半导体工业废水中除砷的研究
浅谈含砷工业废水的处理方法
科技信息SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 2010年第19期浅谈含砷工业废水的处理方法周全1张垚2(1.惠生工程〈中国〉有限公司河南郑州450000;2.郑州市自来水总公司河南郑州450000)【摘要】砷(As )是一种有毒的类金属,对人体及其它生物体有毒害作用。
本文对近年来国内报道的几种含砷废水处理的方法做以介绍,加以比较,并对今后的研究方向作以预测。
【关键词】砷;沉淀法;吸附法0引言砷(As )是一种以有毒而著名的类金属,它对人体及其它生物体有毒害作用。
As (III )较As (V )的毒性强,有机砷化合物又比无机砷化合物的毒性强,并且可以在人体内积累,引发慢性砷中毒,潜伏期长达几年甚至几十年,所以世界卫生组织在1968年颁布的环境污染报告中把砷排在首位,我国《污水综合排放标准》(GB8978-1996)明确指出:砷为第一类污染物,总砷的最高允许排放浓度不得超过0.5mg/1。
砷的化合物被大量用于冶金、纺织、化工、燃料等工业生产中,其工业污染源主要有有机化工、无机化工、石油炼制以及稀土工业。
As (III )和As (V )在水溶液中有亚砷酸(H 3AsO 3)、亚砷酸根(H 2AsO 3-、HAsO 32-、AsO 33-)、砷酸(H 3AsO 4)和砷酸根(H 2AsO 4-、HAsO 42-、AsO 43-)等存在形式,其中H 3AsO 3、H 2AsO 3-是As (III )的主要存在形式,H 2AsO 4-、HAsO 42-是As (V )的主要存在形式。
由于含砷废水毒性大、影响范围广、污染时间长、并且可以在生物体内积累,国内外学者、机构在饮用水含砷处理方面研究较多,大多在ppb 级别研究;对于大量的工业产生的含砷废水的研究,原来多集中在石灰中和法的研究上,对于硫酸生产过程产生的含砷废水的研究也有了大量的报道。
常规处理方法分为三类,即物理法、化学法和生化法。
含砷的污水处理方法
含砷的污水处理方法污水处理是一种关键的环境保护措施,它可以有效地减少污水中的有害物质对环境和人类健康的影响。
其中,含砷的污水处理是一个具有挑战性的任务,因为砷是一种有毒物质,对生态系统和人体健康都具有潜在的危害。
本文将详细介绍几种常见的含砷污水处理方法,包括物理方法、化学方法和生物方法。
一、物理方法1. 沉淀法:沉淀法是一种常用的物理处理方法,通过添加沉淀剂,将砷以固体沉淀的形式从污水中去除。
常用的沉淀剂包括氢氧化铁、氢氧化铝等。
此方法适合于砷浓度较高的污水处理,但处理效果受到pH值、温度等因素的影响。
2. 吸附法:吸附法是利用吸附剂将砷离子吸附在其表面,从而实现砷的去除。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁等。
吸附法具有高效去除砷的能力,但吸附剂的再生和处理成本较高。
二、化学方法1. 氧化法:氧化法是一种通过氧化反应将砷离子氧化为砷酸根离子,从而实现砷的去除。
常用的氧化剂包括高锰酸钾、过氧化氢等。
氧化法具有高效去除砷的能力,但氧化剂的使用量较大,处理成本较高。
2. 还原法:还原法是一种通过还原反应将砷酸根离子还原为砷离子,从而实现砷的去除。
常用的还原剂包括亚硫酸盐、亚铁盐等。
还原法具有较低的处理成本,但对于高浓度的砷污水处理效果较差。
三、生物方法1. 微生物还原法:微生物还原法是一种利用特定微生物将砷酸根离子还原为砷离子的方法。
常用的微生物包括硫酸盐还原菌、铁还原菌等。
微生物还原法具有较低的处理成本和较高的处理效果,但对于高浓度的砷污水处理能力有限。
2. 植物吸收法:植物吸收法是一种利用植物对砷具有吸收能力的特性,将污水中的砷通过植物的根系吸收并固定在植物体内。
常用的植物包括水稻、菊花等。
植物吸收法具有较低的处理成本和较高的处理效果,但对于高浓度的砷污水处理能力有限。
综上所述,含砷的污水处理方法包括物理方法、化学方法和生物方法。
根据实际情况,可以选择合适的方法进行处理。
物理方法适合于砷浓度较高的污水处理;化学方法具有高效去除砷的能力,但处理成本较高;生物方法具有较低的处理成本和较高的处理效果,但对于高浓度的砷污水处理能力有限。
某半导体芯片生产项目含砷废水处理方案
某半导体芯片生产项目含砷废水处理方案浅析摘要:随着半导体行业的高速发展,半导体芯片生产将产生大量的含砷废水。
同时,日趋严格的废水排放标准对含砷废水处理提出了更高的要求。
本文针对半导体集成电路芯片生产产生的含砷废水,结合工程实际情况,分析了袋滤-氢氧化钙-氯化铁混凝沉淀的处理方法,并采用膜分离技术及离子交换技术对废水进行深度处理,取得了良好的除砷效果,将出水总砷稳定地控制在0.1mg/L以下,达到污染排放标准,降低了对环境的影响。
关键词:半导体;砷化镓;含砷废水;共沉淀;超滤;离子交换随着信息技术和通讯产业的高速发展,化合物半导体材料在微电子和光电子领域发挥越来越重要的作用。
在半导体材料发展过程中,半导体材料主要经历了以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代元素半导体,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表的第二代化合物半导体,以及以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的第三代宽禁带半导体材料三大阶段[1]。
作为第二代半导体材料,砷化镓是除硅之外研究最深入、应用最广泛的半导体材料。
相对于硅,砷化镓具有较大的禁带宽度,更高的电子迁移率和饱和迁移速率[2],其不仅可直接研制光电子器件,以砷化镓为衬底制备的集成电路芯片是实现高速率光线通信及高频移动通信必不可少的关键部件[3],在光电子、微电子及移动通信中应用愈加广泛。
近年来,砷化镓半导体材料市场需求迅速增长。
我国的砷化镓产业也在不断发展,近几年成立了多家砷化镓芯片生产企业。
基于自身材料和生产工艺,在砷化镓芯片的生产过程中排放的废气和废水中均含有砷化合物,其含砷废水的处理也成为砷化镓生产项目亟待解决的问题之一。
砷及其化合物对人体及其他生物体均有广泛的毒害作用,已被国际防癌研究机构和美国疾病控制中心确定为第一类致癌物[4]。
由于砷的高毒性和致癌性,在GB8978-1996《污水综合排放标准》[5]中总砷被列于第一类污染物,最高允许排放浓度为0.5mg/L。
除砷试验报告
污水站除砷工艺的改进研究试验一、试验背景我公司污水现采用硫化钠石灰沉淀法除砷工艺,污水直接加硫化钠进行一次沉淀、石灰中和,处理后砷的质量浓度在0.6 m g∕L左右,不能达到《铅锌工业污染物排放标准》中对外排水砷含量的要求(小于0.3m g∕L),可能存在两方面的原因:1.影响硫化钠沉砷效果的主要条件(药剂用量、PH值、反应时间)没有控制好,硫化钠的除砷率显著降低。
①Na2S的用量:文献资料和生产实践均表明,一次沉砷,即使Na2S过量很多倍,也不能将砷脱除到很低的水平,而采用两次沉砷,则可以用较少的Na2S将砷除至较低水平。
②PH值:硫化钠沉砷在酸性条件下进行,当PH值为2左右,沉砷效果最好。
③反应时间:硫化钠沉砷过程属于离子反应,反应过程十分迅速,沉砷时间应控制在40—60min左右,但生产实践中由于受客观条件的限制使得反应时间过长,溶液中存在高价氧化态离子将As2S3沉淀重新溶解,导致除砷率反而下降,因此考虑将生成的As2S3沉淀过滤;2.硫化钠的除砷效率是有限的,当污水中砷含量过高,影响硫化钠沉砷效果的主要因素达到理想情况,硫化钠达到最佳去除率时,污水中残砷的含量仍无法满足要求时,考虑采用铁盐法进一步沉砷。
二、试验目的通过在原来工艺的基础上增加一次硫化钠沉砷阶段,将反应生成的As2S3沉淀过滤,加石灰中和处理后,在碱性环境下(pH在10~11之间)加入硫酸亚铁、双氧水或通入氧气进一步沉砷,探索出最佳的工艺条件,最终使污水中的砷含量达到《铅锌工业污染物排放标准》中对外排水砷含量的要求(﹤0.3m g∕L)。
