[發明專利]一種有機砷廢水處理及砷穩定化方法

有效

• 申請號: 201811029486.6
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN110877938B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 何小松;虞敏達;席北斗;張慧;毛旭輝;李丹
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F11/00;C02F11/12;C02F11/122;C02F11/127;C02F101/30;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 北京智行陽光知識產權代理事務所(普通合伙) 11738
• 代理人: 黃錦陽

本發明公開了一種有機砷廢水處理及砷穩定化方法，具體而言，在中性好氧環境下，加入零價鐵和配合物進行攪拌，所形成的活性氧物種將水體中有機砷徹底氧化為無機砷；氧化階段結束后，停止曝氣加入鋁鹽繼續攪拌，形成的多種羥基絡合物及氫氧化物，實現無機砷的有效分離；通過控制體系中配合物、零價鐵及鋁鹽比例進而實現含砷污泥的穩定化；本方法可實現有機砷廢水的徹底凈化，所形成的含砷污泥量少，污泥中砷浸出量少、生物可利用性弱；本方法可用于含有機砷的畜禽養殖廢水、工業廢水、地表水及地下水的處理。

技術領域

本發明涉及廢水處理處置技術領域，具體為一種有機砷廢水處理及砷穩定化方法。

背景技術

對氨基苯胂酸、3-硝基-4羥基苯胂酸等芳香性有機砷因具有廣譜殺菌、促進畜禽生長和提高產蛋率等作用，在我國畜禽養殖業有著極為廣泛的使用。此類芳香性有機砷難以在動物體內代謝分解，絕大部分以藥物原型隨糞便排出體外。由于此類有機砷水溶性較高，易遷移擴散進入地表水、土壤及地下水中，通過生物和非生物的機制，轉化為遷移能力更強、毒性更大的無機砷。我國作為最大的畜禽肉類生產國，對氨基苯胂酸等飼料添加劑的年消費量超過1000噸，同時此類有機砷生產行業也存在廢水處理問題。因此，需要研發從根本上有效分離和去除有機砷的技術是減少有機砷的污染的關鍵。

目前較為有效的芳香性有機砷處理方法包括化學氧化法、吸附法和混凝沉淀。化學氧化法處理含有機砷污染水體主要包括紫外光氧化、紫外光光催化及臭氧氧化等，而芳香性有機砷在光催化氧化條件下很快被降解生成毒性更大的無機砷，仍存在于水體中。吸附法主要集中于鐵鋁氧化物、碳材料及高分子材料等。吸附技術成本雖相對較、低，但其僅僅將污染物轉移。此外，傳統吸附方法形成的含砷的再生液也是尚未解決的難題。無論是吸附、混凝沉淀還是化學氧化，最終都不可避免的產生砷廢棄物(如：廢棄吸附材料、含砷污泥等)，而這些廢棄物都將面臨處置的問題。基于此，需要開發一種成本低廉，無二次污染的有機砷廢水處理處置技術。

圍繞上述技術需求，本發明提出了一種在中性曝氧環境下，加入零價鐵和配合物后進行攪拌，利用所形成的活性氧物種將水體中有機砷徹底氧化為無機砷；結束氧化后，停止曝氣加入鋁鹽繼續攪拌，形成的多種羥基絡合物及氫氧化物，實現無機砷的有效分離。通過控制體系中配合物、零價鐵及鋁鹽比例進而實現含砷底泥的穩定化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有機砷廢水處理及砷穩定化方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種有機砷廢水處理及砷穩定化方法，包括以下步驟：步驟一，有機砷的廢水處理；步驟二，有機砷的穩定化；

(1)明確待處理廢水有機砷含量的前提下，添加一定量配合物，在中性曝氣環境下加入零價鐵粉攪拌，實現體系有機砷的完全礦化氧化；

(2)完成以上氧化過程后停止曝氣，加入鋁鹽攪拌后靜置，其含無機砷底泥進行脫水干化后，加入鈣源強化污泥穩定性。

所述的廢水有機砷含量，包括對氨基苯胂酸、4-羥基-3-硝基苯胂酸及4-羥基-3氨基苯胂酸的一種或多種混合，有機砷濃度以砷計可控制在0.01～100g/L。

所述的配合物，包括硅酸鹽、乙二胺四乙酸、N,N’-乙二胺二琥珀酸、聚磷酸鹽、次氮基三乙酸的一種或多種的組合，配合物摩爾濃度由廢水有機砷含量調配，控制在1～100mmol/L。

所述的中性環境，為pH值控制在5～10之間。

所述的好氧環境，以通入速率為1～100mL/s的氧氣或空氣實現。

所述的零價鐵，可為納米零價鐵、微米零價鐵的單獨或組合使用，投加量為水體中砷量的1～15倍。

所述的鋁鹽，可為如氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁、硅酸鋁、硫化鋁的一種或多種的組合，投加量為水體中砷量的1～10倍。