[發(fā)明專利]一種含砷廢水的超臨界水處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810859896.7
• 申請(qǐng)日: 2018-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN109179621B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田森林;張?jiān)鲁?/a>;李英杰;黃建洪;胡學(xué)偉;寧平;谷俊杰;關(guān)清卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/72
• 分類號(hào): C02F1/72;C02F1/78;C01G28/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種含砷廢水的超臨界水處理方法，屬于廢水處理領(lǐng)域。本發(fā)明將氧化劑、含砷廢水、添加劑加入到高溫高壓反應(yīng)釜中得到反應(yīng)體系，在密閉條件下，對(duì)反應(yīng)體系升溫加壓至反應(yīng)體系達(dá)到超臨界狀態(tài)，反應(yīng)8~115min得到反應(yīng)產(chǎn)物體系；當(dāng)超臨界狀態(tài)的溫度為460~630℃時(shí)，迅速泄壓，反應(yīng)產(chǎn)物體系氣固液分離，釜體內(nèi)固體產(chǎn)物為金屬氧化物，氣體產(chǎn)物冷卻，三氧化二砷由氣體轉(zhuǎn)變成固體沉降下來，而液體產(chǎn)物為硝酸的溶液；當(dāng)超臨界狀態(tài)的溫度為385~460℃（不含460℃）時(shí)，高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物體系降溫至溫度為100℃以下，通入二氧化硫廢氣反應(yīng)得到固體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物，固液分離得到固體三氧化二砷和液體產(chǎn)物，其中液體產(chǎn)物為含有金屬陽離子的混合酸溶液。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含砷廢水的超臨界水處理方法，屬于廢水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

砷及其化合物是常見的環(huán)境污染物，有較大的毒性的致癌物質(zhì)，若不加控制其極易對(duì)環(huán)境造成污染，且污染一旦形成還很難消除，已被美國(guó)疾病控制中心和國(guó)家防癌研究機(jī)構(gòu)確定為第一類致癌物。砷會(huì)通過食物鏈或地面水、地下水進(jìn)入人體，嚴(yán)重?fù)p害人類健康。近年來，隨著金屬礦的大量開發(fā)以及砷在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用，含砷廢水、廢渣量日益增加，砷對(duì)環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。因此，含砷廢水的無害化和資源化處理很有必要。處理含砷廢水主要方法有萃取法、硫化法、膜法、離子交換法、吸附法、石灰中和鐵鹽混凝沉淀法等方法。

中國(guó)專利CN102718259B中公開了一種含砷廢水沉淀轉(zhuǎn)化為三氧化二砷的方法，利用堿中和，硫酸銅沉淀，堿調(diào)節(jié)，加硫酸溶解，通入二氧化硫還原，再通過加熱、冷卻、結(jié)晶、過濾得到三氧化二砷，消耗了大量酸堿試劑。中國(guó)專利CN102234160B中公開了一種低濃度含砷廢水處理方法，利用熟石膏（石灰乳）調(diào)節(jié)pH，氧化劑氧化，依次加入無機(jī)混凝劑、重金屬捕捉劑、燒堿、有機(jī)絮凝劑、表面活性劑，再利用浮選、清液膜過濾已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，沒能有效的回收砷資源。中國(guó)專利CN103112974B中公開了一種含砷廢水的處理方法，通過酸調(diào)節(jié)pH，多段投放硫化物，沉淀分離，加堿調(diào)節(jié)，電解凝聚，電解氣浮，電解氧化還原，曝氣沉淀，最后經(jīng)過固液分離，但是本發(fā)明的技術(shù)方案復(fù)雜且涉及的裝置較多，投入成本大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含砷廢水的超臨界水處理方法，本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，操作步驟少，減少試劑消耗，避免二次污染，簡(jiǎn)化了工藝流程。

一種含砷廢水的超臨界水處理方法，具體步驟為：

將過量氧化劑、含砷廢水、含氮添加劑加入到高溫高壓反應(yīng)釜中得到反應(yīng)體系，在密閉條件下，對(duì)高溫高壓反應(yīng)釜中的反應(yīng)體系升溫加壓至反應(yīng)體系達(dá)到超臨界狀態(tài)，并反應(yīng)8~115min得到反應(yīng)產(chǎn)物體系，其中超臨界狀態(tài)的溫度為385~630℃，壓力為24~54Mpa；

當(dāng)超臨界狀態(tài)的溫度為460~630℃時(shí)，高溫高壓反應(yīng)釜迅速泄壓，反應(yīng)產(chǎn)物體系進(jìn)行氣固液分離，殘留高溫高壓釜體底部的固體產(chǎn)物為重金屬氧化物，反應(yīng)產(chǎn)物體系的氣體冷卻，三氧化二砷氣體轉(zhuǎn)變成固體三氧化二砷沉降下來，進(jìn)一步冷卻，液體產(chǎn)物為硝酸溶液；

當(dāng)超臨界狀態(tài)的溫度為385~460℃（不含460℃）時(shí)，高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物體系降溫至溫度為100℃以下，通入二氧化硫廢氣反應(yīng)得到固體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物，固液分離得到固體三氧化二砷和液體產(chǎn)物，液體產(chǎn)物為含有金屬陽離子的混合酸溶液，其中混合酸為硝酸和硫酸的混合酸。

所述氧化劑為雙氧水、氧氣或臭氧。

所述含氮添加劑為硝酸銨、硫酸銨、碳酸銨、醋酸銨、氨水、一氧化氮、二氧化氮的一種或多種，含氮添加劑中的氮原子與硫化砷渣中的砷原子的摩爾比為(3~11):1。

進(jìn)一步地，所述高溫高壓反應(yīng)釜為間歇式反應(yīng)釜或連續(xù)式反應(yīng)釜；

進(jìn)一步地，所述含砷廢水為無機(jī)砷廢水和/或有機(jī)砷廢水；

進(jìn)一步地，所述產(chǎn)生的硝酸溶液可以重復(fù)使用。