三、试验原理污水站废水主要来自于硫酸车间,酸度较高,废水的pH在1~2之间,硫酸的质量浓度在0.49g∕L~4.9 g∕L之间,其中的砷主要以亚砷酸存在,工艺的第一阶段采取两次硫化钠沉砷(调节水样pH=2),原理为:3Na2S+2H3AsO3=As2S3↓+6NaOH,经两次硫化钠沉砷过滤后再用石灰中和废水中的酸使pH在10~11之间,然后加双氧水和铁盐,双氧水具有强氧化作用使砷氧化并和石灰一起反应,生成砷酸钙沉淀,Fe2+亦被氧化并水解生成氢氧化铁。
砷的处理方法
砷的处理方法废水中的三价砷可以用沉淀法进行回收,如硫酸厂中的废水,可用硫化钠在20~40℃下进行处理,所得的硫化砷用硫酸铜在70℃进行处理,冷却后进行分离,分出硫化铜后,再与硫酸铜溶液反应,并在>70℃通入空气或氧,使砷成为五价,再分出硫化铜,溶液通入二氧化硫或硫酸厂的尾气,使五价砷还原成三价砷,并结晶,过滤干燥,即可回收三氧化二砷[1]。
在从蒽醌磺酸制备氨基蒽醌过程中,以前曾用过Na2HAsO4作为催化剂,其废水可以先在90℃℃℃加热灼烧,可以使沉淀稳定,砷不易渗出[60]。
如结合其它方法,可以使出水中的砷含量降至<0.3mg/L[61]。
也可以用电石糊,如一含490mgAs/L的废水,先用次氯酸钠溶液进行氧化,再用电石糊将pH调至≥9.5,经过滤后,滤液中的砷含量可以降至6.4mg/L[62]。
如用硫酸镁作为沉淀剂,pH应控制在8.5左右[63]。
可在用氯化镁时,加入石灰,使pH调整至10.0~10.5[64],使用硫酸镁可以使砷的浓度降至5mg/L[65],当镁/砷比为200:1时,出水中砷浓度可以降至≤0.5mg/L[66]。
废水中的三价砷也可以先用微生物Pseudomonas Putida 及Alcaligenes eutrophus 处理,再用磷酸盐及石灰处理的方法去除[67]。
5.3.5 其它沉淀法含砷废水如与能水解产生钛酸的化合物作用,则可以共沉淀的原理将砷除去。
如在pH2~8的范围内将含97.08的合成含砷废水用钛酸四异丙酯作用,并在40℃搅拌16小时,经过滤后,废水中的砷含量可以降至0.026~0.054μgAs/ml[68]。
废水中砷还可以用有机胺进行离子浮选法进行处理,如可以用十六烷胺醋酸盐或十八烷胺醋酸盐,与砷反应生成疏水性的沉淀而被去除,当pH值为4.7~5.1时,出水中砷的含量可以降至<0.5mg/L,但如有氯离子及硫酸根离子存在时,会影响砷的去除[69]。
5.4吸附法用稀土属物质来去除废水中的有害阴离子, 如F, As及Se等。
浅谈含砷工业废水的处理方法
郑州
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要】 ) 砷( 是一种有毒的类金属 , 对人体及 其它生物体有毒害作用。 文对近年来国 内 本 报道 的几种含砷废 水处理的方法做 以介绍 , 加
以 比较 , 对今 后 的研 究 方 向 作 以预 测 。 并
【 关键词】 ; 砷 沉淀法 ; 吸附法
O 引 言
加 大 了 与 三价 砷 和 五 价 砷 的 化合 物 反 应 能 力 : 合 铝 与 聚 合 铁 的 相 互 聚
作 用增 强 了絮 体 网捕 卷 扫 的作 用 , 因而 混 凝 除 砷 效 果好 。 砷 ( s是 一 种 以 有 毒 而著 名 的类 金 属 , A) 它对 人 体及 其 它生 物体 有 1 . 聚酸金属盐具有较好 的絮凝效果, .3 3 是一种新型的无机高 分子絮 毒 害 作 用 。A (l) A ( 的 毒 性 强 , 机 砷 化 合 物 又 比无 机 砷化 合 sI 较 sV) 1 有
砷 的化 合 物 被 大 量 用 于 冶金 、 织 、 工 、 料 等工 业 生 产 中 , 纺 化 燃 其 基二烯丙基氯化铵(D A ) P MD AC在水处理方面具有沉降性能好 、 絮凝剂 工业 污 染 源 主 要 有 有 机 化 工 、 机 化 工 、 油 炼 制 以及 稀 土工 业 。A 无 石 s 用 量 少 、 附 效 果好 等 优 点 。 吸 (I) A ( 在 水 溶 液 中 有 亚 砷 酸 ( , O ) 亚 砷 酸 根 ( 2 s 3 I 和 sV) I HAs 、 H A 0一、 21 改 性 粉 煤 灰 吸 附 剂 的 制 备 将 粉 煤 灰 磨 至 < .5 r . O10 m,然 后 取 a H O2 A 03)砷 酸 ( s ) 砷 酸 根 ( 2s 4、 s 、 s 3) As 3、 s 3 、 一 _ H 0 和 4 HA 0一HA 0 A 0 _等 4 4 50 0g加 入 一 定 浓 度 的 P MD A D A C溶 液 中搅 拌 ,控 制 温 度 为 3 - 5 , 54 ℃ 存 在 形 式 , 中 H s3H2s , A ( I的 主要 存 在 形 式 , 2s 、 其 O 、 A 0一 是 sI) I HA 0 一 搅拌时 间为 2 ,然后将粉煤 灰抽滤 ,放入烘箱 内烘 4 h h 8 ,研磨 制得 H O - AsV) 主要 存 在 形 式 。 As  ̄是 ( 的 由于 含 砷废 水 毒性 大 、 响 范 围 广 、 影 P MDA C改 性 粉 煤 灰 。经 测 定 粉 煤 灰 对 P MD AC的 吸 附量 可 达 D A D A 污 染 时 间 长 、 且 可 以在 生 物 体 内积 累 , 内外 学 者 、 构 在 饮 用 水 含 并 国 机 O.6 / 9 mgg。 砷 处 理 方 面研 究 较 多 , 多 在 p b级 别 研 究 ; 于 大 量 的 工 业 产 生 的 大 p 对 22 实 验 方 法 取 含 砷 废 水 2 m . 5 L置 于 2 0 L 的锥 形 瓶 中 。加 入 一 5m 含 砷 废 水 的研 究 。 来 多 集 中 在 石 灰 中 和法 的研 究 上 , 于 硫 酸 生 产 原 对 定 量 改 性 粉 煤 灰 , 搅 拌 器 上 搅 拌 l m n 取 上 清 液 离 心 分 离 测 定 其 在 O i, 过程 产 生 的 含 砷废 水 的研 究 也 有 了大 量 的报 道 。 规 处 理 方法 分 为 三 常 砷含量 。 类, 即物 理 法 、 化学 法 和 生 化 法 。 目前 , 内外 有 关 处 理 工 业 含 砷 废 水 国 23 结 论 改 性 粉 煤 灰 对 含 砷 工 业 废 水 中 砷 的 吸 附 实 验 结 果 表 明 。 _ 的 几种 常见 方 法 主 要 有 化 学 沉 淀法 、 子 交 换 法 、 分 离 法 、 解 法 、 离 膜 电 在 废 水 p 7的条 件 下 , 性 粉 煤 灰 投 加 质 量 浓 度 为 0 4 gm 吸 附 H= 改 . 8/L, 0 氧化 法 、 体生 物 法 和 吸 附 法 等 。 活 时 间 为 6 ri, 度 为 2 ℃ , 的去 除率 达 9 . 。 0 n温 a 5 砷 03 % 本 文 将对 近 年 来 国 内 报道 的几 种 含 砷 废 水 处理 的方 法 做 以介 绍 。
废水中砷、锑污染物的去除方法研究进展
第49卷第3期2020年3月应用化工Appeoed ChemocaeIndusteyVol.49No.3Mae.2020废水中砷、锑污染物的去除方法研究进展王楠楠,王宁,何世鼎,张茹,常帅帅,王洪波(山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101)摘要:综述了废水中砷、锑污染物的处理方法、作用机理,及各类去除方法的优势和不足。
同时探讨了铁盐类的新型水处理药剂高铁酸盐在去除废水中砷、锑复合污染物方面的优势。
最后对废水中砷、锑污染物的去除方法及进展提出展望,以期为后续研究提供参考。
