砷的处理方法图文稿

砷的处理方法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PseudomonasPutida及Alcaligeneseutrophus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]。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（Mg3Al(OH)8）2CO3xH2O，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Fe(OH)3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Cl－,NO3－,SO4－及ClO4－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AsO42－的化学吸附，磷酸盐对吸附有抑制作用，含锆炭可以用0.01～0.1N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H2AsO4－及HAsO4－，但在pH低于8时，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（MnO2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CH2N(R)CH2[CH(OH)]nCH2OH结构的螯合型树脂，其中R＝H或C1～5的烷基，以及n＝1～6，如AmberliteIRA743,可以用来吸附废水中的砷，其吸附容量为30mgAs3+/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%增加至碳酸根及磷酸根对过程均无明显影响，含15%的H2O2的0.2MHNO3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]。5.5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IonicA-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(IonicA-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～60mgAs/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NaAsO2可以用稀氢氧化钠溶液解吸，可以多次循环作用[112]。5.6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]。5.7生物法水葫芦（Eichhomiacrassipes(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]。Seopullariopsisbrevicaulis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Penicilliumchrysogenum可还原碲化合物成元素碲或二甲基碲，回收率可达89～98