含砷的废水和污泥的处理

含砷的废水和污泥的处理摘要：概述了含砷的废水和污泥的产生、危害性及处理方法。介绍了对含砷废水的处理有物化法、化学法和生物法等方法。对污泥中的砷的处理方法的综合，选择了普通的硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐和粉煤灰固化对砷的浸出量进行对比，得到粉煤灰固化效果较好。关键词：砷废水污泥处理引言:砷广泛分布于自然界，砷具有强毒性，且可致癌，含砷废水不经处理，排入自然水体可严重污染生态环境。国内外都曾发生由于废水中砷而引起的中毒事件。矿石的开采、焙烧、冶炼、化工及电厂等行业排出的废水和污泥中含砷量很高，砷及其化合物通过化学反应，再次进入水体或土壤中，通过生物链进入到生物体内，造成致癌，所以研究废水和污泥的砷的处理方法是具有重要的现实意义。1.含碑的废水常用处理方法1.1物化法在处理废水中砷，用化学沉淀法研究的很多，并且达到成熟的阶段，但是化学沉淀法经济费用高，占地面积大并且容易产生二次污染，因此，近年来运用沸石，粉煤灰，膨润土及改性的粉煤灰及膨润土可以高效的经济的处理废水中的砷。沸石可以做水质处理剂，由于内部有很多孔径，孔隙率大，并且有独立的吸附，筛分，交换阴阳离子以及催化等性能，沸石可以吸收水中的有机物，重金属，调节PH。基于沸石的这些性能，唐芳等1探讨了沸石吸附废水中的砷的获得更可靠经济的沸石用量，得出沸石吸附的最佳时间是一个小时，最经济的沸石用量是以20g/L，适用于低浓度的废水溶液。膨润土具有吸附性，粘结性等特殊性质，可以用膨润土除废水中的神，为了提高去除效率和减少资源浪费，现有研究运用添加硫酸和高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵( PDMDAAC)改性的膨润土，使废水中砷的去除率可达到97%以上2。粉煤灰含有大量的活性反应点可以与吸附质发生化学吸附和物理吸附，所以常用作水处理中的絮凝剂和吸附剂 3。在去除砷方面，粉煤灰被用来去除水中的As(v)和限制As(v)在固体废弃物及土壤中的迁移4。为了进一步增强粉煤灰的去除效果，使用化学试剂表面改性和沸石转型的改性方法，可以明显增强粉煤灰对砷的吸附能力。增大粉煤灰比表面积和孔径和通过不同方法将粉煤灰合成沸石改性方法有利于砷的去除，被负载的铁和铝氧化物中的氢氧根基团可以与水溶液中的入，(V)发生离子交换作用，是负载铁/铝型粉煤灰或沸石除砷的主要作用机理。As(V)和限制As(V)在固体废弃物及土壤中的迁移5。1.2化学法在处理含砷废水的化学法主要是指沉淀法，具体是先通过氧化，把废水中的三价砷氧化成五价的神，在适当的PH条件下，形成沉淀物，最后絮凝沉降，排除废水中的神。工业中应用的化学沉淀法实际上包括氧化、砷的沉淀反应及絮凝沉降3个方面6。鄢红艳等7,研究液态三氯化铁代替硫酸亚铁除废水中的砷的方法，讨论了适宜反应条件。运用三段中和法，一段中和是用石灰乳溶液中和废水，终点值PH=2。二段中和是铁盐絮凝即将铁盐和石灰乳混合液加入一段中和后液中，并向溶液中曝气，终点值为PH=8〜9、三段中和是将铁盐和石灰乳混合液加入二段中和后液，并向溶液中曝气，终点值为PH=8〜10、确定最佳操作条件为二段铁砷比在20为最佳，这时二段渣量减少20%〜3,三段铁砷比在10，出砷效率一般在98%以上。除了运用石灰-铁盐法沉淀含砷废水，硫化法也是化学沉淀法的一种。王勇等实验介绍了用硫酸铜处理含砷废水，得到亚砷酸铜沉淀，用二氧化硫还原得到三氧化二砷同时回收硫酸铜，然后絮凝沉淀处理，减少了废渣的存放及二次污染隐患，并且砷的去除率能达到99.46%。1.3生物法它是近年工业处理含砷废水发展较快的一种方法，他利用活性污泥对砷的选择性表面吸附以及细胞内吸收等去除作用降低水体内砷的浓度。废水中的无机的神，包括砷（111）和砷（V），砷（III）比砷（V）毒性大，并且不容易被去除。许晓路的研究发现，活性污泥法对三价砷的去除效率高于五价砷。利用活性污泥法可以提高溶解氧浓度，把三价砷氧化为五价的神，提高去除废水中砷的去除效率。在污水处理技术领域中，活性污泥法仍是应用的广泛技术。