含砷廢水處理藝術(shù)分析
時間: 2015-01-22 11:15:04     來源: 東莞市海韻水處理科技有限公司

        水處理藥劑廠家/東莞水處理藥劑廠家——東莞市海韻水處理科技有限公司專業(yè)為您分析關(guān)于各種廢水處理方法，并可根據(jù)一些特殊復(fù)雜的污廢水樣，專一針對研究出有效處理劑。在對于含砷廢水處理中一般常用的都是物理法、化學(xué)法。但是兩者都是各自的缺點。那么有沒有更好的一種處理工藝呢？帶著這個問題我們一起來看看對于含砷廢水處理有哪些工藝？
        隨著冶金和化工等行業(yè)發(fā)展以及貧礦的開發(fā)，砷伴隨主要元素被開發(fā)出來，進(jìn)入廢水中的砷數(shù)量相當(dāng)大。據(jù)1995年中國環(huán)境狀況公報報道，95年砷排放量達(dá)到1084噸，比94年增長4.4%，1996年中國環(huán)境狀況公報報道，96年砷排放量達(dá)到1132噸，比95年增長4.2%。含砷廢水有酸性和堿性，當(dāng)中一般也含有其它重金屬離子。砷與鉛等共同作用會使廢水的毒性更大，國內(nèi)外都曾發(fā)現(xiàn)廢水中砷的中毒事件。
        含砷廢水中砷的存在形態(tài)受pH的影響很大，在中性條件下，可溶砷的數(shù)量達(dá)到最大，隨著pH的升高或降低其溶解的數(shù)量都將降低。pH為5.0時，溶液中砷主要以無機砷的形態(tài)存在，當(dāng)pH為6.5時，有機砷為其主要存在形態(tài)[3]。但由于含砷廢水的來源并不單一，其成分也是復(fù)雜多變的。含砷廢水的處理在六十年代就已得到世人的關(guān)注。如能回收利用則不僅可解決了砷對環(huán)境的污染問題，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著，節(jié)約資源。目前，比較系統(tǒng)的處理方法有化學(xué)沉淀法、物理法以及新興的、最具發(fā)展前途的水處理藥劑法。
        一、化學(xué)法處理含砷廢水
        處理含砷廢水，目前國內(nèi)外主要有中和沉淀法、絮凝沉淀法、鐵氧體法、硫化物沉淀法等，適用于高濃度含砷廢水，生成的污泥易造成二次污染。在化學(xué)法方面的研究已經(jīng)比較成熟，很多人曾在這方面做了深入的研究。
        中和沉淀法作為工程上應(yīng)用較廣的一種方法，很多人在這方面作了深入的研究，機理主要是往廢水中添加堿（一般是氫氧化鈣）提高其pH，這時可生成亞砷酸鈣、砷酸鈣和氟化鈣沉淀。這種方法能除去大部分砷和氟，且方法簡單，但泥渣沉淀緩慢，難以將廢水凈化到符合排放標(biāo)準(zhǔn)。 絮凝共沉淀法，這是目前處理含砷廢水用得最多的方法。它是借助加入（或廢水中原有）Fe3+、Fe2+、Al3+和Mg2+等離子，并用堿（一般是氫氧化鈣）調(diào)到適當(dāng)pH，使其形成氫氧化物膠體吸附并與廢水中的砷反應(yīng)，生成難溶鹽沉淀而將其除去。其具體方法有，石灰-鋁鹽法、石灰-高鐵法、石灰-亞鐵法等。
        鐵氧體法，在國外，自70年代起已有較多報道，工藝過程是在含砷廢水中加入一定數(shù)量的硫酸亞鐵，然后加堿調(diào)pH至8.5-9.0，反應(yīng)溫度60-70℃，鼓風(fēng)氧化20-30分鐘，可生成咖啡色的磁性鐵氧體渣。Nakazawa Hiroshi 等研究指出，在熱的含砷廢水中加鐵鹽（FeSO4或Fe2(SO4)3），在一定pH下，恒溫加熱1 h。用這種沉淀法比普通沉淀法效果更好。特別是利用磁鐵礦中Fe3+鹽處理廢水中As(III)、As(V)，在溫度90℃，不僅效果很好，而且所需要的Fe3+濃度也降到小于0.05mg/L。東莞市海韻水處理科技有限公司科研人員從化學(xué)熱力學(xué)和鐵砷沉淀物的紅外光譜兩個方面探討了氧化鐵砷體系沉淀除砷的機理，發(fā)現(xiàn)在低pH值條件下，廢水中的砷酸根離子與鐵離子形成溶解積很小的FeAsO4，并與過量的鐵離子形成的FeOOH羥基氧化鐵生成吸附沉淀物，使砷得到去除。
        采用硫化法與磁場協(xié)同處理含砷廢水，提高了硫化渣的絮凝沉降速度和過濾速度，并提高了硫化劑的利用率。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)磁場處理后，溶液的電導(dǎo)率增加，電勢降低，磁化處理使水的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，改變了水的滲透效果。國外曾有人提出在高度厭氧的條件下，在硫化物沉淀劑的作用下生成難溶、穩(wěn)定的硫化砷，從而除去砷。
        二、物化法處理含砷廢水
        物化法一般都是采用離子交換 、吸附、萃取、反滲透等方法除去廢液中的砷。物化法大都是些近年來發(fā)展起來的較新方法，實用的尚不多見，但是有眾多學(xué)者在這方面做了深入的研究，并未取得了顯著的成果。
        三、水處理藥劑法處理含砷廢水
        與傳統(tǒng)化學(xué)方法相比，用水處理藥劑法處理含砷廢水具有處理費用低、操作簡便、高效且無害化等優(yōu)點，水處理藥劑法用于工業(yè)廢水處理已成為水處理最具發(fā)展前途的方法。
