈉進行再生,而在吸 附或再生過程中,結的滲出是極微小的,所以吸附樹脂可反復使用939495。鋁酸鹽浸漬的殼聚糖顆粒可以 pH2.53.5的范圍內有效地吸附五價神,其機理 是神與其中鋁酸鹽發生復合的原因,即使濃度較低,其吸附容量仍很高,可以用來作為廢水治理中最后凈化的手段,磷酸鹽的存在對吸附有一定的抑制作用,其 吸附過程符合Langmuir吸附等溫線96。可以用季錢化的稻谷來吸附廢水中的五價神,吸附基本上是屬于離子交換過程, 并符合Langmuir吸附等溫線,具最大吸附容量在28苣C及pH為7.5時為18.98

22、mg/g0硫酸根對吸監壞T抑制作用97。用合成的針鐵礦來吸附廢水中五價神,并用氣浮法進行固液分離98。用銅浸漬過的鋸木炭來吸附三價神,吸附過程是一級反應,并呈吸熱過程,當廢水濃度為100mg/L時,在pH112問,三價種的吸附率從1.5%增力至74.9%, 過程符合Langmuir吸附等溫線,陰離子如氯離子,醋酸根,高氯酸根,碳酸根 及磷酸根對過程均無明顯影響,含 15%的H2O2的0.2M HNO3可用來作為再生 劑99。三價種可以用瓷土進行吸附,過程符合 Langmuir吸附等溫線,在pH8時有最大 的去除能力100。而五價種的最大去除能力時的pH為6.41010 三氧化二鋁也可以用來吸附

23、廢水中神,吸附后可以膜技術進行微濾固液分離,吸附劑可以再生回用102 0經過2小時的處理,出水中的種含量可以降至050ppb103在用氯,次氯酸鈉或臭氧預處理后,將三價種氧化成五價態后,種還可以用粒狀 的由電解制得的二氧化鈕來吸附去除。吸附過程不需要對pH進行控制104。飛灰吸附種時符合Freundlich吸附等溫線,其吸附性能與活性炭一樣良好,其它 存在的離子對吸附影響不大105。可用來吸附廢水中的種的吸附劑還有斜發沸石106。5.5離子交換法廢水中的種酸鹽和亞種酸鹽還可以有效地用強堿型或弱堿型離子交換樹脂 去除。弱堿性陰離子交換樹脂Ionic A-260處理含種68毫克/升的種酸鹽廢水,在

24、pH值6.95時,去除率可達 82100%,中等堿性或強堿性樹脂(Ionic A-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,而強堿性離子交換樹脂則可在較寬 廣的pH條件下工作107108。用鋁載的聚羥肪酸螯合樹脂可以在pH36.5下對廢水中的種進行吸附,吸附過程符合Langmuir模式,最大吸附容量為2.1mmol/g樹脂,常見的陰離子如氯根,硝酸及硫酸根不影響種的吸附,但磷酸根 有明顯的影響,此法可以用來處理半導體工業及木材處理工業109 o載鐵的亞氨基醋酸鹽螯合樹脂(載鐵量為168mg/g樹脂)用來處理含神廢水時,在pH1.7 時種的吸附量最大,種的吸附量可達60mg As/g樹脂110。此外還可載有結Zr(IV)-EDTA的螯

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