生物法处理废水中的神，现在也有利用菌藻共生体对砷去除，廖敏0等利用菌藻共生体去除废水中的砷发现培养分离所得菌藻共生体，以小球藻为主，菌藻共生体积累砷达7.47g/kg干重。这是为植物除砷提供一个良好的方向，还有可以发展研究转基因植物对废水中砷的去除，以致系统经济简单，二次污染小11。2含碑的污泥处理方法研究对含砷污泥固体废弃物，大多使用固化和稳定化处理，即指使危险废物中所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，减少后续处理与处置的潜在危险。在对含砷污泥的固化处理中常用的就是水泥固化技术和石灰固化技术，水泥固化技术中选用了普通的硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥，石灰固化技术中选择了粉煤灰进行比较，选择适合的处理方法。2.1水泥固化技术水泥固化是基于水泥的水合和水硬胶凝作用而对废物进行固化处理的一种方法，运用不同的水泥掺加量与污泥混合，制成固化块，然后测定其浸出率以确定种类的选择。由赵萌等12做的普通的硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥的实验中，结果所得，随着水泥含量的比重增加，固化的效果越好，砷的浸出也少造成的危害就越小，在相同的配比情况下，矿渣硅酸盐水泥比普通的固化效果好。2.2石灰固化技术石灰固化是以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰，垃圾焚烧灰渣等）为固化基材对危险废物进行稳定化和固化处理的方法，砷被吸附于胶体结晶中，减少及防止浸出。在赵萌等13使用粉煤灰代替部分或全部水泥的配比制作固化块，由实验结果可知，随着粉煤灰的加入，固化效果越好，砷的浸出越少，在粉煤灰比例为40%为最佳此刻砷的浸出最少，而且，粉煤灰来源方便，价格便宜，可以废物回收利用的作用，因此在固化含砷污泥时，采用粉煤灰固化是比用水泥固化可行的。结论废水中除神，生化法在我国研究较多，但是需投入大量化合物，形成大量的废渣，易造成二次污染；鉴于生物法的优点，生物法去除砷的研究应该更为关注，还要结合物化法，化学法，有效的去除砷。今后应加强废水中砷的研究，达到废水废渣的无害化，提高废水的综合治理。在水泥固化中，由于矿渣硅酸盐水泥用于含硫酸盐较多的含砷中和污泥，抑制了硫酸杆菌的形成，防止了固化块的膨胀破裂，且对砷的束缚能力也强于普通硅酸盐水泥，所以选择矿渣硅酸盐水泥固化含砷污泥更有效。由于水泥的水合反应产生大量的氢氧化钙，氢氧化钙没有胶结作用且遇水易浸出，对固化块的长期变质有作用，粉煤灰中的二氧化硅能与氢氧化钙反应生成一种新的具有胶结作用的化合物，所以加入粉煤灰可以增加固化效果，所以在与水泥固化相比较选择采用粉煤灰固化技术。1唐芳，梅向阳，梁娟，沸石吸附去除废水中的砷和氟的实验研究［J］，应用化工，2010,39(9)：1341-13462姚乐，改性膨润土吸附处理含砷废水实验研究［J］，科学技术与工程，2010,10(16)：4093-4095WangSB，WuHW.Environmental-benignutilizationofflyashaslow-costadsorbents.［J］.Hazard.Mater.B，2006，136:482E.Diamadopoulos,S.Loannidis,G.P.Sakellaropoulos.As(V)removalfromaqueoussolutionsbyflyash,WaterResearch.1993,27(12):1773-17775邓慧，粉煤灰对含砷废水的处理研究［J］，粉煤灰综合利用，2011,6:55-586许根福，处理高砷浓度工业废水的化学沉淀法［J］,湿法冶金,2009,29(1):12-177鄢红艳，贺杨，胡晖氯化亚铁代替硫酸亚铁处理含砷废水的研究［］J，河南化工，2011，28：26-288王勇，曹龙文，罗因，郑雅杰，硫酸装置含砷废水处理及三氧化二砷制备［J］,硫酸工业，2010(4)：21-259许晓路，申秀英，半连续活性污泥法对污水中五价砷的去除［J］，环境科学与技术，1995