可渗透反应墙除砷的研究进展与展望

砷类化合物造成的环境污染严重影响生态和人类健康,有效地去除和防治砷污染是当前工业发展中亟待解决的问题之一.基于原位修复的可渗透反应墙(PRB)技术具有低成本、高效能、可持续性和工艺简单等优点,利用PRB技术防治砷污染是一种绿色、经济又高效的选择.PRB中的填充材料是除砷的反应主体,因此总结了PRB除砷填充材料及其除砷性能与机理,包括黏土矿物、碳基材料、钙基材料、铁基材料和固体废弃物等.其中,铁基材料对砷物种的固定能力较其它材料更为突出,零价铁、铁矿物、废铁材料等铁基材料广泛应用于砷污染修复,廉价易得又高效的铁基材料是未来PRB除砷材料的重要研究方向.在此基础上,简要介绍了除砷PRB填充材料的实验研究与模拟,并通过PRB除砷工程或中试实验阐述了PRB的运行监测与砷污染治理效果,展望了PRB除砷材料和工程应用的发展前景与挑战,以促进我国地表径流砷污染治理PRB材料和技术的开发与进步.

高砷铜精矿硫化钠-氢氧化钠碱浸除砷

云南某高砷铜精矿铜品位为13.46%,含砷质量分数为5.17%,主要矿物为黄铜矿、黄铁矿、毒砂、含砷黄锡矿、锡石和镁铝硅酸盐。在硫化钠-氢氧化钠碱性体系下浸出高砷铜精矿的砷,系统研究工艺参数条件如氢氧化钠浓度、硫化钠用量、浸出温度、转速、液固比、浸出时间等对砷脱除率的影响。结果表明,上述工艺参数条件均对砷的碱浸脱除率影响较大,最佳浸出工艺条件为:氢氧化钠浓度5 mol/L、硫化钠浓度为50 g/L、浸出温度90℃、转速为1000 r/min、液固比为10∶1、浸出时间为3 h,在此最佳条件下可最终获得砷去除率为60.55%的技术指标。采用EMPA-EDS对碱浸渣进一步分析发现,采用硫化钠-氢氧化钠碱性体系浸出可完全溶解高砷铜精矿中的毒砂,浸出渣中主要含砷矿物为含锌硫砷铜矿和砷黝铜矿;浸出过程形成的氢氧化铁以及脱水后生成的氧化铁覆盖在含砷矿物表面,阻碍了碱性浸出剂与矿物的充分接触,影响了浸出过程传质效果。

污水处理中的硫化法除砷

砷在自然界中普遍存在,砷的化合物有很强的毒性,进入环境中会对人们的生产生活造成很大的危害。介绍了中和硫化法、浮选硫化法、重金属捕集剂硫化法、微生物硫化法的除砷工艺,同时分析了硫化法除砷的特点,综述了当前国内外硫化法除砷技术的研究现状,并对砷治理的发展趋势及应用前景进行了分析和展望。

硫化氢在湿法炼锌铟萃余液净化除砷的应用研究

甘肃省某锌冶炼厂铟回收的萃余液含砷浓度高,采用中和沉淀法脱除砷容易造成有价金属大量锌的损失。本文结合了硫化氢在有色行业内废酸治理去除高浓度砷的应用优势,开展了硫化氢硫化法工艺脱除该企业铟萃余液中高浓度砷的试验研究,结果表明:硫化氢硫化工艺可以实现铟萃余液中砷的可控脱除,硫化氢通入量越多,砷去除效率越高,硫化氢通入量为理论用量1.15倍时,二段硫化出水砷浓度可控制低于0.05 g/L,砷去除率高达99.63%,同时可以减少企业生产过程的锌的损失的问题,且可以产生一定的经济效益,因此具有一定应用前景。