关键词:砷;锑;化学沉淀;铁盐;高铁酸盐中图分类号:TQ135.3;X703.1文献标识码:A文章编号:1671-3206(2020)03-0719-05Research progress on removal methods of arsenic andantimony pollutants ic wastewaterWANG Nan-nan&WANG Ning&HE Shading&ZHANG Ru&CHANG Shuai-shuai,WANG Hong-do(School of Municipal and Environmental Engineering,Shandong Jianzhu University,Jinan250101,China)Abstract:The treatment methods,the mechanism of arsenic and antimono pdlutants—wastewater were reviewed.The advantages and disadvantages of o/ous remcoyl methods were also discussed.At the sama time, the advantages of fevata, a new water treatment agent of ion salts,—removing arsenic and antimono compound pdlutants from wastewater were discussed.FinO—,the removal methods,the progress of arsenic and antimono pdlutants—wastewater are prospected—order to provide reference for future reseaxh-Key wo's:arsenic;antimono;chemical precipitation;i/n salt;ferate砷、锑均位于元素周期表的第V主族,S2P3外轨道电子构型使它们的某些化合物具有相似的化学性质,常相伴存在。
从含砷废水中除砷工艺研究进展
第42卷第4期(总第190期)2023年8月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .42N o .4(S u m.190)A u g.2023从含砷废水中除砷工艺研究进展何智颖1,袁君帆1,花 超1,潘浩宇1,祝瑞杰1,曹亦俊1,2,李 猛1,2(1.郑州大学化工学院,河南郑州 450001;2.郑州大学关键金属河南实验室,河南郑州 450001)摘要:概述了含砷废水来源及危害,综述了近年来从含砷废水中去除砷的工艺发展研究现状,主要包括吸附法㊁电絮凝法㊁化学沉淀法㊁生物法㊁电化学高级氧化法的优缺点,以期为含砷废水的高效处理提供思路,促进含砷废水脱砷技术的发展㊂关键词:砷;废水;去除;进展中图分类号:X 703;T F 803.25 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2023)04-0330-05D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2023.04.002收稿日期:2022-11-30基金项目:国家自然科学基金青年项目(52004252);河南省重点研发与推广专项(科技攻关)项目(212102310600);郑州大学2022年度大学生创新创业训练计划项目(2022C X C Y 097)㊂第一作者简介:何智颖(2001 ),女,大学本科,主要研究方向为固废资源化㊂通信作者简介:李猛(1988 ),男,博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为固废资源化㊂E -m a i l :l i m e n g u b c @o u t l o o k .c o m ㊂引用格式:何智颖,袁君帆,花超,等.从含砷废水中除砷工艺研究进展[J ].湿法冶金,2023,42(4):330-334.近年来,随着有色金属矿产资源的开发及有色金属的冶炼,产生了大量含砷废水,其中的砷主要以无机砷和有机砷形式存在㊂含砷有机物毒性相对较弱,而含砷无机物较稳定㊁不易分解㊁具有一定毒性,其中,砷氧化物及砷酸盐毒性相对较大[1-3]㊂含砷废水经过生态循环累计会对环境和人体造成危害,因此,采取有效方法去除废水中的砷具有重要意义㊂目前,从含砷废水中去除砷的方法主要有吸附法㊁电絮凝法㊁化学沉淀法㊁生物法和电化学高级氧化法[4-6]㊂本文综述了上述除砷方法的研究进展,并总结了各种方法的优缺点㊂1 含砷废水概述砷大多以硫化物的形式夹杂在金㊁铜㊁铅㊁锌㊁锡㊁镍㊁钴矿中㊂目前,含砷金属矿的开采冶炼是含砷废水的主要来源[7],其中,铅㊁锌冶炼企业产生的含砷废水量最大,铅㊁锌冶炼含砷废水中砷质量浓度分别在0.5~20㊁1~6g /L 范围内[8]㊂此外,农业生产中各种农药㊁含砷肥料㊁工业泥污的使用,以及污水灌溉等过程也会产生一些含砷废水[9],这些含砷废水进入土壤中可能影响植物生长㊂2 含砷废水除砷工艺2.1 吸附法吸附法是通过吸附剂对砷的较强亲和力,把含砷废水中砷离子吸附在吸附剂表面,以实现富集除砷[10]㊂该法主要用于处理砷质量浓度小于0.5m g/L 的含砷废水,通常选择表面积较大㊁吸附性能较强且不易溶解的材料作为吸附剂㊂常用的吸附剂有氧化铝㊁活性炭㊁树脂及复合材料等:氧化铝比表面积较大,吸附基团较多,对砷的吸附能力较强;活性炭具有较多的孔隙结构,比表面积大,对砷的吸附性能较好;树脂是利用离子交换及配合反应除砷;复合材料是通过多种吸附物质协同吸附除砷㊂近些年,有关除砷吸附材料的改进研究较多㊂沈舒雨[11]研究了用离子交换树脂及多孔T i 3S i C 2氧化衍生物从强酸水体中吸附除砷㊂结果表明:多孔T i 3S i C 2氧化衍生物在强酸水体中经过水热处理得到的不同晶型T i O 2对砷吸附能力较弱,经过N a O H 处理后性能有所提高㊂W e iY .F .等[12]Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第42卷第4期何智颖,等:从含砷废水中除砷工艺研究进展研究了将过氧单硫酸盐(P M S )和C u F e 2O 4相结合去除砷㊂结果表明:与C u F e 2O 4相比,C u F e 2O 4/P M S 非匀相吸附材料对砷亲和力和吸附能力都更强;C u F e 2O 4/P M S 对砷的吸附量可达63.9m g /g ,远高于C u F e 2O 4对砷的吸附量(A s (Ⅲ)㊁A s (Ⅴ)分别为36.9㊁45.4m g /g)㊂崔智慧[13]以氧化石墨烯为基体合成磁性纳米氧化石墨烯,并将其负载在砂子上合成新型吸附剂,研究在酸性条件下吸附五价砷㊂结果表明:新型吸附剂对砷的平均吸附量是氧化石墨烯负载砂子的100倍,是纯砂子的20倍㊂P l o y c h o m po o 等[14]利用水热浸渍还原氧化石墨烯(r G O )和采用涂覆双钠石型氧化锰(δ-M n O 2)的铁基金属(拉瓦锡研究所材料:M I L -100(铁))有机框架合成了功能化三元复合材料(M I L -100(F e )/r G O /δ-M n O 2),并用于去除废水中的砷㊂结果表明:A s (Ⅲ)和A s (Ⅴ)分别在40m i n 和120m i n 内达到吸附平衡,吸附后废水中砷质量浓度降至5m g /L ;适宜条件下,A s (Ⅲ)和A s (Ⅴ)的最大吸附量分别为192.67m g /g 和162.07m g /g;此外,该吸附剂在p H 为2~9内稳定性较高,饱和吸附剂吸附 脱附循环5次以上可实现完全再生㊂吸附法具有低成本㊁操作简单㊁吸附量大㊁吸附平衡浓度低㊁吸附剂可再生等优点,但吸附材料循环使用有一定困难,吸附率受其他共存离子干扰较大㊂2.2 电絮凝法电絮凝法是在外加电场的作用下溶解金属电极,金属阳离子在水中聚合形成具有吸附能力的物质,对砷进行吸附絮凝,从而降解去除㊂常用的金属电极为铁和铝㊂Z e l i h a 等[15]研究了铁电极电凝聚法除砷,结果表明:在溶液初始p H=4㊁电流密度0.54m A /c m2㊁搅拌速度150r /m i n 的最优条件下电解30m i n,砷去除率可达99.50%㊂L i S .D.