摘要：隨著冶金行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水逐漸增多。為保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)平衡，加強(qiáng)廢水處理技術(shù)研究十分重要。本文以廢水除砷技術(shù)為例，詳細(xì)介紹其中最常用的吸附法、化學(xué)沉淀法、活性污泥法、離子交換法的技術(shù)流程、原理、研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：廢水除砷,沉淀,吸附劑

中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1.引言

大自然中的砷分布廣泛，一般在有色金屬礦物中，它會(huì)伴隨著有色金屬精礦而進(jìn)入冶煉廠。伴隨著冶金工業(yè)、化工的發(fā)展，尤其是有色金屬的開采與冶煉，產(chǎn)生大量含砷廢水、廢氣、廢渣。據(jù)了解，砷在進(jìn)入冶金工業(yè)后，最后大部分留在廢水中被排出來。含砷廢水又可以分成酸性和堿性，前者是冶煉廠在制酸生產(chǎn)凈化過程中產(chǎn)生的，含砷量高達(dá)10mg/L，大大高出國家的排放標(biāo)準(zhǔn)——0.5mg/L，故而必須進(jìn)行相應(yīng)的除砷處理才能排放。

由于砷進(jìn)入人體后會(huì)進(jìn)入血液和組織中，排放較慢，逐漸在人體內(nèi)聚集，進(jìn)而破壞人體細(xì)胞的氧化還原能力，影響細(xì)胞的正常新陳代謝，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起中毒死亡。因此，水體中的含砷量一直為世界各國所關(guān)注。隨著工業(yè)的發(fā)展，大量含砷的污染物被排放到水體中，嚴(yán)重威脅生態(tài)系統(tǒng)的平衡，影響人的安全，必須加強(qiáng)含砷廢水的治理以及技術(shù)研究，開發(fā)出高效且經(jīng)濟(jì)的廢水除砷技術(shù)十分必要，具有重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值。目前國內(nèi)常用的技術(shù)有吸附法、沉淀法、活性污泥法、離子交換法等。

2. 幾種常見含砷廢水處理技術(shù)及其應(yīng)用概述

2.1 吸附法

吸附法是一種簡單易行的廢水處理技術(shù)，其適合處理量大但濃度較低的廢水。其原理為：用具有高比表面積、不溶性的固體材料作為吸附劑，然后通過吸附作用將廢水中的砷固定在吸附劑表面，達(dá)到除砷的目的。該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就在于其高效經(jīng)濟(jì)。其中，天然的吸附劑有天然珊瑚、膨潤土、沸石、椰子殼等，價(jià)格低廉，能取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。但是，吸附法也還存在許多缺陷，如：一般的吸附劑很難有效吸附As（），不能有效脫除As（Ⅲ），這使得除砷工藝變得

較為復(fù)雜。

鄧書平等人對(duì)粉煤灰這個(gè)吸附劑進(jìn)行改良，運(yùn)用聚二甲基烯丙基氯化銨對(duì)粉煤灰進(jìn)行改良，然后研究了改良后粉煤灰在去除廢水中砷的最佳適宜條件為：當(dāng)廢水pH值=7時(shí)，投加質(zhì)量濃度為0.048g/mL的改良粉煤灰，然后吸附60min，溫度控制為25℃，最后砷的去除率能達(dá)到90.3%。

梁美娜等人研究氫氧化鐵和氫氧化鋁對(duì)砷的吸附作用，結(jié)果表明其吸附作用與溶液的pH值有關(guān)，當(dāng)砷的濃度為10-3mol/L時(shí)，氫氧化鐵在溶液pH值=3-10范圍內(nèi)時(shí)，吸附砷的效率可達(dá)99.9%，將溶液中的砷降到0.05mg/L以下。

2.2 化學(xué)沉淀法

沉淀法在除砷過程中較為常用，主要有石灰中和沉淀法、混凝共沉淀法和硫化沉淀法。由于砷酸根和亞砷酸能與多種金屬離子形成難溶鹽，經(jīng)過濾后即可除去液相中的砷，且在較高pH值條件下，金屬離子本身也會(huì)形成氫氧化物沉淀，大量的砷酸根離子可與金屬氫氧化物形成共沉淀，從而提高砷去除效率。由于亞砷酸鹽的溶解度一般都比砷酸鹽高，因此在許多的實(shí)際操作中都需預(yù)先將As(Ⅲ)氧化為As()。

劉琦等研究了葫蘆島鋅廠高濃度含砷廢水的處理，提出了一種聯(lián)合工藝：一級(jí)石灰乳中和，二級(jí)NaOH中和，三級(jí)活性炭催化氧化鐵砷體系共沉淀的除砷工藝。經(jīng)過3級(jí)處理后，溶液中的砷濃度

彭云輝對(duì)湖北金山店硫酸廠的生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，在原有工藝上進(jìn)行改造，采用石灰中和-鼓風(fēng)氧化-鐵鹽共沉淀-晶種循環(huán)法對(duì)砷進(jìn)行處理。處理后砷的去除率均>99％，出水中砷的濃度