强化饮水除砷剂的研制

长期饮用高砷水有害人体健康 ,而改饮低砷水可以缓解已发病者的症状。研究经济、高效、简便的饮水除砷剂是十分必要的。本课题研制的强化除砷剂具有除砷容量高 ,出水的含砷量低于 0 0 5mg L ;除砷功能专一 ,即只除去水中的砷而不改变水中其它元素的组成和含量 ;操作管理简单 ,进水、出水均无需调节pH ;除砷成本低 ,每吨成本仅为活性氧化铝或颗粒活性炭的 1 5 ,氧化催化剂可重复使用。有望广泛用于高砷水地区集中式和分散式供水的除砷系统。

电子级氢氟酸的除砷工艺研究

电子级氢氟酸中的砷杂质对集成电路的性能有很大影响。采用微反应器氧化预处理,结合精馏工艺除砷。考察了不同氧化反应器、氧化剂用量、反应温度、后处理方式对无水氢氟酸去砷效果的影响,提供了建议性的电子级氢氟酸除砷工艺路线。

集中式饮水除砷装置的研制

为验证本专题研制的强化除砷剂的除砷效果、除砷容量以及再生效果 ,必须有中试规模的试验装置及其运行状况 ,以便推进饮水除砷剂及其除砷技术的产业化进程 ,中试基地选在源水含砷量超标的浙江省某天然泉水饮料厂 ,该集中式饮水除砷装置的处理能力为 1m3 h ,自 1999年 4月起连续运行至今 ,处理后出水符合国家生活饮用水有关卫生标准的要求 ,除砷容量高 ;成本低 ,设备管理简单 ,进水和出水均无需调节pH ;再生剂安全、价廉、效果好 。

蛇纹石饮水除砷效果实验研究

目的研究确定蛇纹石除砷效果和最佳除砷条件,为地方性砷中毒病区提出新的饮水除砷措施。方法通过实验室检验和观察,利用单因素分析和正交实验方法确定蛇纹石不同粒度、高砷水的pH值及不同接触时间对除砷效果的影响。结果蛇纹石除砷效率最佳的粒度为0.300～0.216mm;原水硬度以中硬水、软水最好。接触时间与除砷效果成正相关,原水的适宜pH值范围为6.5～8.5。结论蛇纹石可能是一种新的除砷吸附剂。

新型复合除砷材料有效除砷处理技术研究

针对山西省山阴地区饮用井水中砷含量超标以及常规的活性氧化铝直接除砷效果不理想等问题,开发了一种新型复合除砷材料,基于沉淀法和化学物理法,分别采用单一化学制剂和混合化学制剂,对不同砷含量原水或井水进行除砷处理试验,并对该新型复合材料进行了配比及综合除砷效能分析.试验结果表明,平均除砷率能够达到90%以上;在PAM和FeCl3·6H2O的最佳投加量分别为50 mg/L和70 mg/L时,除砷率可达到93%;而新型复合除砷材料和活性氧化铝制剂混合除砷率可达到96.68%.

铜渣用于废酸除砷的试验探索

铜冶炼烟气处理所排放的废酸具有排放量大、砷含量高、成分复杂等特性,目前普遍采用电石渣作为除砷剂,除砷率可达到60%左右,但存在电石渣消耗量大、废酸处理成本高的问题。为降低废酸处理成本,同时减缓自产铜渣库存压力,某铜冶炼厂拟以自产的铜渣代替外购的电石渣进行废酸除砷,并进行了探索性试验研究。在pH=2.19、反应温度40℃、搅拌30 min的条件下,除砷率只有18.03%,表明铜渣直接除砷效果不好;在优化条件下,铜渣投加量为80 kg/m^(3)、过氧化氢用量为50 L/m^(3)、反应时间为6 h、溶液初始pH为11时,铜渣除砷达到最佳效果,除砷率达99.5%。该冶炼厂将继续探索电石渣和铜渣按一定配比协同除砷的工艺技术,探索技术和经济均优的除砷技术路线。

