砷和含砷废水更新时间:09-1-5 13:59砷在地壳中含量并不大,但是它在自然界中到处都有。
砷在地壳中有时以游离状态存在,不过主要是以硫化物矿的形式存在如雌黄(As2S3)、雄黄(As2S2)和砷黄铁矿(FeAsS)。
无论何种金属硫化物矿石中都含有一定量砷的硫化物。
砷的硫化物矿自古以来被用作颜料和沙虫剂、灭鼠药。
硫化合物具有强烈毒性,砷和它的可溶性化合物都有毒。
砷作合金添加剂生产铅制弹丸、印刷合金、黄铜(冷凝器用)、蓄电池栅板、耐磨合金、高强结构钢及耐蚀钢等。
黄铜中含有重量砷时可防止脱锌。
高纯砷是制取化合物半导体砷化镓、砷化铟等的原料,也是半导体材料锗和硅的掺杂元素,这些材料广泛用作二极管、发光二极管、红外线发射器、激光器等。
砷的化合物还用于制造农药、防腐剂、染料和医药等。
用于制造硬质合金;黄铜中含有微量砷时可以防止脱锌;砷的化合物可用于杀虫及医疗。
砷和它的可溶性化合物都有毒。
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。
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。
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。
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。
砷污染及砷污染的来源砷污染是指由砷或其化合物所引起的环境污染。
砷和含砷金属的开采、冶炼,用砷或深化合物作原料的玻璃、颜料、原药、纸张的生产以及煤的燃烧等过程,都可产生含砷废水、废气和废渣,对环境造成污染。
大气含砷污染除岩石风化、火山爆发等自然原因外,主要来自工业生产及含砷农药的使用、煤的燃烧。
采矿、冶炼的废渣,冶金、化工、农药、染料和制革等的工业废水和地热发电厂的废水中均含砷,被砷污染的河水,会降低生化需氧量。
含砷废水、农药及烟尘都会污染土壤。
砷在土壤中累积病由此进入农作物组织中。
砷对农作物产生毒害作用最低浓度为3mg/L,对水生生物的毒性亦很大。
砷和砷化物一般可通过水、大气和食物等途径进入人体,造成危害。
元素砷的毒性极低,砷化物均有毒性,三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强。
我国规定居民区大气砷的日平均浓度为3μg/m3,饮用水中砷最高容许浓度为0.04mg/L,地表水包括渔业用水为0.04mg/L。
在环境化学污染物中,砷是最常见、危害居民健康最严重的污染物之一。
特别是随着现代工农业生产的发展,砷对环境的污染日趋严重。
砷污染的主要来源为:(1)砷化物的开采和冶炼。
特别是在我国流传广泛的土法炼砷,常造成砷对环境的持续污染;(2)在某些有色金属的开发和冶炼中,常常有或多或少的砷化物排出,污染周围环境;(3)砷化物的广泛利用,如含砷农药的生产和使用,又如作为玻璃、木材、制革、纺织、化工、陶器、颜料、化肥等工业的原材料,均增加了环境中的砷污染量;(4)煤的燃烧,可致不同程度的砷污染。
砷污染事件更新时间:09-4-8 09:41砷污染中毒事件(急性砷中毒)或倒置的公害病(蔓性砷中毒)已屡见不鲜。
如在英国曼彻斯特因啤酒中添加含砷的糖,造成6000人中毒和71人死亡。
日本森永奶粉公司,因使用含砷中和剂,引起12100多人中毒,130人因脑麻痹而死亡。
典型的慢性砷中毒在日本宫崎县吕久砷矿附近,因土壤中含砷量高达300~838mg/kg,致使该地区小学生慢性中毒。
日本岛根县谷铜矿山居民也有慢性中毒患者。
最近两年,国内的砷污染事件频发,已引起业内广大人士的极大重视。
近两年国内比较严重的砷污染事件有:1.06年湖南省岳阳县饮用水源遭到河流上游3家化工厂的工业污水“日常性排放”造成的砷污染,导致县城8万多居民饮水困难。
2.2007年年底贵州省独山县瑞丰矿业有限公司将1900吨含砷废水直接排入都柳江,造成下游群众饮水危机,17人出现不同程度的砷中毒。
环保部门认定这起环境污染事件性质恶劣,相关负责人已被公安部门刑事拘留。
3.08年10月3日,河池市金城江区东江镇加辽社区下伦屯、江叶屯部分村民出现疑似砷中毒症状。
初步断定,这起砷污染事件是柳州华锡集团金海冶金化工分公司排放的废水砷含量超标、污染村民饮用水所致。
广西河池砷污染事件累计致450人尿砷超标,4人轻度中毒,5名领导干部被免职。
4.08年9月20日,相关工作人员乘船考察阳宗海水质情况。
云南“九大高原湖泊”之一、连续6年水质保持优良的阳宗海近日出现砷含量超标,水体严重污染已经降为劣五类水质。
2008年6月,环保部门监测到阳宗海水体砷浓度出现异常波动,经初步确定,阳宗海水体砷污染主要来源是云南澄江锦业工贸有限公司。
据了解,该公司违反国家有关规定,未建生产废水处理设施,大量含砷废水在厂内循环,由于没有进行防渗处理,多年积累的砷污染物逐步渗漏释放,污染地下水,导致阳宗海水体严重污染。
目前云南省已经采取积极措施处理该事件,但阳宗海水质要恢复到Ⅲ类至少需要三年时间。
含砷废水处理的方法目前含砷废水的处理技术主要分为化学法、物化法和生化法三大类。