等[16]通过优化硫酸盐氯化物或硫酸盐-碳酸氢盐二元盐水(氯化物或碳酸氢盐作为抗衡离子)中的硫酸盐当量分数(0.97或0.875),在长期耗竭 再生循环操作期间,采用标准阴离子交换树脂(A E R )柱工艺去除含砷溶液(ρ(A s )=110μg /L )中痕量砷㊂结果表明:通过铝/铁基化学混凝或电凝聚工艺均可从富砷的硫酸氯化物或硫酸碳酸氢盐废水中选择性去除砷;采用铁基电凝聚(电极间距离9c m ,0.50m A /c m 2,15m i n )和硫酸盐氯化物二元盐水,砷去除率接近100%,去除效果最佳㊂司艳晓等[17]针对传统电絮凝所存在的曝气增氧㊁电极反应能耗高等关键问题,研究开发了空气阴极,并与铁阳极组成电化学氧化 絮凝协同除砷系统,对比了相同电压下新型电化学氧化 絮凝系统与传统电絮凝系统在砷去除效率㊁能耗上的差异㊂结果表明:电压相同时,空气阴极电絮凝系统的电流密度较传统电絮凝系统要高得多;电压为2.0V 时,空气阴极电絮凝系统对A s (Ⅲ)与总砷的去除反应速率常数约为曝气电絮凝系统的3倍;空气阴极电絮凝无需曝气,与曝气电絮凝相比,可节省50%的电极反应能耗和74%的总能耗㊂电絮凝法设备简单易操作,砷去除效率高,不易造成环境污染;但电溶解性阳极材料消耗极大,运行成本较高㊂2.3 化学沉淀法化学沉淀法是通过加入沉淀剂,使废水中的砷与沉淀剂中的金属离子形成难溶沉淀物,以达到除砷的目的[18-19]㊂砷酸盐溶解度低,而亚砷酸盐溶解度较高,因此,通常需将A s (Ⅲ)氧化成A s (Ⅴ)后再进行化学沉淀㊂陈小凤等[20]研究了不同低溶解度砷酸盐,包括砷酸钙(C a -A s 盐)㊁臭葱石(F e A s O 4㊃2H 2O )㊁砷铝石(A l A s O 4㊃2H 2O ),以及含砷明矾石族矿物(砷黄钾铁矾(K F e 3(S O 4)2-x (A s O 4)x (O H )6)㊁砷钠明矾石(N a A l 3(S O 4)2-x (A s O 4)x (O H )6)的砷浸出特性㊂结果表明:用砷钠明矾石固溶体除砷具有很好的中长期稳定性,pH 在5~8内,砷钠明矾石固溶体的砷质量浓度为0.01~0.1m g /L ,远低于低溶解度砷酸盐(砷酸钙㊁臭葱石㊁砷铝石)的砷质量浓度(5m g/L );用砷钠明矾石固溶体固砷可有效去除废水中的砷㊂应国民[21]研究了用两段石灰中和 洗涤 絮凝沉淀工艺和硫化沉淀工艺去除污酸中的砷㊂结果表明:两段中和后,酸溶液中砷质量浓度由13.69g /L 降至360m g/L ;在S /A s 物质的量比为4.5ʒ1㊁反应时间1h ㊁温度50ħ条件下,硫化沉淀工艺对砷的去除率达79.30%㊂D u n gk a e w 等[22]研究了在诱导砷酸盐结合磷酸钙羟基磷灰石(C a (P /A s )H A p )形成的条件下去除废水中的砷㊂结果表明:砷酸盐能在C a (P /A s )H A p 宿主材料形成时替代一部分磷酸㊃133㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金2023年8月盐,砷去除率高达99%;较高的C a/(P+A s)和P/A s物质的量比对除砷有积极影响,但初始阴离子溶液p H(砷形态形成的关键参数)对砷去除影响甚微㊂化学沉淀法脱砷投资少㊁操作简单,但需妥善处理沉淀物,否则会造成严重的二次污染,深度脱砷也较为困难㊂2.4生物法生物法除砷主要包括微生物氧化法及植物修复法等[23],可用于除砷的微生物包括细菌㊁真菌及藻菌共生体等[24]㊂生物法是利用微生物㊁沉水植物等生物对砷进行吸附㊁积累和转化,进而降低废水中砷的浓度[25]㊂与化学法相比,生物法无需添加化学药剂,且作用时间长㊁经济环保㊂T a k e u c h i等[26]研究发现M.c o m m u n i s菌株在砷质量浓度达5m g/L的培养基中,砷积累可达2290m g/k g,是砷污染水生物修复的潜在候选菌㊂黄雄英[27]研究发现黄青霉菌在溶液p H=5㊁菌体投放量2.1g/L条件下反应96m i n,A s(Ⅲ)去除率达34.3%㊂郭盾[28]研究了库克菌㊁变形菌和芽孢杆菌等的耐砷性能,通过外加砷源筛选出的高耐砷菌的除砷效果,结果表明:高耐砷菌对A s(Ⅲ)具有很高的耐受性,除砷效果较好㊂A b d u r等[29]研究了A s(Ⅲ)和F e(Ⅱ)的生物氧化,通过批量试验评估F e氧化细菌(L e p t o t h r i x s p p.)对A s(Ⅲ)的氧化效果,并用椰子壳支撑介质的固定床下流生物柱,考察了水中A s(Ⅲ)和F e(Ⅱ)的联合去除效果㊂结果表明:氧化和共沉淀过程可将A s(Ⅲ)质量浓度从500μg/L降至10μg/L 以下,水力停留时间为120m i n㊂潘义宏等[30]研究了用沉水植物处理含砷废水㊂金鱼藻㊁黑藻㊁小眼子菜㊁八药水筛分别富集砷后,每种植物体内砷质量分数分别为(150ʃ7.3)㊁(179ʃ35)㊁(92ʃ31)㊁(265ʃ21)m g/k g,这4种沉水植物对砷富集能力较强㊂陈国梁等[31]研究了用苦草富集废水中的砷,结果表明,苦草对砷有较好的富集效果:3d内砷富集系数即可达较大值;第14d砷质量浓度可降至2m g/L,砷富集系数超过200㊂生物法具有成本低廉㊁环境友好㊁修复效果明显等优点,应用广泛[32-33]㊂植物修复要求所选植物对重金属有较高的耐受性,具有分布广泛㊁易于获取及生命力顽强等优点;微生物对外界环境的要求较为严格,导致其实际应用受到制约㊂2.5电化学高级氧化法电化学高级氧化技术是近年来发展较迅速的高级氧化技术之一,可产生具有强氧化能力的H2O2㊁羟基自由基㊁活性氯等强氧化性物种㊂采用该法处理含砷废水时,A s(Ⅲ)可被羟基自由基氧化为低毒性的A s(Ⅴ),进而实现砷的高效转化㊂该法主要分为阳极氧化法㊁电芬顿氧化法及类芬顿法等[34-36]㊂X u eY.D.等[37]采用水热法合成碳基M o S2超薄纳米薄片,制备改性碳毡电极,并将其用作双电子氧化还原反应阴极,氧化去除碱性介质中的A s(Ⅲ)㊂结果表明:M o S2中含有丰富的M o O 键,使双电子氧化还原反应催化性能㊁导电性和亲水性明显增强;M o S2修饰电极在电氧化过程中具有良好的稳定性,A s(Ⅲ)氧化转化率可达99.8%㊂L u oY.等[38]研究了电化学法去除高砷粉煤灰中的砷㊂通过纳米级M o S2/r G O与聚四氟乙烯制备改性复合阴极,利用溶解氧和气态氧进行双电子氧还原反应,协同氧化去除高砷粉煤灰溶液中的A s(Ⅲ)和C r(Ⅲ)㊂结果表明:改性阴极具有较高的催化活性,在电流密度8.41m A/c m2㊁启动电位-0.53V条件下,135m i n后砷去除率为96.1%㊂朱昱还[39]研究了氧化石墨烯负载硫化纳米零价铁(S-n Z V I@G O)去除土壤淋洗液中A s(Ⅲ),结果表明:溶液中的分子氧对S-n Z V I@G O 去除A s(Ⅲ)有显著影响,有氧条件下砷最大吸附量高达444.68m g/g㊁砷去除率为91.2%,远远高于无氧条件砷去除率(44.79%)㊂L iM.等[40]通过添加炭黑和聚四氟乙烯乳液对碳毡阴极进行改性,通过电化学高级氧化法去除废水中的砷㊂结果表明:在N a O H质量浓度75g/L㊁温度25ħ条件下反应90m i n,砷去除率可达98.4%,明显高于碱浸出工艺的砷去除率(80.69%)㊂L a n H.C.等[41]采用静电纺丝方法制备F e C x/N掺杂碳纤维复合材料(F e C x/N C N F s),并用作电芬顿法降解二甲基砷酸盐(D MA)的催化剂和A s(Ⅴ)吸附剂,结果表明:D MA可被F e C x/N C N F s氧化成A s(Ⅴ),反应360m i n后, D MA降解率达96%;最佳试验条件下,溶液中残留A s(Ⅴ)质量浓度低于0.01m g/L的允许限值㊂C h e n M.Q.等[42]研究了F e(Ⅲ)/C a O2芬顿技术同时氧化脱除亚砷酸盐,结果表明:亚砷酸盐㊃233㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.