CN110921935A - 一种含有机砷废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有机砷废水的处理方法，包含以下步骤：(1)在含有机砷废水中加入次氯酸钠，调节溶液pH为6.5～7.5；(2)对步骤(1)中的废水进行紫外光照射处理；(3)在步骤(2)处理后的废水中加入铁离子溶液，控制pH为6.5～7.5，搅拌混合均匀；(4)过滤除去滤渣，得处理后的有机废水。本发明所述含有机砷废水的处理方法采用次氯酸钠和紫外光结合降解，可以节约氧化剂的投入量并提高降解速率，然后在光照后的溶液中加入铁离子吸附去除无机砷，过滤处理即可实现废水中有机砷的处理。本发明所述方法的用药量少且处理率高，效果稳定，可在短时间内将废水中98％以上的有机砷吸附去除。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，具体涉及一种含有机砷废水的处理方法。
背景技术
砷是一种类金属元素，广泛存在于地壳中，属于1类致癌物质，常见的砷化合物包括亚砷酸、砷酸、亚砷酸盐、砷酸盐、甲基苯砷酸、苯砷酸类以及砷的氢化物等。通常认为，砷的生态毒性与其存在的价态有关系，如单质砷几乎无毒，而砷的氧化物及其盐类大多具有剧毒。在水环境中，无机砷主要为三价砷(As(III),亚砷酸盐)和五价砷(As(V)，砷酸盐)，地下水中的As(III)往往占总砷的67～99％以上，而且As(III)的毒性较As(V)高60倍，同时在中性pH时，As(III)主要以分子态(H3AsO3)的形式存在，不易被去除。人类活动是环境中砷污染的主要来源，砷化合物在工业生产过程中被广泛应用，如采矿熔炼，化石燃料的燃烧，使用含砷的杀虫剂、除草剂、饲料添加剂和防腐剂，废水排放与废渣堆放等。在这些工业生产过程中会释放大量的砷进入环境中。此外，砷在农业生产中的利用也很广泛，有机砷农药、家禽饲料添加剂等的过量使用，造成土壤与水环境中砷的大量积累，砷在水体中的积累不仅对水生动植物产生巨大影响，同时，可能通过食物链富集作用间接地进入人体，并对人体健康造成威胁。我国新疆、内蒙古、宁夏、陕西、吉林、贵州、青海等地的一些城市都不同程度地存在着饮用水中砷超标的问题。而且近些年来，我国水环境中砷污染日益严重，如云南阳宗海砷污染事件，直接导致人的身体健康受到为危害，严重威胁到公共卫生安全，产生较大的社会影响。长期饮用砷超标的水，将可能导致皮肤色素沉积、皮肤癌、皮肤角质化、肝癌、心血管疾病等一系列问题。基于砷的毒性和环境安全性，我国对饮用水中砷的浓度做了一定的限制，《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定砷浓度的限值为10μg/L。
目前，水体中去除有机砷的方法主要有：吸附法与一些高级氧化法包括UV/H2O2、UV/TiO2、UV/O3、Fenton氧化法等。这些方法或成本较高，或工艺、结构复杂，操作难度大，或需要在极酸条件下反应，要求苛刻；或去除效率低，反应时间长。没有可以同时满足经济、高效、普适、操作简便这一系列特点的除砷技术工艺。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种含有机砷废水的处理方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种含有机砷废水的处理方法，包含以下步骤：
(1)在含有机砷废水中加入次氯酸钠，调节溶液pH为6.5～7.5；
(2)对步骤(1)中的废水进行紫外光照射处理；
(3)在步骤(2)处理后的废水中加入铁离子溶液，控制pH为6.5～7.5，搅拌混合均匀；
(4)过滤除去滤渣，得处理后的有机废水。
废水中有机砷的降解和去除路线如附图1所示，先采用在废水中投加次氯酸钠作为氧化剂，在紫外光照射下，次氯酸的产生的自由基对有机砷的降解更为有效，时间短，使氧化剂投加量较小，次氯酸钠的摩尔吸光系数和量子产率分别为59M-1cm-1和1.0mol/Einstein，而过氧化氢的摩尔吸光系数和量子产率分别为19M-1cm-1和0.5mol/Einstein。因此，采用次氯酸钠和紫外光结合降解的方法可以节约氧化剂的投入量并提高降解速率。然后在光照后的溶液中加入铁离子吸附去除无机砷，过滤处理即可实现废水中有机砷的处理。