化学法包括化学沉淀法、絮凝沉淀法等;物化法包括:离子交换法、膜法、电渗析法、光催化氧化法、吸附法等;生化法包括:微生物胞外转化法、植物吸收法、微生物胞内转化法、微生物死细胞吸附法等。
传统的方法处理处理含砷废水主要用化学沉淀法,根据具体的情况又可分为砷酸钙法和硫化砷法。
砷酸钙法是用石灰、铁盐、高分子絮凝剂使砷与这些物质作用发生中和脱砷、吸附等反应,并发生架桥、共沉淀效应,使砷从废水中去除。
有关的反应式主要有:3Ca(OH)2 + 2H3AsO3 =Ca3(AsO3)2 + 6H2O3Ca(OH)2 + 2H3AsO4 =Ca3(AsO4)2 + 6H2O此法简单廉价,得到了广泛的应用,目前国内大多数企业采用预氧化—石灰—铁盐混凝除砷法,产生的含砷化合物无法利用,长期堆存很容易对环境造成二次污染。
硫化砷法是往含砷废水中加入可溶性硫化物,使砷与硫离子结合生成沉淀。
但传统的含砷废水的处理方法往往有这样那样的缺点,随着废水来源的复杂化和多样化以及厂家更高的要求,含砷废水的处理方法也日趋多样化。
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。
在化学法方面的研究已经比较成熟,很多人曾在这方面做了深入的研究。
中和沉淀法作为工程上应用较广的一种方法,很多人在这方面作了深入的研究,机理主要是往废水中添加碱(一般是氢氧化钙)提高其pH,这时可生成亚砷酸钙、砷酸钙和氟化钙沉淀。
这种方法能除去大部分砷和氟,且方法简单,但泥渣沉淀缓慢,难以将废水净化到符合排放标准。
絮凝共沉淀法,这是目前处理含砷废水用得最多的方法。
它是借助加入(或废水中原有)Fe3+、Fe2+、Al3+和Mg2+等离子,并用碱(一般是氢氧化钙)调到适当pH,使其形成氢氧化物胶体吸附并与废水中的砷反应,生成难溶盐沉淀而将其除去。
其具体方法有,石灰-铝盐法、石灰-高铁法、石灰-亚铁法等。
铁氧体法,在国外,自70年代起已有较多报道,工艺过程是在含砷废水中加入一定数量的硫酸亚铁,然后加碱调pH至8.5-9.0,反应温度60-70℃,鼓风氧化20-30分钟,可生成咖啡色的磁性铁氧体渣。
赵宗升曾从化学热力学和铁砷沉淀物的红外光谱两个方面探讨了氧化铁砷体系沉淀除砷的机理,发现在低pH值条件下,废水中的砷酸根离子与铁离子形成溶解积很小的FeAsO4,并与过量的铁离子形成的FeOOH羟基氧化铁生成吸附沉淀物,使砷得到去除。
马伟等报道,采用硫化法与磁场协同处理含砷废水,提高了硫化渣的絮凝沉降速度和过滤速度,并提高了硫化剂的利用率。
研究发现经磁场处理后,溶液的电导率增加,电势降低,磁化处理使水的结构发生了变化,改变了水的渗透效果。
化学沉淀法作为含砷废水的一种主要处理方法,工程化比较普遍,但并不是采用单一的处理方式,而是几种处理方式的综合处理,如钙盐与铁盐相结合,铁盐与铝盐相结合等等。
这种综合处理能提高砷的去除率。
但由于化学法普遍要加入大量的化学药剂,并成为沉淀物的形式沉淀出来。
这就决定了化学法处理后会存在大量的二次污染,如大量废渣的产生,而这些废渣的处理目前尚无较好的处理处置方法,所以对其在工程上的应用和以后的可持续发展都存在巨大的负面作用。
物化法处理含砷废水更新时间:09-1-5 15:14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。
物化法大都是些近年来发展起来的较新方法,实用的尚不多见,但是有众多学者在这方面做了深入的研究,并取得了显著的成果。
陈红等曾利用MnO2对含As(III)废水进行了吸附实验,结果表明,MnO2对As(III)有着较强的吸附能力,其饱和吸附量为44.06mg/g(δ-MnO2)和17.9 mg/g(ε-MnO2),阴离子的存在使MnO2吸附量有所下降,一些阳离子(如Ga3+、In3+)可增加其吸附量,吸附后的MnO2经解吸后可重复使用。
胡天觉等报道,合成制备了一种对As(III)离子高效选择性吸附的螯合离子交换树脂,用该离子交换柱脱砷:含As(III)5 g/L的溶液脱砷率高于99.99%,脱砷溶液中砷含量完全达标,而且离子交换柱用2mol/L的氢氧化钠(含5% 硫氢化钠)作洗脱液洗涤,可完全回收As(III)并使树脂再生循环利用。
刘瑞霞等也曾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。
实验表明该纤维具有较好的动态吸附特性,30mL 0.5mol/L 氢氧化钠溶液可定量将96.0 mg/g吸附量的砷从纤维上洗脱。
另外,还有不少人作了用钢渣、选矿尾渣、高炉冶炼矿渣等废渣处理含砷废水的研究,取得了不错的成果。
但由于物化法只能处理浓度较低,处理量不大,组成单纯且有较高回收价值的废水,而工业废水的成分较复杂,所以物化法的工程化程度较低。
离子交换法处理含砷废水更新时间:09-1-5 15:46离子交换法是通过离子交换剂上的离子与水中离子交换以去除水中阴离子的方法。
离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。