第42卷第4期何智颖,等:从含砷废水中除砷工艺研究进展氧化率可达100%,砷去除率达95.8%,优于传统技术;在p H 为3~9条件下,㊃O H 和1O 2及C a O 2衍生的C a (Ⅱ)对A s (Ⅲ)的氧化均起到重要作用,C a -F e 初生胶体的形成有利于砷的去除㊂Z h a n g P .等[43]研究了负载S n O 2的T i 基T i O 2纳米管(T i /T i O 2N T s /S b -S n O 2)为阳极氧化A s (Ⅲ)的性能和机制,并考察了电絮凝(E C )对总砷的去除效果㊂结果表明:阳极T i /T i O 2N T s /S b -S n O 2对As (Ⅲ)氧化性较好,电化学活性持久;针对含6.67μm o l /L A s (Ⅲ)的废水,在电流50m A 时反应60m i n ,A s (Ⅲ)可完全被氧化为A s (Ⅴ);电流小于30m A 时,电子转移起主要作用,电流大于30m A 时,羟基自由基氧化作用随电流增大而增大;A s (Ⅲ)完全被氧化为A s (Ⅴ)后,通过改变电极极性,在同一反应器中,E C 能高效去除总砷,去除效率随电流增大而升高,阳极氧化在O 2限制条件下可有效提高EC 对废水中A s (Ⅲ)的去除效果㊂3 结束语随着有色金属矿产资源的开采和冶炼,不可避免产生含砷废水㊂目前,从含砷废水中去除砷的方法较多,但各有优缺点㊂吸附法操作简单,吸附量大,但吸附材料的循环使用是难点;电絮凝法除砷操作环境友好,不易造成环境污染,但是能耗高;化学沉淀法除砷价格低廉,但砷的深度脱除有一定困难;生物法除砷对于含砷废水砷浓度适用范围广,可再生利用,但微生物对外界生存环境要求较严格,使应用受到制约;电化学高级氧化技术原位可产生活性氧,能有效避免外加添加剂的污染且砷转化率高,是一种极具潜力的砷脱除方法,建议今后对电化学高级氧化过程中的电极及操作参数进行深入研究,以进一步提高砷的去除率,有效解决含砷废水的砷污染问题㊂参考文献:[1] 罗铭宇,张丽娜,杨海艳,等.废水中砷去除的研究进展与展望[J ].精细化工中间体,2018,48(6):1-5.[2] 肖细元,陈同斌,廖晓勇,等.中国主要含砷矿产资源的区域分布与砷污染问题[J ].地理研究,2008(1):201-212.[3] 袁露成,龚傲,吴选高,等.过渡金属氧化物去除水中砷的研究进展[J ].湿法冶金,2020,39(3):175-181.[4] 廖家隆,张喆秋,陈丽杰,等.含砷废水处理研究进展[J ].有色金属科学与工程,2018,9(1):86-91.[5] 陈芳芳,陈辉.用双氧水氧化 铁盐沉淀法从含砷废水中去除砷试验研究[J ].湿法冶金,2022,41(4):372-375.[6] 刘旭.电絮凝法去除水体中砷的研究[D ].杭州:浙江工业大学,2020.[7] 雷润龙.氧化镁复合吸附剂的制备及其除砷性能研究[D ].武汉:中南民族大学,2021.[8] 闫斐,王雁行,王垂涨.探究铅锌冶炼企业含砷废水的处理技术[J ].皮革制作与环保科技,2022,3(13):133-135.[9] 王瑶瑶,郝毅,张洪,等.珠三角地区大米中的镉砷污染现状及治理措施[J ].中国农学通报,2019,35(12):63-72.[10] 范荣桂,郜秋平,高海娟.吸附法处理废水中砷的研究现状及进展[J ].工业水处理,2013,33(4):10-12.[11] 沈舒雨.应用于酸性水体除砷的吸附材料及性能研究[D ].杭州:浙江工业大学,2019.[12] W E I Y F ,L I U H ,L I U C B ,e ta l .F a s ta n d e f f i c i e n tr e m o v a l o f A s (Ⅲ)f r o m w a t e r b y C u F e 2O 4w i t h p e r o x y m o n o s u l f a t e :e f f e c t s o f o x i d a t i o n a n d a d s o r p t i o n [J ].W a t e rR e s e a r c h ,2019,150:182-190.[13] 崔智慧.磁性氧化石墨烯负载砂子对水中A s (Ⅴ)的动态吸附研究[D ].长沙:湖南大学,2014.[14] P L O Y C H OM P O OS ,C H E NJD ,L U O HJ ,e t a l .F a s t a n de f f i c i e n ta q u e o u sa r s e n i cr e m o v a lb y f u n c t i o n a l i z e d M I L -100(F e )/r G O /δ-M n O 2t e r n a r y c o m p o s i t e s :a d s o r p t i o n pe rf o r m a n c e a n dm e c h a n i s m [J ].J o u r n a l o fE n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s ,2020,91(5):22-34.[15] Z E L I H A C B ,R E C E P B ,E R D E M Y A ,e ta l .E f f e c to fs o m eo p e r a t i o n a l p a r a m e t e r so nt h ea r s e n i cr e m o v a lb y e l e c t r o c o a g u l a t i o n u s i n g ir o n e l e c t r o d e s [J ].J o u r n a lo f E n v i r o n m e n t a l H e a l t h S c i e n c e &E n g i n e e r i n g ,2014,12(1).D O I :10.1186/2052-336X -12-95.[16] L IS D ,Y A N G X Y ,WA N G Z X ,e t a l .E f f e c t s o fc o u n t e r i o n t y p e o n s e l e c t i v e a r s e n i c r e m o v a l p r o c e s s c o m b i n i n g st a n d a r d a n i o ne x c h a n ge r e s i n w i t he l e c t r o c o a g u l a t i o nf o r p o l l u t e dg r o u n d w a t e r [J ].J o u r n a l o f C l e a n e rP r o d u c t i o n ,2023,385.D O I :10.1016/J .J C L E P R O .2022.135762.[17] 司艳晓,徐孝轩,胡家硕.电化学氧化 絮凝系统协同去除水中砷的研究[J ].中国给水排水,2021,37(17):50-56.[18] 刘恒嵩,彭玉玲,林森,等.砷在碱性废水中的存在形式及处理工艺[J ].科技与企业,2014(18):173-174.[19] 谢昊,郭持皓,王含渊.钴溶液硫化沉淀法除砷的热力学研究[J ].中国有色冶金,2013,42(6):64-66.[20] 陈小凤,周新涛,罗中秋,等.化学沉淀法固化/稳定化除砷研究进展[J ].硅酸盐通报,2015,34(12):3510-3516.[21] 应国民.沉淀法脱除污酸中砷的研究[D ].昆明:昆明理工大学,2016.[22] D U N G K A E W W ,H A L L E R K J ,F L O O D A E ,e ta l .A r s e n i c r e m o v a lb yp r e c i p i t a t i o n w i t hc a l c i u m p h o s p h a t e h y d r o x y a p a t i t e [J ].A d v a n c e d M a t e r i a l s R e s e a r c h ,2012,1768.D O I :10.4028/w w w.s c i e n t i f i c .n e t /AM R.506.413.[23] 蒋敏敏,张学洪,张欢,等.砷污染水体的微生物处理机理㊃333㊃Copyright ©博看网. 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含砷的污水处理方法
