[發明專利]一種去除三價砷的方法

有效

• 申請號: 201610228348.5
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105753218B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 張廣積;楊超;李媛媛;O·那桑托格托克;門玉
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;南京九章化工科技有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯瀟瀟

本發明提供了一種去除三價砷的方法，所述方法包括如下步驟：(1)利用臭氧在pH值為0.9?1.5的條件下將含砷溶液中的三價砷氧化為五價砷，得到含有五價砷的溶液；(2)向含有五價砷的溶液中加入可溶性二價鐵源，將二價鐵在溫度為70℃以上、pH值小于1.5的條件下氧化為三價鐵，五價砷與三價鐵反應，得到含有臭蔥石結晶沉淀、針鐵礦沉淀和二價鐵的溶液；(3)調節步驟(2)所得溶液的pH值，使溶液中的二價鐵氧化并形成氫氧化鐵膠體，固液分離，得到凈化溶液。所述方法能夠將廢水中的低濃度砷徹底去除，凈化溶液中砷含量低于0.05mg/L，除砷過程中產生的沉淀易除去，操作簡單，可廣泛應用于凈化含低濃度砷的廢水。

技術領域

本發明屬于污染物處理技術領域，涉及一種去除三價砷的方法，尤其涉及一種利用臭氧去除溶液中三價砷的方法。

背景技術

砷是一種劇毒元素，少量攝入即可導致死亡，慢性砷中毒可以引起癌癥等多種疾病。另一方面，砷是一種在自然界中儲量比較豐富的元素，是在地殼中豐度最高的二十種元素之一，含砷礦物多達二百多種。礦山開發及自然風化都可以導致含砷礦物的溶解，產生含砷廢水，造成的大面積的砷污染。此類含砷廢水通常砷濃度不是很高，在幾十毫克每升到幾克每升之間，但砷主要以劇毒的三價砷形式存在，而且pH較低，有較強的酸性，對環境危害較大。

三價砷的毒性遠遠高于五價砷，而且三價砷的流動性也高于五價砷，不易被吸附沉淀，因此在沉砷前一般都需要將溶液中的三價砷氧化為五價。

石灰沉淀法曾經是使用最為廣泛的廢水除砷方法。向含砷廢水中添加石灰可以提高廢水的pH值，在較高的pH條件下，廢水中的三價砷可以迅速被空氣氧化為毒性較低的五價砷，并與鈣離子形成砷酸鈣沉淀，達到除砷的效果。由于處理成本低、操作簡單方便，石灰沉淀法曾被普遍使用，不過此方法存在一些明顯的缺陷。首先，由于砷酸鈣本身溶解度比較高，導致除砷后的廢水含砷量仍然較高，無法滿足現有的排放標準；其次，沉淀物中的砷酸鈣會與空氣中的二氧化碳緩慢反應，生成碳酸鈣，同時再次釋放出砷，導致二次污染。

三價砷的氧化一般要根據除砷的方式和要求，確定采用何種氧化方式和氧化藥劑。目前常用的三價砷的氧化劑有空氣、雙氧水、臭氧、氯酸鹽、高錳酸鉀和錳氧化物等。但是采用添加固體化學藥劑的方式時，氧化三價砷總會帶入新的雜質離子，甚至會導致新的污染，限制了其使用范圍。

臭氧為已知最強的氧化劑之一，對砷的氧化能力遠遠強于純氧和空氣。臭氧氧化三價砷不需要其他化學物質的輔助作用，反應迅速，反應后無副產物生成，而且臭氧可以直接使用臭氧發生器以空氣為原料制得，不需要專門的儲運設備，使用起來非常方便。

臭氧在酸性條件下氧化三價砷的化學方程式如下：

H₃AsO₃+O₃→H₃AsO₄+O₂