申请日2018.02.24
公开(公告)日2018.09.07
IPC分类号C02F1/58; C02F101/10; C02F103/36
摘要
本发明涉及一种苄基胂酸废水中砷的固定稳定处理方法，属环保技术领域;该方法先将苄基胂酸废水进行氧化预处理降低废水COD，以铁盐为沉淀剂，经混合搅拌后，在100‑150℃下水热反应;可将废水中的砷转变为结晶良好、稳定性好的难溶性沉淀化合物—黄钾铁矾类固溶体矿物，且固溶体化合物还具有砷浸出浓度低等优点，以解决砷化合物稳定性差引起的环境污染问题;与传统技术相比，所得沉淀化合物长期稳定性好、堆存安全可靠。
权利要求书
1.一种苄基胂酸废水中砷的固定稳定处理方法，其特征在于：在室温下，对苄基胂酸废水进行空气曝气氧化处理，然后对经氧化预处理的含砷废水进行沉淀处理，形成砷黄钾铁矾类固溶体沉淀，实现砷的固定稳定化。
2.根据权利要求1所述的苄基胂酸废水中砷的固定稳定处理方法，其特征在于：沉淀处理是以铁盐为沉淀剂，经混合搅拌后，在100-150℃下水热反应2-10h，形成砷黄钾铁矾类固溶体沉淀，其中铁和砷的摩尔比≥2.5。
3.根据权利要求2所述的苄基胂酸废水中砷的固定稳定处理方法，其特征在于：铁盐为硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁中的一种或任意比的几种。
4.根据权利要求1所述的苄基胂酸废水中砷的固定稳定处理方法，其特征在于：空气曝气氧化处理至COD去除率达85%以上。
说明书
一种苄基胂酸废水中砷的固定稳定处理方法
技术领域
本发明涉及一种工业污水中砷的固定稳定处理技术，具体涉及一种苄基胂酸生产过程所排放含砷废水的固定稳定处理方法，属环保技术领域。
背景技术
砷及其化合物被认为是一类对生物体有高度毒害作用的化学物质，是国际公认的致癌、致畸、致突变作用因子。其对人体和环境造成危害的主要表现形式以含砷废水为主，主要源于含砷矿石的开采、有色金属的冶炼及化工、农药等行业的生产过程。其中，在苄基胂酸(C6H5CH2AsO(OH)2)生产的过程会产生大量的苄基胂酸废水，这种废水不仅COD含量高同时还含大量的有机和无机砷，若处理、处置不当，将对生态环境造成严重污染。
目前，苄基胂酸废水的处理通常是加入电石渣或石灰，其处理机制是利用钙离子与水中砷酸根离子反应生成砷酸钙盐沉淀物，再经过滤去除溶解态砷，所得沉砷渣一般为多种非晶砷酸钙混合物。向含砷废水中投加石灰，发现钙离子与砷酸根离子反应会形成Ca4(OH)2(AsO4)2∙4H2O、Ca5(AsO4)3OH和Ca3(AsO)4)2∙11/3H2O、Ca3(AsO4)2∙xH2O、Ca5(AsO4)3OH、CaHAsO4∙H2O等不同类型的砷酸钙盐化合物，这些不同类型的砷酸钙盐化合物的砷浸出浓度有很大差异，但均超国家标准限值5mg/L;此外，大量的研究表明砷酸钙盐化合物长期暴露于空气中，会与空气中的二氧化碳反应转化成碳酸钙和砷酸，这一反应因碳化而导致砷淋出，易对环境造成二次污染。
鉴于砷酸钙盐类化合物稳定性差，导致固定稳定的砷存在二次污染隐患，因此，利用形成新矿物相固定稳定砷已是大势所趋。
发明内容
本发明提供了一种苄基胂酸废水中砷的固定稳定处理方法，在室温条件下，先将苄基胂酸废水进行空气曝气氧化预处理，降低废水COD和解离有机基团和砷原子所形成的有机砷，利用苄基胂酸废水组成特性，以铁盐为沉淀剂，通过控制沉淀剂重量(铁和砷的摩尔比≥2.5)，经混合搅拌后，在100-150℃下水热反应2-10h形成结晶良好、稳定性好的难溶性沉淀化合物—黄钾铁矾类固溶体矿物，且此种固溶体具有砷浸出浓度低等优点，以解决以往砷化合物稳定性差引起的环境污染问题。
本发明所述的苄基胂酸废水为苄基胂酸生产过程中排放的含砷废水，pH=1.0-2.5。
本发明所述的铁盐沉淀剂为硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁中的一种或任意比的几种。
本发明所述废水预处理为通空气进行曝气氧化处理，COD去除率达85%以上。
有益效果：
(1)本发明的利用黄钾铁矾类矿物形成过程固定稳定砷的方法，操作方便，易于控制，无需特殊设备，几乎不受废水中其它杂质影响;
(2)本发明的利用黄钾铁矾类矿物形成过程固定稳定砷的方法，所得难溶性沉淀化合物长期堆存更加稳定、安全可靠，克服了常规石灰沉淀法形成的砷酸钙盐化合物，砷浸出浓度大、长期暴露于空气中与二氧化碳反应导致砷淋出等污染问题。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达90%;之后，在此系统中加入硫酸亚铁(铁和砷的摩尔比为2.5)，充分搅拌30min，在150℃下水热反应5h，反应结束后进行固液分离;分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度为0.3mg/L。