含砷的污水处理方法一、引言污水中含有砷是一种常见的环境问题,它对人类健康和生态系统造成严重影响。
因此,开发和应用高效的含砷污水处理方法至关重要。
本文将介绍一种基于化学沉淀和吸附的含砷污水处理方法,以解决这一问题。
二、背景砷是一种广泛存在于自然界中的元素,它可以通过矿山排放、冶炼工业废水、农药和化肥使用等途径进入水环境。
砷对人体健康有潜在的危害,包括慢性中毒、癌症和神经系统损害等。
因此,砷的去除和处理成为了环境保护的重要课题。
三、实验方法1. 污水样品采集:从含有砷的污水源头采集一定量的污水样品,并进行初步的预处理,如过滤和调整pH值等。
2. 化学沉淀:将调整后的污水样品与适量的沉淀剂(如铁盐、铝盐等)混合,通过化学反应使砷形成沉淀物。
3. 沉淀分离:将反应后的污水样品进行沉淀分离,可以通过离心、过滤等方法将沉淀物与溶液分离。
4. 吸附处理:将分离后的溶液经过吸附剂(如活性炭、氧化铁等)处理,吸附剂能够吸附砷离子,从而将其从溶液中去除。
5. 滤液处理:将经过吸附处理后的溶液进行滤液处理,去除残余的吸附剂和其他杂质。
6. 消毒处理:对处理后的污水进行消毒处理,以确保其中的细菌和病原体被有效杀灭。
7. 净化处理:对处理后的污水进行进一步的净化处理,以达到排放标准要求。
四、实验结果与讨论经过上述处理方法,含砷污水经过处理后,砷的浓度明显降低,达到了环境排放标准要求。
化学沉淀和吸附方法是一种简单有效的处理方法,能够在较短的时间内去除污水中的砷。
此外,该方法对其他污染物的去除效果也较好,具有较高的综合效益。
五、结论本文介绍了一种基于化学沉淀和吸附的含砷污水处理方法。
经过实验验证,该方法能够有效去除污水中的砷,达到环境排放标准要求。
该方法具有操作简单、处理效果好、成本较低等优点,适用于各类含砷污水的处理。
然而,仍需要进一步研究和优化该方法的工艺参数,以提高处理效率和减少处理成本。
含砷的污水处理方法
含砷的污水处理方法一、引言含砷的污水是一种常见的工业废水,其中砷元素对环境和人体健康都具有严重的危害。
因此,研究和开发高效的含砷污水处理方法对于环境保护和人类健康至关重要。
本文将介绍几种常见的含砷污水处理方法,并对其工作原理、适用范围和效果进行详细阐述。
二、化学沉淀法化学沉淀法是一种常用的含砷污水处理方法。
其基本原理是通过添加化学药剂使砷离子与沉淀剂反应生成难溶的沉淀物,从而达到砷的去除效果。
常用的沉淀剂包括氢氧化铁、硫化铁等。
该方法具有操作简单、成本低廉等优点,但对于高浓度的含砷污水处理效果较差。
三、吸附法吸附法是一种常见且有效的含砷污水处理方法。
其原理是利用吸附剂的特性将砷离子吸附在表面,从而实现砷的去除。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁等。
吸附法具有处理效果好、适用范围广、操作简便等优点,但吸附剂的再生和废弃物处理是一个需要考虑的问题。
四、离子交换法离子交换法是一种常用的含砷污水处理方法。
其基本原理是通过将砷离子与离子交换树脂上的其他离子进行交换,从而实现砷的去除。
离子交换法具有处理效果好、操作简单等优点,但需要定期更换离子交换树脂,并且废弃的树脂处理也是一个需要考虑的问题。
五、生物法生物法是一种新兴的含砷污水处理方法。
其原理是利用特定的微生物将砷离子转化为难溶的沉淀物或者将其还原为无毒的元素砷。
生物法具有处理效果好、对环境友好等优点,但需要一定的培养和维护微生物的条件,并且对于高浓度的含砷污水处理效果较差。
六、电化学法电化学法是一种高效的含砷污水处理方法。
其原理是通过电解污水中的砷离子,使其在阳极或阴极上发生氧化或还原反应,从而实现砷的去除。
电化学法具有处理效果好、操作简便等优点,但设备成本较高,需要定期维护和更换电极。
七、结论综上所述,含砷的污水处理方法有化学沉淀法、吸附法、离子交换法、生物法和电化学法等。
不同的方法适用于不同的情况,选择合适的处理方法需要考虑到污水的砷浓度、处理效果、成本等因素。
半导体生产排放的废气和废水中砷、磷、硫的分析方法研究
半导体生产排放的废气和废水中砷、磷、硫的分析方法研究闻瑞梅;邓守权;张亚峰;范伟
【期刊名称】《重庆环境科学》
【年(卷),期】2003(025)012
【摘要】研究了一种快速、灵敏、可靠的高温氢还原-气相色谱分析方法[1-2],,并自行设计了高温还原系统(还原炉、六通阀等),测定半导体生产排放废气和废水中的砷、磷、硫及其化合物,样品不需预处理,使气相色谱仪能直接测定固、液、气相样品中砷、磷、硫及其化合物的含量.砷、磷、硫的检测限分别为0.01mg/L、
0.003mg/L、0.02mg/L;相对标准偏差分别为6.2%、8.6%和0.3%,与经典方法进行对比,结果基本一致.从分析方法的误差统计角度,也说明该方法准确、可靠.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】闻瑞梅;邓守权;张亚峰;范伟
【作者单位】同济大学,上海,200092;同济大学,上海,200092;同济大学,上
海,200092;同济大学,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】X830.2
【相关文献】
1.半导体生产排放的废气和废水中砷、磷、硫的分析方法研究 [J], 闻瑞梅;邓守权;张亚峰;范伟
2.半导体工业废水、废气中砷、磷、硫、氟、氯及氮氧化物和重金属的综合治理
[J], 闻瑞梅
3.X-荧光光谱法快速分析高炉生铁中硅锰磷硫钒钛砷 [J], 蒲雪芬
4.固相萃取-气相色谱法检测地表水中马拉硫磷、内吸磷和治螟磷 [J], 张文龙
5.环境污染物分析方法十二、砷的测定乙、二乙基二硫代氨基甲酸銀比色法(快速法)(水中砷的测定) [J],
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LED半导体废水分析
LED半导体废水分析
国内LED产业具有广阔的发展前景,LED半导体照明应用,广泛地用于大屏幕显示、交通信号灯、手机背光源等,并开始应用于城市美化亮化、景观灯、地灯、手电筒、汽车用灯、指示牌等特殊照明领域。
LED生产过程中绝大部分废水产生在原材料和芯片制造过程中,分为拉晶、切磨抛和芯片制造,主要含一般酸碱废水、含氟废水、有机废水、氨氮废水等几种水质,在黄绿光晶片制造过程中还会有含砷废水排出。
特点:
LED芯片加工废水特点:主要污染物为LED芯片生产过程中排放的大量有机废水和酸碱废水,另有少量含氟废水。
有机废水主要污染物为醇、乙醇、双氧水;酸碱废水中主要污染物为无机酸、碱等。
LED切磨抛废水特点:主要污染物为大量清洗废水,主要成分为硅胶、弱酸、硫酸、盐酸、研磨砂等。
分类:
一般废水:排放方式均为连续排放,主要指纯水站RO浓缩废水主要污染物为无机盐类,采用生化法去除。
含砷废水:主要来自背面减薄及划片/分割工序,采用化学沉淀法处理。
含氟废水:主要清洗废水中含有HF,使用混凝沉淀去除。
参考资料:广州超禹膜分离技术有限公司整理提供!。
半导体工业废水、废气中砷、磷、硫、氟、氯及氮氧化物和重金属的综合治理
收稿日期 :1999207226 ;修回日期 :1999210231
备 ,力争治理效果好 、技术先进 、投资少. 对从事这方面科技工 作者和保护环境有着极其重要的现实意义.
