[發明專利]一種含砷廢水的凈化方法

在審

• 申請號: 202110947358.5
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113548755A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 祁先進;楊妮娜;段孝旭;王恒
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;B01J20/20;B01J20/30;C02F101/10
• 代理公司: 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246
• 代理人: 朱維

本發明涉及一種含砷廢水的凈化方法，屬于工業廢水凈化技術領域。本發明在室溫下，將H₂O₂溶液加入到含砷廢水中預氧化反應4～5h得到預氧化含砷廢水；將蜂窩煤渣高溫煅燒得到煅燒渣，將氫氧化鐵與煅燒渣加入到去離子水中并在室溫下攪拌反應，固液分離，固體干燥即得脫砷復合材料；將脫砷復合材料加入到預氧化含砷廢水中震蕩反應1～18h，固液分離得到含砷固態物和濾液，含砷固態物干燥后堆存處理，濾液進行深度除砷處理。本發明以氫氧化鐵與蜂窩煤渣的煅燒渣反應形成含鐵含鋁的多孔材料，使多孔材料中鋁鐵協同作用去除重金屬溶液中的砷離子的同時大大降低廢水的酸度。

技術領域

本發明涉及一種含砷廢水的凈化方法，屬于工業廢水凈化技術領域。

背景技術

砷能形成高毒類化合物，砷可由呼吸道、皮膚和消化道被人體吸收，會引起神經衰弱綜合征，多發性神經病和皮膚粘膜病變等，砷的無機化合物可引起肺癌和皮膚癌。對含砷廢水進行處理后，砷等有害物質大多轉移到污泥中，因此，對含砷污泥的安全處理與處置研究，有重要的現實意義。

目前含砷廢物的處理方法有濕法處理、火法處理和固化處理等多種方法。濕法處理能耗低、污染低、效率高，但操作步驟繁瑣；火法處理工藝簡單，生產穩定效率高，但會產生二次污染。所以含砷廢物最常使用的方法是固化；固化方法中常采用硅酸鹽水泥法，但是此法成本較高，不利于企業大規模使用。

發明內容

本發明針對現有技術中含砷廢水中砷的去除問題，提供一種含砷廢水的凈化方法，即以氫氧化鐵與蜂窩煤渣反應使鋁鐵兩種元素發生協同作用生成含鐵含鋁的多孔材料，多孔材料可去除重金屬溶液中的砷離子并大大降低廢水的酸度。

一種含砷廢水的凈化方法，具體步驟如下：

(1)室溫下，將H₂O₂溶液加入到含砷廢水中預氧化反應4～5h得到預氧化含砷廢水；

(2)將蜂窩煤渣高溫煅燒得到煅燒渣，將氫氧化鐵與煅燒渣加入到去離子水中并在室溫下攪拌反應，固液分離，固體干燥即得脫砷復合材料；

(3)將步驟(2)脫砷復合材料加入到步驟(1)預氧化含砷廢水中震蕩反應1～18h，固液分離得到含砷固態物和濾液，含砷固態物干燥后堆存處理，濾液進行深度除砷處理。

所述步驟(1)H₂O₂溶液質量濃度為30～32％，H₂O₂溶液與高砷污酸的體積比為 1:4～6，高砷污酸中砷濃度為3000.0～5000.0mg/L；

所述步驟(2)高溫煅燒的溫度為300～900℃，煅燒時間為2～3h，升溫速率為5～7℃ /min；氫氧化鐵中Fe與煅燒渣中Al的摩爾比為1:12～60；

所述步驟(3)脫砷復合材料與預氧化含砷廢水的固液比g:mL為1:5-6。

載鐵高溫煅燒的多孔復合材料除砷原理：氫氧化鐵與高溫煅燒蜂窩煤渣形成的復合材料含有Fe、Al等金屬元素的多孔化合物，多孔化合物可除去重金屬離子，并且多孔化合物具有很高的比表面積，可提供大量的吸附位點，復合材料中的Al、Fe和As發生沉砷反應，沉淀物中含有FeAsO₄、AlAsO₄·2H₂O，與材料中的其它堿金屬元素形成絡合沉淀物，使其沉淀物具有致密結構，并且結晶度高，將砷離子鎖定在絡合沉淀物中，降低砷遷移能力和浸出毒性，起到穩定有害污染物的作用，陰離子污染物與金屬/氧化物相的反應機理為表面鐵羥基的絡合作用，鐵基材料的氫鍵表面由于與As(V)上的氧化基分子發生化學作用而去除 As(V)。

本發明的有益效果是：