聶靜以湖北大冶有色金屬公司冶煉廠排放的酸性含砷廢水為研究對(duì)象，分別考察了石灰中和法、硫化法、石灰中和-鋁鹽共沉淀法、石灰中和-鐵鹽共沉淀法和石灰中和-曝氣氧化-鐵鹽共沉淀法處理該廠廢水的工藝條件和處理效果。結(jié)果表fjZkl9cT3EIIdDrPub6GaZcvcgHefh4JlO0WrMK12Ok=明，采用石灰中和-曝氣氧化-鐵鹽共沉淀法處理該廠廢水的效果最好，出水砷濃度

某生產(chǎn)硫酸及磷肥的化工廠，其廢水量為2000m3／d，其中ρ(As)及ρ(F)分別為100-200和35mg／L，pH=1.0。原先采用加石灰處理的簡單方法，出水中砷質(zhì)量濃度嚴(yán)重超標(biāo)。后采用曝氣氧化條件下加石灰和硫酸亞鐵以兩段法處理(圖1)，效果較好。

圖1 兩段法除砷工藝流程圖

工程中采用膜片式可變微孔曝氣器，這是確保獲得良好處理結(jié)果的關(guān)鍵。另外，強(qiáng)化了石灰乳制備過程，以減少進(jìn)入系統(tǒng)的石灰渣的量，而且在加石灰量大的一級(jí)曝氣反應(yīng)池中配有機(jī)械攪拌，有助于避免因可能進(jìn)入的較大顆粒石灰渣的沉淀而淹沒曝氣頭。該裝置已運(yùn)行多年，效果良好，出水達(dá)一級(jí)外排標(biāo)準(zhǔn)：pH為7～9，有害物質(zhì)量濃度分別為：ρ(As)

3 含砷廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著冶金、化工等產(chǎn)業(yè)的日益發(fā)展，以及含砷制品市場的日益拓大，含砷廢水的排放和污染問題，必將影響到人們的生活水平的提高，影響到人類生存環(huán)境的改善，所以解決含砷廢水的污染問題已迫在眉睫。而各種含砷廢水處理工藝具有一定適用性，效果還有待提高?；诂F(xiàn)實(shí)的思考，筆者認(rèn)為：以下幾個(gè)方向是含砷廢水處理技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)：

第一，開發(fā)穩(wěn)定的化合物沉淀技術(shù)，減少二次污染。傳統(tǒng)沉淀技術(shù)產(chǎn)生的含砷化合物不穩(wěn)定，容易造成二次污染，對(duì)此研發(fā)出穩(wěn)定的化合物沉淀技術(shù)勢(shì)在必行，而FeAsS就是一種較為穩(wěn)定的化合物，如何將其應(yīng)用到含砷廢水的處理中是未來的研究熱點(diǎn)。

第二，多種處理技術(shù)的聯(lián)合使用，取長補(bǔ)短，有效提高含砷廢水的處理效果，比如說：將投加藥劑技術(shù)與膜技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)行含砷廢水的處理，提高砷污染物的去除率。

第三，開發(fā)廉價(jià)且容易脫洗的吸附材料，將廢水中的砷轉(zhuǎn)化為可回收利用的資源，取得良好的經(jīng)濟(jì)效果。比如說，在吸附法中，pH值是一個(gè)重要影響因素，那么如何確定pH值，改良吸附材料，強(qiáng)化吸附材料吸附砷的功能，使吸附材料能在一定條件下吸附砷，并在另外一種條件下使砷脫附，實(shí)現(xiàn)砷的富集，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

第四，研發(fā)生物除砷技術(shù)，將水體中的砷經(jīng)過氧化、吸收、轉(zhuǎn)化等反應(yīng)變成無毒的化合物，起到除砷的效果。比如說：提高生物耐砷特定，使砷富集逐步達(dá)到可回收的程度。通過基因改造和自然選擇使物種的某些特性得到遺傳和強(qiáng)化，增強(qiáng)生物物種對(duì)砷的適應(yīng)性，使砷在進(jìn)入生物體中或者以沉淀物形式從水體中去除，達(dá)到水體凈化的砷資源化目的。

4.結(jié)束語

不同的除砷技術(shù)有各自優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)對(duì)不同的含砷廢水采用不同的除砷技術(shù)。沉淀法是目前國內(nèi)最常用的的廢水除砷技術(shù)，其需要投入大量的化合物，會(huì)產(chǎn)生大量廢渣，容易出現(xiàn)二次污染。而吸附法中，吸附劑與砷的吸附作用會(huì)造成吸附劑的再生、回收問題。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，含砷制品的市場前景越來越好，含砷廢水也就越來越多，為改善生活環(huán)境，必須加大除砷技術(shù)研究力度，開發(fā)出新的技術(shù)工藝，或?qū)ΜF(xiàn)有技術(shù)工藝進(jìn)行改良。

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