2 半导体工业废水的治理方法及设备
© 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
第 11 期
闻瑞梅 :半导体工业废水 、废气中砷 、磷 、硫 、氟 、氯及氮氧化物和重金属的综合治理
3
图 3 双塔串联圆柱型吸收塔结构示意图
4 测试结果
Cd (OH) 2 = 515 ×10 - 6 , Cr (OH) 2 = 2 ×10 - 16 , Cr (OH) 3 = 613 ×10 - 81 , Cu (OH) 2 = 2510 ×10 - 20 , Fe (OH) 3 = 312 ×10 - 38 , Fe (OH) 2 = 110 ×10 - 15 , Hg (OH) 2 = 418 ×10 - 26 ,Mn (OH) 2 = 111 × 10 - 13 ,Ni (OH) 2 = 210 ×10 - 15 , Pb (OH) 2 = 115 ×10 - 15 , Sn (OH) 2 = 613 ×10 - 27等 ,都能在碱性溶液中除去 , 以下面的通式表示 M+ n + n (OH) - 1 = M(OH) n ψ
3 半导体工业废气的治理方法及设备
311 废气治理原理 、方法 废气治理原理 、方法 :用化学吸收法 , 在碱性溶液里以氧
化剂作为吸收剂 , 利用中和及氧化还原方法 , 去除废气中的 砷 、磷 、重金属及酸根离子 ,治理后的废气达到国家排放标准 , 处理废气后的废液集中到废水池中统一处理. 通过热力学计 算[4~6 ]工艺尾气中砷 、磷的形态为 AsH3 、As、As2 、As4 及 PH3 、 P、P2 、P4 在废气治理中有代表性的化学反应式如下 : 3AsH3 + 8MnO4 - + OH- = 3AsO43 - + 8MnO2 + 5H2O 3As + 5MnO4 - + 4OH- = 3AsO43 - + 5MnO2 + 2H2O 3As2 + 10MnO4 - + 8OH- = 6AsO43 - + 10MnO2 + 4H2O 3As4 + 20MnO4 - + 16OH- = 12AsO43 - + 20MnO2 + 8H2O 3PH3 + 8MnO4 - + OH- = 3PO43 - + 8MnO2 + 5H2O 3P + 5MnO4 - + 4OH- = 3PO43 - + 5MnO2 + 2H2O 3P2 + 10MnO4 - + 8OH- = 6PO43 - + 10MnO2 + 4H2O
含砷废水处理技术研究进展
含砷废水处理技术研究进展应化0801班200823340130潘登[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%~90% 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。
半导体生产含砷废水处理回用工程
半导体生产含砷废水处理回用工程柳廷龙;肖祥江;单吉云;李苏滨;惠峰;李雪峰;田东;卢纪军【摘要】The four-section combined process,chemical precipitation-electrocoagulation-DAF-membrane separation, has been applied to the treatment of arsenic-containing wastewater. After the raw water ,whose arsenic content is 180-230 mg/L,has been treated by this process,the arsenic content of effluent is reduced to less than 0.03 mg/L, and the removing rate is more than 99.9%. The running result of the project shows that the system runs stably ,and has high treatment efficiency. The produced clear water can be used as circulating cooling water ,lowering the pro-duction cost greatly.%采用沉淀法—电絮凝法—气浮法—膜分离法四段组合工艺对含砷废水进行处理,原水含砷180~230 mg/L,经该工艺处理后出水含砷<0.03 mg/L,去除率>99.9%.工程运行实践证明:该系统运行稳定、处理效果高,产出的清水用作生产用循环冷却水,大大降低了生产成本.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】3页(P96-98)【关键词】含砷废水;回用;半导体材料【作者】柳廷龙;肖祥江;单吉云;李苏滨;惠峰;李雪峰;田东;卢纪军【作者单位】云南中科鑫圆晶体材料有限公司,云南昆明650503;云南中科鑫圆晶体材料有限公司,云南昆明650503;云南中科鑫圆晶体材料有限公司,云南昆明650503;云南中科鑫圆晶体材料有限公司,云南昆明650503;云南中科鑫圆晶体材料有限公司,云南昆明650503;云南中科鑫圆晶体材料有限公司,云南昆明650503;云南中科鑫圆晶体材料有限公司,云南昆明650503;云南中科鑫圆晶体材料有限公司,云南昆明650503【正文语种】中文【中图分类】X703砷化镓(GaAs)是目前最成熟的化合物半导体材料之一,广泛运用于高频及无线通讯领域。
含砷废水处理研究进展_含砷废水
《含砷废水处理研究进展_含砷废水》摘要:本文通过对含砷废水的传统处理方法如物化法和化学法进行系统论述,找出其存在的问题,详细考察微生物法处理含砷废水的研究进展,旨在为进一步发展活性污泥法处理含砷废水的处理技术提供重要的参考依据,1化学法处理含砷废水处理含砷废水,目前国内外主要有中和沉淀法、絮凝沉淀法、铁氧体法、硫化物沉淀法等,适用于高浓度含砷废水,生成的污泥易造成二次污染,2物化法处理含砷废水物化法一般都是采用离子交换、吸附、萃取、反渗透等方法除去废液中的砷摘要:含砷废水的传统处理方法,如物理法和化学法的不足之处在于费用高,二次污染大,工程化程度小。
微生物法在含砷废水处理方面的研究取得了显著进展,研究成果已投入工程应用。
本文认为活性污泥法对含砷废水的处理有着广阔的应用前景。
随着冶金和化工等行业发展以及贫矿的开发,砷伴随主要元素被开发出来,进入废水中的砷数量相当大[1]。
据1995年中国环境状况公报报道,95年砷排放量达到1084吨,比94年增长4.4%,1996年中国环境状况公报报道,96年砷排放量达到1132吨,比95年增长4.2%。
含砷废水有酸性和碱性,当中一般也含有其它重金属离子。
砷与铅等共同作用会使废水的毒性更大,国内外都曾发现废水中砷的中毒事件[2]。
含砷废水中砷的存在形态受pH的影响很大,在中性条件下,可溶砷的数量达到最大,随着pH的升高或降低其溶解的数量都将降低。
pH为5.0时,溶液中砷主要以无机砷的形态存在,当pH为6.5时,有机砷为其主要存在形态[3]。
但由于含砷废水的来源并不单一,其成分也是复杂多变的。
含砷废水的处理在六十年代就已得到世人的关注。
如能回收利用则不仅可解决了砷对环境的污染问题,而且经济效益显著,节约资源。
目前,比较系统的处理方法有化学沉淀法、物理法以及新兴的、最具发展前途的微生物法。
本文通过对含砷废水的传统处理方法如物化法和化学法进行系统论述,找出其存在的问题,详细考察微生物法处理含砷废水的研究进展,旨在为进一步发展活性污泥法处理含砷废水的处理技术提供重要的参考依据。
含砷废水处理研究现状
含砷废水处理研究现状作者:专业:摘要:水中砷含量超标给人类造成了较大的危害,本文总结了近些年来含砷废水的处理方法及发展状况,以及各种除砷技术的优缺点。
关键词:含砷废水;沉淀;吸附;生物法除砷近年来,随着矿冶、皮革、陶瓷、农药等行业的快速发展,水环境中砷的污染日益严重,近来报道的昆明阳宗海事件,既是矿冶造成阳宗海水体砷浓度呈上升趋势,水质由Ⅱ类急剧下降为劣V类,使当地2.6万人的生活用水一度受到威胁。
在自然界中,砷存在四种形态(一III,0,+III,+V)。
在水中,砷的存在形态受pH的影响较大,主要以亚砷酸盐和砷酸盐存在,砷的毒性高度地仰赖它的存在形态,亚砷酸盐的毒性是砷酸盐毒性的25~60倍总的来说砷化物毒性顺序为H As>无机砷化物(+III) >有机砷化(+III) >无机砷化物(+V) >有机砷化物(+V)¨。
砷是人体非必须元素,它的化合物多有毒,关于砷引起的黑足病、角质化等皮肤病以及癌症等,在美国、德国、日本、阿根廷、孟加拉以及新疆、内蒙等国家和地区都有报道,砷污染已成为全球性问题¨’为此,世界各国对水中砷含量制定了严格限定标准;我国颁布的饮用水新标准,已将砷含量从0.05 mg/L提高到0.01 mg/L 以下,污水综合排放标准规定为0.5 mg/L j。
我国仍有近3×10~ 5×10 人饮用水砷含量超标,因此,深度除砷已成为急待解决的问题。
目前,国内外较多的科学家都在致力于水中砷的去除研究,主要的除砷方法可分为化学法、物理化学法和生物法。
本文把近年来除砷的方法或技术总结概况如下。
1 化学法目前国内外处理水中砷的化学方法主要是沉淀法,包括热沉淀法、絮凝沉淀法、铁氧体法等。
常用的沉淀剂有铁盐、铝盐、钙盐、石灰水、硫化物等。
它们的共同特点是在水体中均可以与砷酸根形成硫化砷或砷酸盐沉淀过滤除去。
Jiang 报道了采用FeC1 去除水中的砷,最佳pH是7,As¨的存在严重干扰As¨的去除;Bohroand Merkl 报道了用0.09 mmol/L Fe“处理300g/L含砷废水的去除率达95%,而同样的“仅能处理50%~60%的As¨。
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+ 3OH