        在處理含砷廢水的過程中，存在許多影響因素，主要影響因素如下：
        1、砷的濃度及價態(tài)
　　    不同價態(tài)的砷對活性污泥的毒性不同。實驗表明，As(III)對脫氫酶的毒性比As(V)平均大53倍。As(III)對蛋白酶活性的毒性約為As(V)的75倍。還有，As(III)對活性污泥脲酶活性的毒害作用是As(V)的35倍[16]。所以處理含砷廢水時有必要將As(III)氧化成As(V)。實驗還表明，活性污泥對低濃度砷的去除率高于對高濃度砷的去除率，這是由于污泥的吸附能力有限所造成的。此外，重金屬離子濃度小于5mg·L-1時，活性污泥法對污水中有機物的處理效果不受重金屬影響，當(dāng)重金屬離子濃度大于30mg·L-1時，活性污泥法污水中有機物的處理效果則大大受到影響。
        2、有機負(fù)荷
　　    有機負(fù)荷對活性污泥去除五價砷也有較大的影響，有機負(fù)荷高，去除率也高。主要有兩方面的原因：一是污水中的有機物本身可和五價砷相結(jié)合，降低了污水中砷的濃度；二是有機物濃度高有利微生物生長繁殖，這進(jìn)一步提高活性污泥對五價砷的去除率。此外，有機負(fù)荷高還可以防止污泥膨脹。因為在高有機負(fù)荷環(huán)境中絮狀菌比大多數(shù)絲狀菌有更強的吸附和存貯營養(yǎng)物能力，能夠充分利用高濃度的底物迅速增殖，具有較高的比生長速率，抑制了絲狀菌的生長。在低負(fù)荷下混合液中底物濃度長時間都低，由于缺少足夠的營養(yǎng)底物，絮狀菌的生長受到抑制，而絲狀菌具有較大的比表面積，當(dāng)環(huán)境不利于微生物的生長時，絲狀菌會從菌膠團(tuán)中伸展出來以增加其攝取營養(yǎng)物質(zhì)的表面積。一方面，伸出絮體之外的絲狀菌更易吸收底物和營養(yǎng)，其生長速率高于絮狀菌，從而成為活性污泥中的優(yōu)勢菌種；另一方面，絲狀菌越多，其菌絲越長，活性污泥越不易沉降，SVI越高，導(dǎo)致了污泥膨脹。
        3、pH
　　    pH對金屬去除影響很大，因為pH不僅影響金屬的沉降狀態(tài)，而且影響吸附點的電荷。一般pH升高有利于污泥對陽離子金屬的吸附。直至產(chǎn)生氫氧化物沉淀，反之則有利于對呈負(fù)電荷狀態(tài)存在的金屬的吸附。但是，過高或過低的pH對微生物生長繁殖不利，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：①、pH過低（pH=1.5）,會引起微生物體表面由帶負(fù)電變?yōu)閹д?，進(jìn)而影響微生物對營養(yǎng)物的吸收。②、過高或過低的PH還可影響培養(yǎng)基中有機化合物的離子化作用，從而間接影響微生物。③、酶只有在最適宜的pH時才能發(fā)揮其最大活性，極端的pH使酶的活性降低，進(jìn)而影響微生物細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)過程，甚至直接破壞微生物細(xì)胞。④、過高或過低的pH均降低微生物對高溫的抵抗能力。
        4、生物固體停留時間（Qc）
　    　Qc對陽離子金屬去除有較大影響，因為活性污泥表面常被難溶性或微溶性的多聚物所包圍（如多糖），這些多聚物表面的電荷可使金屬迅速地得以去除。已經(jīng)證實，細(xì)菌多聚物產(chǎn)生和細(xì)菌生長相有關(guān)，穩(wěn)定相和內(nèi)源呼吸階段多聚物產(chǎn)量最大，而Qc增大，污泥中細(xì)菌處于穩(wěn)定相和內(nèi)源呼吸階段，有利于對金屬的去除。
        5、污泥濃度
　　    污泥濃度高，吸附點也隨著增加，從而有利于金屬的去除。從去除金屬的角度出發(fā)，高有機負(fù)荷，高污泥濃度的運行方式最為理想。
活性污泥法處理含砷廢水，不論在處理費用，還是二次污染，或者工程化方面，都比傳統(tǒng)處理方法具有相當(dāng)突出的優(yōu)勢。雖然在理論研究方面還不是十分完善，但是在處理機制和影響因素方面都已達(dá)成一定的共識。如果在處理工藝上再進(jìn)行一定的改進(jìn)，如往污泥中投加優(yōu)勢菌種，可以改善污水的處理效果；此外，還可以引進(jìn)生活污水進(jìn)行混合處理并進(jìn)行曝氣，這樣不僅降低了砷的濃度以及砷對污泥的毒害作用，同時還解決了活性污泥的營養(yǎng)源問題，為活性污泥法處理含砷廢水的工程化應(yīng)用開辟了一片新天地。
        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。水處理藥劑法作為一種最有前途的水處理方法，不僅具有高效、無二次污染，而且處理費用低等優(yōu)點。東莞市海韻水處理科技有限公司研發(fā)的含砷廢水處理藥劑，對含砷廢水處理后無二次污染、藥劑性能優(yōu)、價格低等一系列優(yōu)點，水處理藥劑法將成為含砷廢水的主要處理方法。
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