实施例2：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达86%;之后，在此系统中加入硫酸亚铁(铁和砷的摩尔比为3.0)，充分搅拌30min，在120℃下水热反应10h，反应结束后进行固液分离;分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度0.5mg/L。
实施例3：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达87%;之后，在此系统中加入硫酸铁(铁和砷的摩尔比为2.5)，充分搅拌30min，在100℃下水热反应10h，反应结束后进行固液分离;分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度0.8mg/L。
实施例4：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达88%;之后，在此系统中加入硫酸铁(铁和砷的摩尔比为3.0)，充分搅拌30min，在130℃下水热反应10h，反应结束后进行固液分离;分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度0.6mg/L。
实施例5：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达88%;之后，在此系统中加入硝酸铁(铁和砷的摩尔比为3.5)，充分搅拌30min，在140℃下水热反应3h，反应结束后进行固液分离;分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度0.6mg/L。
实施例6：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达91%;之后，在此系统中加入硝酸亚铁(铁和砷的摩尔比为4.5)，充分搅拌30min，在125℃下水热反应3h，反应结束后进行固液分离;分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度0.3mg/L。
实施例7：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达91%;之后，在此系统中加入氯化亚铁(铁和砷的摩尔比为4.5)，充分搅拌30min，在110℃下水热反应8h，反应结束后进行固液分离;分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度0.5mg/L。
实施例8：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达90%;之后，在此系统中加入氯化铁(铁和砷的摩尔比为3.5)，充分搅拌30min，在135℃下水热反应4h，反应结束后进行固液分离;分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度0.4mg/L。
实施例9：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达89%;之后，在此系统中加入硫酸亚铁和氯化亚铁(质量比1∶1，铁和砷的摩尔比为2.5)，充分搅拌30min，在145℃下水热反应2h，反应结束后进行固液分离。分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度0.6mg/L。
实施例10：
在室温条件下，对苄基胂酸废水通空气曝气氧化处理使其COD去除率达91%;之后，在此系统中加入硫酸亚铁和硫酸氯化亚铁(质量比2∶1，铁和砷的摩尔比为2.5)，充分搅拌30min，在115℃下水热反应3h，反应结束后进行固液分离;分离得到的黄钾铁矾类固溶体矿物用蒸馏水洗涤5次，最后在室温环境下干燥5天，得到干燥黄钾铁矾类固溶体矿物沉淀进行砷毒性浸出测试：砷浸出浓度0.5mg/L。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明;对于本领域技术人员来说，凡是在不脱离本发明的精神和构思的前提下所做的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明的保护范围之内。