具有显著的经济性、普适性、高效性以及操作简单等特点。本技术所采用的原料，均为廉价易得的材料，次氯酸钠常用于水的净化，以及作消毒剂、制浆漂白等。铁盐常用于自来水、工业给水的净化处理，是一种能完全可以满足国家新的饮用水卫生规范需求的首选药剂，同时在处理各种工业废水、生活污水方面，按其性价比，在绝大部分水体中要优于传统的铝盐药剂。与单纯吸附法相比，本发明所述方法的用药量少且处理率高，效果稳定，可在短时间内将废水中98％以上的有机砷吸附去除。
优选地，所述紫外光的波长200～275nm。紫外光波长影响降解效果和效率，在该波长段时，有利于次氯酸自由基的产生，降解效果较好，降解效率较高。更优选地，所述紫外光的波长为254nm。
优选地，所述光照时间为0.5～12h。采用次氯酸和紫外光联合的方法可以节省降解时间，具体的光照时间可以根据废水中有机砷的浓度而定。
优选地，步骤(4)中，所述过滤处理为采用孔径为0.2～0.25μm的亲水性醋酸纤维膜过滤。
优选地，所述次氯酸钠的加入摩尔量与废水中有机砷的摩尔量之比为：次氯酸钠：废水中有机砷＝10～30:1。
优选地，所述铁离子溶液为三价铁离子或亚铁离子；所述铁离子的加入摩尔量与废水中有机砷的摩尔量之比为：铁离子：废水中有机砷＝10～20:1。
优选地，步骤(3)中，所述搅拌处理的时间为5～60min。具体的处理时间可以根据废水中有机砷的浓度而定。
优选地，步骤(2)中，紫外光照射处理的同时还包括对废水进行搅拌的步骤。搅拌可以使反应更为迅速充分。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种含有机砷废水的处理方法。本发明所述含有机砷废水的处理方法采用次氯酸钠和紫外光结合降解，可以节约氧化剂的投入量并提高降解速率，然后在光照后的溶液中加入铁离子吸附去除无机砷，过滤处理即可实现废水中有机砷的处理。本发明所述方法的用药量少且处理率高，效果稳定，可在短时间内将废水中98％以上的有机砷吸附去除。
附图说明
图1为废水中有机砷的降解和去除路线。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述含有机砷废水的处理方法的一种实施例，本实施例所述有机砷废水的处理方法包含以下步骤：
(1)在含5μmol/L洛克沙胂(ROX)废水中加入次氯酸钠，使次氯酸钠的初始浓度为100μmol/L，调节溶液pH为6.5～7.5；
(2)对步骤(1)中的废水置于254nm的紫外灯光下边搅拌边进行光照40min；
(3)在步骤(2)处理后的废水中加入三价铁离子溶液，三价铁离子溶液的浓度为50μmol/L，控制pH为6.5～7.5，搅拌10min；
(4)用孔径为0.22μm的亲水性醋酸纤维膜过滤处理，除去滤渣，得处理后的有机废水。
实施例2
本发明所述含有机砷废水的处理方法的一种实施例，本实施例所述有机砷废水的处理方法包含以下步骤：
(1)在含5μmol/L洛克沙胂(ROX)废水中加入次氯酸钠，使次氯酸钠的初始浓度为100μmol/L，调节溶液pH为6.5～7.5；
(2)对步骤(1)中的废水置于254nm的紫外灯光下边搅拌边进行光照40min；
(3)在步骤(2)处理后的废水中加入亚铁离子溶液，亚铁离子溶液的浓度为50μmol/L，控制pH为6.5～7.5，搅拌10min；
(4)用孔径为0.22μm的亲水性醋酸纤维膜过滤处理，除去滤渣，得处理后的有机废水。
实施例3
本发明所述含有机砷废水的处理方法的一种实施例，本实施例所述有机砷废水的处理方法包含以下步骤：
(1)在含5μmol/L洛克沙胂(ROX)废水中加入次氯酸钠，使次氯酸钠的初始浓度为100μmol/L，调节溶液pH为6.5～7.5；
(2)对步骤(1)中的废水置于254nm的紫外灯光下边搅拌边进行光照40min；
(3)在步骤(2)处理后的废水中加入亚铁离子溶液，亚铁离子溶液的浓度为75μmol/L，控制pH为6.5～7.5，搅拌10min；
(4)用孔径为0.22μm的亲水性醋酸纤维膜过滤处理，除去滤渣，得处理后的有机废水。
实施例4
本发明所述含有机砷废水的处理方法的一种实施例，本实施例所述有机砷废水的处理方法包含以下步骤：
(1)在含5μmol/L洛克沙胂(ROX)废水中加入次氯酸钠，使次氯酸钠的初始浓度为100μmol/L，调节溶液pH为6.5～7.5；
(2)对步骤(1)中的废水置于254nm的紫外灯光下边搅拌边进行光照40min；
(3)在步骤(2)处理后的废水中加入亚铁离子溶液，亚铁离子溶液的浓度为100μmol/L，控制pH为6.5～7.5，搅拌10min；
