有色金属冶炼高砷废水处理Ⅱ

微滤膜技术

微滤(MF)是指根据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程，能够去除相对分子质量>50000或粒径>0.05μm的颗粒。MF膜对砷的去除率很大程度上取决于附着砷的颗粒在水中的粒径分布。微滤膜的孔径通常>0.1μm，因此不能截留溶解态的重金属离子，必须经过适当的预处理如氧化、还原、吸附等手段将其转化为>0.1μm的不溶态微粒，再利用微滤膜将其有效去除。

为了提高MF技术对砷的去除效率，人们采用混凝来增大含砷颗粒的粒径。J.Shorr用硫酸铁作为砷的共沉淀剂，再配以微滤膜滤除沉淀物的工艺处理含砷水，对砷的去除率明显高于单纯的MF工艺。

由于含砷离子的废水同时还含有有机物，如油、脂、洗涤剂和螯合物等，而且砷的去除率取决于二价铁络合物对砷的吸附能力以及MF对含砷矾花的截留能力，因此，采用氢氧化铁作为凝聚剂，在与砷离子共沉淀的同时，亦可吸附某些螯合物和有机物。

此外，在一定的pH条件下，氢氧化铁还可吸附不沉淀的某些阳离子。G.Ghurye等采用混凝联合孔径为0.2μm的商业化MF膜工艺，研究了絮凝-微滤(CMF)工艺对砷的去除效率。当进水中砷的质量浓度为40μg/L时，CMF工艺能保证出水中砷的质量浓度<2μg/L。

但是，与As(Ⅴ)相比，其对As(Ⅲ)的去除率相当低，这是因为As(Ⅲ)以中性分子形态存在，而混凝过程依赖混凝剂水解后形成的氢氧化物与离子的交互作用。因此，为了有效地去除水中的As(Ⅲ)，需要将其全部氧化为As(Ⅴ)。

电吸附技术

电吸附处理技术(EST)是利用电极表面吸附水中离子和带电粒子的性能，使水中溶解性盐类和带电粒子富集、浓缩于电极表面，达到净化水质的目的。电吸附技术处理高砷废水的效果好，运行成本低(1.5元/m3)，处理装置结实耐用，操作简单易于掌握。

其基于电吸附材料形成的双电层对不同价态的含砷带电粒子具有特异的吸附与解吸性能去除水中的砷。电吸附材料的再生不需任何化学试剂，无二次污染，但必须用原水彻底排污，排污时只需将正负电极短接，并保持0.5h，使电极上的粒子不断解析下来，至进出水电导率相近为止。

电吸附技术的上述特点是目前流行的反渗透法不能比拟的。反渗透在起始砷质量浓度为0.3mg/L时的去除率仅83%，而电吸附法的去除率达96%以上，且电耗仅1kW˙h/m3，大大低于反渗透法。孙晓慰利用电吸附技术去除水中过量的砷，结果表明，原水砷质量浓度0.06～0.33mg/L时，出水砷均低于0.01mg/L，符合国家生活饮用水卫生标准的要求。

离子交换除砷技术

离子交换树脂吸附法处理含砷废水具有处理效果好、设备简单、操作方便等优点。该法特别对As(Ⅴ)具有较好的去除效果，对As(Ⅲ)的去除效果较差。对As(Ⅴ)的去除能力主要取决于树脂中相邻电荷的空间距离、官能团的流动性、伸展性以及亲水性。

刘瑞霞等制备了一种新型离子交换纤维，该离子交换纤维对砷酸根离子具有较高的吸附容量和较快的吸附速度，吸附动力学数据完全符合Langmuir二级速度方程。在所研究的砷浓度范围内，Freundlich吸附等温式能很好地描述吸附平衡数据。去除砷酸根离子的最佳pH为3.5～7.0。

采用NaOH稀溶液可有效洗脱吸附的砷酸根离子。E.Korngold等研究了Purolite-A-505和Relite-490两种强碱型树脂对砷的去除效果，结果发现：树脂的类型、溶液的pH及水中陪伴离子，如SO42-、NO3-、Cl-等是影响树脂吸附效果的重要因子。T.S.Anirudhan等证实了用从椰子纤维果皮中提取物制成的阴离子交换树脂是一种对水中As(Ⅴ)去除极其有效的吸附剂。当pH为6.0～8.0，As(Ⅴ)质量浓度为5~100mg/L时，该吸附剂可有效去除As(Ⅴ)，同时可以查看中国污水处理工程网更多关于含砷废水处理的技术文档。

电化学动力修复技术

电化学动力修复技术是利用地下水和污染物的电动力学性质对环境进行修复的新技术。该技术既克服了传统技术严重影响地下水的结构和地下所处生态环境的缺点，又可以克服现场生物修复过程非常缓慢、效率低的缺点，而且投资比较少，成本比较低廉。

控制阴极区的pH是电动修复技术的关键。S.S.Kim等通过在阳极用石灰控制pH提高了低渗透性土壤中去除多环芳香化合物的效率。R.E.Hiks等利用纯净水不断更新阴极池中的碱溶液也可避免土柱的pH聚焦。H.Lee等采用循环体系将阴极的电解液与阳极的电解液进行中和，来改变电极产生的酸碱对土柱pH的影响，显著改善修复效果。R.Lageman研究了As污染土壤的现场电动修复，7个星期可将As的质量分数由开始的(4~5)×10-4降至3×10-5。A.C.Basha等研究发现：在pH为0.64，电力消耗为13.85kW˙h/kg时，采用电解法对炼铜废水中砷的去除率达94.8%。

单纯预氧化工艺

As(Ⅲ)的毒性、溶解性、流动性都远大于As(Ⅴ)，且As(Ⅲ)通常以分子形式存在，故各种工艺对As(Ⅲ)的去除率都远低于As(Ⅴ)。因此，在去除以As(Ⅲ)为主的地下水中的砷时通常需要将As(Ⅲ)预氧化为As(Ⅴ)。

As(Ⅲ)-As(Ⅴ)系统的氧化还原电位为0.560V，因此，曝气或加入纯氧都不能迅速有效地将As(Ⅲ)预氧化为As(Ⅴ)，而需要添加化学氧化剂。主要的化学氧化剂有O2和臭氧、氯气、H2O2、Fenton试剂、UV/自然光体系、TiO2/UV等。M.J.Kim等发现：臭氧和H2O2的氧化电位过高，水中的天然有机物(NOM)会通过捕获˙OH而极大地减缓氧化反应的速率，因此臭氧不适用于受有机污染严重的水体。M.V.Krishna等指出，Fenton试剂、UV/自然光体系、TiO2/UV氧化可以很好地氧化水中的As(Ⅲ)，但需要较高的能量，对于小型的污水处理不经济。P.Frank等研究表明，在氯气氧化As(Ⅲ)的同时，氯气会与水中的天然有机物形成氯化副产物，可能对环境产生危害。(未完待续)

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有色金属冶炼高砷废水处理技术Ⅰ

原标题：有色金属冶炼高砷废水处理Ⅱ