含砷废水处理技术研究进展_杨洁

含砷废水处理技术研究进展杨洁,顾海红,赵浩,徐炎华(南京工业大学,江苏南京210009)[摘要]介绍了含砷废水的危害,处理的现状和前景。阐述了含砷废水的处理方法、优缺点及其适用范围。对用生物法处理含砷废水作了介绍,提出将生物法与物理化学法相结合处理含砷废水将是很有前途的处理路径。[关键词]含砷废水;废水处理;生物处理[中图分类号]703.1[文献标识码]A[文章编号]1005-829X(2003)06-0014-05Reviewofarsenic-contaminatedwastewatertreatmentYangJie,GuHaihong,ZhaoHao,XuYanhua(NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China)Abstract:Theharmfulnessofarsenic-contaminatedwastewater,andthepresentsituationandfuturedevelopmentconcern-ingitstreatmentareintroduced.Theadvantagesanddisadvantagesofvariousmethods,theirappliedconditionsandactu-alfeasibilitiesarecomparedandassessedindetail.Anoveltreatingmethod,biologicaltreatmentcoupledwithphysico-chemicaltreatment,issuggestedasapromisingtechnique.Keywords:arsenic-contaminatedwastewater;wastewatertreatment;biologicalprocesses砷是一种对人体及其他生物体有毒害作用的致癌物质,对人的中毒剂量为0.01～0.052g,致死量为0.06～0.2g。各国对地表水的最高允许含砷质量浓度一般为50μg/L,而日本等发达国家则为10μg/L〔1,2〕。由于自然释放和人为的大量开采、生产和使用,砷污染的现象愈来愈严重。采矿、冶金、燃煤、化工等工业产生的大量的含砷废水给环境造成了严重污染。有色金属硫化矿的冶金过程及黄金提取过程中往往产生各种含砷废液,如砷黄铁矿型难浸金矿的硝酸催化氧化过程中80%～95%的砷进入溶液,使氧化浸出溶液中的砷高达15～30g/L〔3,4〕。贵州省曾发生过化肥厂排放含砷废水,导致下游发生大面积砷中毒〔5〕。因此,含砷废水的有效治理刻不容缓,研究、开发高效经济的含砷废水处理技术,具有重大的社会、经济和环境意义。处理含砷废水的方法有物理法、化学法和生化法。目前,国内外几种常用的方法主要有沉淀、絮凝、过滤、吸附、氧化、膜法和生物法等。1沉淀法自然条件下堆放时较稳定的砷化合物有酸式或碱式金属亚砷酸盐和砷酸盐,包括常见的亚砷酸钙、砷酸钙、砷酸铁等〔6〕。可溶性的砷能够与许多金属离子形成此类难溶化合物,利用这一特性,沉淀法常以钙、铁、镁、铝盐及硫化物等做沉淀剂,再经过滤即可除去液相中的砷。常用的钙沉淀剂有氧化钙、氢氧化钙、过氧化钙、电石渣等。钙盐沉淀法处理成本低、工艺简单。但是由于钙盐的溶解度较大,必须使钙的浓度远过量,砷浓度才能降至较低水平,需要消耗大量絮凝剂,也使处理后的残渣量增大,易造成二次污染。铁盐除砷也是常用的方法,氯化铁常用作絮凝剂加入水体。高pH值条件下,在生成砷酸铁的同时还会产生大量氢氧化铁胶体,溶液中的砷酸根与氢氧化铁还可发生吸附共沉淀,从而可以得到较高的除砷率。在自然水体中,溶解的砷以无机砷或者以甲基化的砷化合物形式存在。无机砷包括砷酸盐As(Ⅴ)和亚砷酸盐As(Ⅲ)两种形式。As(Ⅴ)通常在富氧化性的水体中占优势,而As(Ⅲ)则主要存在于还原性水体中〔7〕。铁絮凝剂对As(Ⅴ)的去除效果要远大于对As(Ⅲ)的去除效果,铁浓度的增加有利于As(Ⅴ)的去除,但对As(Ⅲ)的去除效果影响不大〔8〕。方兆珩等人用NaOH溶液中和高砷难浸金矿的硝酸催化氧化浸出液,使浸出液中的砷与其中的三价铁离子结合,生成稳定态的砷酸铁。研究发现NaOH中和沉淀的终pH以5～7为宜,因为在高pH条件下部分砷酸铁沉淀会转化为氢氧化铁或针铁矿,从而释放出砷酸根导致溶液中砷含量增加〔6〕。目前,大多数企业含砷废水的处理多采用化学沉淀法,而且往往是2～3种沉淀剂同时使用或分段使用。例如,石灰-铝盐、石灰-镁盐、硫酸亚铁-—14—2003年6月第23卷第6期工业水处理IndustrialWaterTreatmentJun.,2003Vol.23No.6苏打等组合絮凝剂都能获得良好的脱砷效果。多种絮凝剂混合处理方案最有效的是氢