(4)用孔径为0.22μm的亲水性醋酸纤维膜过滤处理，除去滤渣，得处理后的有机废水。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处仅在于步骤(1)中所加氧化剂的不同，本对比例中所加的氧化剂为H2O2。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处仅在于步骤(1)中所加氧化剂的不同，本对比例中所加的氧化剂为O3。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处仅在于步骤(2)的紫外光波长的不同，本对比例中，紫外光波长为300nm。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之处仅在于步骤(2)的紫外光波长的不同，本对比例中，紫外光波长为350nm。
实施例5
取3mL实施例1～4和对比例1～4处理后的废水，在其中加入体积为2％浓硝酸用电感耦合等离子放射光谱进行砷含量检测。测试结果见表1。
表1
| 组别 | 处理前(mg/L) | 处理后(mg/L) |
| 实施例1 | 0.375 | 0.008 |
| 实施例2 | 0.375 | 0.017 |
| 实施例3 | 0.375 | 0.004 |
| 实施例4 | 0.375 | 0.001 |
| 对比例1 | 0.375 | 0.181 |
| 对比例2 | 0.375 | 0.207 |
| 对比例3 | 0.375 | 0.115 |
| 对比例4 | 0.375 | 0.148 |
从表1可以看出，采用本发明所述处理方法可以在短时间内将废水中的有机砷含量降低98％以上，而在其他波长或者氧化剂下，难以达到相应的去除效果。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种含有机砷废水的处理方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)在含有机砷废水中加入次氯酸钠，调节溶液pH为6.5～7.5；
(2)对步骤(1)中的废水进行紫外光照射处理；
(3)在步骤(2)处理后的废水中加入铁离子溶液，控制pH为6.5～7.5，搅拌混合均匀；
(4)过滤除去滤渣，得处理后的有机废水。
2.如权利要求1所述含有机砷废水的处理方法，其特征在于，所述紫外光的波长200～275nm。
3.如权利要求1所述含有机砷废水的处理方法，其特征在于，所述紫外光的波长为254nm。
4.如权利要求1所述含有机砷废水的处理方法，其特征在于，所述光照时间为0.5～12h。
5.如权利要求1所述含有机砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)中，所述过滤处理为采用孔径为0.2～0.25μm的亲水性醋酸纤维膜过滤。
6.如权利要求1所述含有机砷废水的处理方法，其特征在于，所述次氯酸钠的加入摩尔量与废水中有机砷的摩尔量之比为：次氯酸钠：废水中有机砷＝10～30:1。
7.如权利要求1所述含有机砷废水的处理方法，其特征在于，所述铁离子溶液为三价铁离子或亚铁离子；所述铁离子的加入摩尔量与废水中有机砷的摩尔量之比为：铁离子：废水中有机砷＝10～20:1。
8.如权利要求1所述含有机砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所述搅拌处理的时间为5～60min。
9.如权利要求1所述含有机砷废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，紫外光照射处理的同时还包括对废水进行搅拌的步骤。
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|---|---|---|---|---|
| CN112295412A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-02 | 天津理工大学 | 一种紫外强化氧化废弃反渗透膜超滤化降级再生方法 |
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- 2019-12-11 CN CN201911272133.3A patent/CN110921935A/zh active Pending
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