因为在综合处理后 , 废水中的含砷量非常低 ( < 50 ppb) , 较难以检测到 , 所以本实验
采用双道原子荧光法来测定处理后的水中的砷浓度, 其工作条件见表 1, 工作数据和工作曲线分别见表 2 和
双道原子荧光工作条件
B 道灯电流 / mA 0 屏蔽气流量 / ( mL min- 1 ) 800 S td Curve 观侧高度 / mm 8 测量方法 读数方式 Peak A rea 读数时间 /s 7 3 延迟时间 /s 2 测量重复次数
韩利军, 崔育倩, 骆德馨, 余季金, 马玉新
( 青岛大学环境科学系, 山东 青岛 266071) 摘要: 砷、 镓、 铟等有毒重金属元素作为半导体工业的主要原料, 在加工使用过程中部分 被当作废弃物而排放到工业废水中 , 如果这些废水不经处理就直接排放到环境当中去就 会污染自然环境 , 给动植物以及人类造成危害。利用氢氧化钙和硫酸铁作为混凝剂对原 始废水进行混凝沉淀 , 用膨润土、 活性炭和有机剂作为吸附剂对沉淀后的上清液进行吸附 沉淀等方法 , 对半导体工业废水中的砷作了有效去除的研究 , 并得到了相关方法的除污效 率, 在进行最佳化组合以后, 得到了经济且有效的去除方法和药剂组合。 关键词 : 砷; 吸附; 混凝沉淀 ; 镓; 铟 中图分类号 : X703 文献标识码 : A
残余 As 浓度 / ( g L - 1) 4. 7 8. 8 12. 9 17. 1 21. 4 25. 9
对表 5 中的数据 , 运用 Langmuir 等温吸附曲线加以计算 , 即 C/ X = 1/ ( K X m ) + C/ X m 其中, X 为吸附容量, X m 为最大吸附容量 , C 为平衡浓度, K 为 常数。
- 1
Ca( OH) 2 / ( 10
- 2
Fe2 ( SO 4 ) 3 ( 30 % )
- 1
处理后 pH 7. 0 8. 5 10 7. 2 8. 3 9. 8
)
g mL
)
/ ( 10
- 2
mL mL 1 1 1 1 1 1
- 1
)
)
0. 2 0. 3 0. 4 0. 2 0. 3 0. 4
1. 5 5. 8 18. 8 9. 0 41. 1 175. 3
g mL
) / ( 10
- 2
mL mL
- 1
)
100 100 100 100 100 100 100 100 100
0. 025 0. 050 0. 075 0. 100 0. 125 0. 150 0. 175 0. 200 0. 225
0. 125 0. 250 0. 375 0. 500 0. 625 0. 750 0. 875 1. 000 1. 125
( 美国 HP 分析测试仪器有限公司 ) 。 pH : 6. 5~ 8. 5; 膨润土 : H 型 ( 山东潍坊产) ; 活性炭: ST R 型 ( 河北石家庄产) ; 石灰: 分析纯 ( 上海产 ) ; 氢氧化 铁: 分析纯 ( 河南产) 。 1. 2 方法 1) 氧化 下
[ 2- 3]
因为 As( V) 去除率比 As( III) 高 30 % , 所以实验第一步先将废水中的 As( III) 氧化成 As( V) 。
90 零[ 1112]
青岛 大学学报 ( 工程技术 版)
第 19 卷
。也就是说 , 对于处理 100 mL 的含 As 100 mg / L 的废水, 用 0. 2 g Ca( OH ) 2 和 1. 0 mL Fe 2 ( SO4 ) 3
( 30 % ) 将会达到最佳效果。 2. 3 膨润土的除砷效率测定 为了测定膨润土的除砷效率, 本文运用 L ang muir 等温吸附曲线来估算膨润土的饱和吸附浓度。加 1 g 膨润土于 100 mL 不同浓度的模拟废水 ( 5~ 60 mg / L ) 中, 在室温下搅拌 60 m in, 然后对废水中残余的砷进行 检测 , 其结果见表 5 所示。
其中, 标准溶液的 荧光强 度值为 减去 空白 溶液 荧光 强度值 后的 差值 , 工 作曲 线的各 项指 标为 r = 0. 999 8, a = 12. 081 0, b = 6. 427 5 。图 1 中的线性方程为 If = 12. 081 0 C + 6. 427 5。
2 结果与分析
2. 1 废水 pH 值对除砷的影响 为了检测 pH 值的影响 , 实验应用了不同比例的 Ca( OH ) 2 和 Fe2 ( SO4 ) 3 ( 30 % ) , 以及相同量的膨润土、 活性炭和有机吸附剂 ( 膨润土 B, 活性炭 AC, 有机吸附剂 OA) 来组成不同的配比组合, 不同 pH 值下 的除砷效率见表 3 和图 2 所示。
表1
实验室温度 / 18 实验室温度 / 30 负高压 PM T /V 270 加热温度 / 200
3+ 3+ 2+ 3-
Ca 3 ( AsO4 ) 2 3CaSO4 FeAsO 4 Ga( OH) 3 In( OH ) 3 + F e( OH ) 3 + 3OH -
( 3) ( 4) ( 5) ( 6) ( 7)
制备合成半导体的主要原料砷、 镓、 铟等元素 , 在切割、 蚀刻、 研磨过程中会随冲洗水排入工业废水中 , 使 产生的废水具有高毒性。如果这些废水不经处理直接排放到环境中去, 就会污染环境, 严重威胁人类和动植 物的生存[ 1] 。因此本实验的主要目的就是最大限度的降低废水中砷及其他重金属的浓度。国际上对废水 及饮用水中的砷去除方法主要有: 混凝、 沉淀、 吸附、 生物降解、 电渗析、 反渗透等 , 但是没有同时把几种方法 进行结合以后来使用。混凝、 吸附和沉淀是最为普遍应用的方法 , 也是在经济上最节约的方法。本实验主要 采用了混凝、 沉淀作为除砷的主要方法 , 有机地结合吸附方法, 在综合处理后, 废水中砷等重金属元素的质量 浓度在 50 g/ L 以内 , 达到了农业灌溉水的标准甚至饮用水的标准。
收稿日期 : 2003 10 08 作者简介 : 韩利军 ( 1980 ) , 男 , 山东潍坊人 , 在读研究生 , 主要研究方向为水污染工程处理。
88
青岛 大学学报 ( 工程技术 版)
第 19 卷
殊[ 4- 5] , 所以对砷有较好的吸附能力, 同时 , 膨润土在国内因产量大价格较便宜。实验所选用的膨润土对砷 的饱和吸附量为 5. 09 mg / g 。活性炭是一种非常有效的吸附剂 , 实验所选用的活性炭对砷的最大吸附容量 为 18. 3 mg / g 。实验中所用的有机吸附剂的饱和吸附容量是 21. 2 mg / g 。 3) 混凝沉淀 在混凝 沉淀过程中 , 因为 Ca3 ( AsO4 ) 2 3H 2 O ( 溶解度 0. 013 mg / L ) , Ca 3 ( AsO 4 ) 2 Ca ( OH) 2 ( 溶解度 0. 002 3~ 0. 004 8 mg / L ) , F eAsO 4 2H 2 O ( 不溶 ) , Ga( OH ) 3 ( 不溶 ) 和 In( OH ) 3 ( 不溶) 都是 基本上不溶于水的物质, 所以选用 Ca( OH 2 ) 和 Fe 2( SO 4 ) 3 作为混凝剂。其工作原理如下 [ 6- 8] : 3Ca + 2AsO 4 3Ca( OH ) 2 + F e2 ( SO4 ) 3 AsO4 3- + F e( OH ) 3 Ga + 3OH In 4) 分析测试方法 图 1。
1 材料与方法
1. 1 材料 1) 仪器 2) 废水 双道原子荧光光度计 ASF- 920( 北京吉大小天鹅仪器有限公司) ; 原子吸收光度计 AA- 70 模拟废水 , 其中各污染元素的含量分别是 As: 1~ 100 mg / L , Ga: 20 mg / L, In: 120 mg / L;
第1期
韩利军 , 等: 半导体工业废水中除砷的研究
表3
原始 A s 浓度 / ( mg L 1 1 1 100 100 100
- 1
89
不同 pH 值下的除砷效率
吸附剂 / ( 10- 2 g mL - 1 ) B 0. 35 0. 35 0. 35 0. 35 0. 35 0. 35 OA 0. 05 0. 05 0. 05 0. 05 0. 05 0. 05 AC 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2 残余 A s 浓度 /( g L
表5
原始 A s 浓度 / ( mg L - 1 ) 5 10 15 20 25 30
膨润土的除砷效率测定
原始 A s 浓度 / ( mg L - 1 ) 35 40 45 50 55 60 残余 A s 浓度 / ( g L - 1) 30. 5 35. 1 40. 2 44. 9 49. 9 54. 8
图2
不同 pH 值下的除砷效率对照
如果 Ca( OH) 2 加的过量 ( 即 Fe2 ( SO4 ) 3 ( 30 % ) 不能完全把废水中的 Ca( OH ) 2 反应掉 ) , 处理后的废水的 pH 将会随着 Ca( OH) 2 的量的增加而升高。从表 3 中可以看出, 高 pH 对除砷是不利的。主要是因为过量的 OH 将会取代 AsO4 , 并且使 AsO 4 2. 2
但在自然条件下 , 靠空气中的氧气来氧化非常慢, 所以采用高锰酸钾 ( KM nO4 ) 来进行氧化。其氧化原理如 : AsO3 + MnO 4 As3- + M nO4 2) 吸附
3-
AsO 4 + M nO2 AsO34 + 验采用 膨润土、 活 性炭和有机吸 附剂对废水中 的砷进行吸附。膨润土因其 晶格结构特
图 3 Ca( OH) 2 和 Fe2( SO4) 3 的除砷效率变化图
从表 4 可以看出 , 随着加入的混凝沉淀剂的量的增加, 除砷的效率也随之提高。但是当混凝沉淀剂的量 增加到 Ca( OH) 2 为 0. 2 g/ 100 mL, Fe2 ( SO4 ) 3 ( 30 % ) 为 1. 0 mL / 100 mL 时 , 废水中残余砷的量将不会再有 大的变化。当废水中的砷残 余量非常小时 , 只有 无限增大 除砷剂的 用量才会 将残余的 砷含量降 到将近