铁改性赤泥吸附剂的制备及其除砷性能研究

以氧化铝生产废渣——赤泥为原料,采用铁盐改性处理制备了新型羟基铁包覆型赤泥除砷吸附剂.研究考察了吸附剂吸附砷效能、投加量、吸附时间和pH值对吸附除砷效果的影响;采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、比表面积(BET)等仪器对吸附剂进行了表征,并探讨了吸附机制.结果表明,铁盐改性赤泥吸附剂对As(V)具有显著吸附效能,在pH为7,初始砷浓度为1mg.L-1,铁盐改性赤泥吸附剂饱和吸附容量为50.6mg.g-1时,除砷率高达99.9%,吸附后出水砷含量可达到0.01mg.L-1以下,吸附规律符合Langmuir等温方程式;溶液pH值显著影响砷去除效果,吸附机制主要为羟基铁的表面吸附机制;吸附后的吸附剂可通过NaOH溶液再生,脱附率达到92.1%.

膜技术在饮用水除砷中的应用研究进展

以低压驱动膜的微滤膜(MF)与超滤膜(UF),和高压驱动膜的反渗透膜(RO)与纳滤膜(NF)为主,分析了目前国内外膜技术在饮用水除砷方面的效果、影响因素、浓水处理、膜污染及其清洗等方面的应用研究和进展情况,同时对膜技术优缺点及其在除砷中的应用研究方向与前景做了展望。

基于铁锰泥的除砷吸附剂性能比较及吸附机理

为解决反冲洗铁锰泥粉末吸附剂(BSPA)使用后难以泥水分离问题,将除铁锰水厂生物滤池产生的反冲洗泥制成颗粒吸附剂(GA)和磁性粉末吸附剂(MPA),并对BSPA、GA和MPA的除砷性能进行了比较,通过SEM、TED、XRD、BET、FTIR等技术对3种材料进行了表征,寻找3种吸附剂之间除砷性能差异的根源.结果表明,BSPA、GA和MPA对As(V)的最大吸附容量分别为40.980,5.048,8.694mg/g,改性后的吸附材料GA和MPA对砷的吸附能力下降.BSPA是一种以纤铁矿为主的无定形结构混合物,并混有针铁矿和结晶度差的水铁矿,GA的XRD图谱中出现石英晶体和少量赤铁矿晶体的衍射峰,而MPA的主要成分为结晶程度较高的磁赤铁矿.3种材料中均存在有利于吸附的含羟基官能团.BSPA、MPA和GA的比表面积分别为253.150,238.660,43.803m^2/g.物相改变且结晶程度增加、表面羟基减少和比表面积降低是导致GA和MPA的砷吸附容量比BSPA低的主要因素.

有色金属冶炼高含砷污酸除砷技术研究进展

有色冶炼过程中会产生大量的含砷酸性废水,除砷处理给企业生产运行带来了较大压力。近年来,高含砷污酸除砷处理受到了广泛关注,如何实现经济、高效除砷成为当前的研究热点。综述了石灰中和-铁盐法、硫化法和尾渣固化除砷法的研究进展,指出了未来发展方向。石灰中和-铁盐法通过两段加入石灰和铁盐,实现深度除砷过程,是目前企业使用最广泛的除砷方法。但该流程会产生大量的含砷石膏渣,在环保逐渐趋严的背景下,为企业带来较大的运行负担。硫化法具有沉淀范围广、产渣量少、运行稳定等优势,该技术在大幅度降低污酸中砷含量的同时,可缓解企业运行压力。尾渣固化除砷技术利用了渣中的铁、硅等元素可在溶液中生成稳定结构,将除砷渣包裹或生成砷酸铁等稳定性物质,实现砷的去除,但会因尾渣原料成分变化使得工艺流程不稳定,在实际生产应用中受到一定制约,但该技术除砷渣的砷浸出量均低于5 mg/L,可实现砷的直接固定,因此具有较大的发展潜力,有较大的研究空间。硫化法、石灰中和铁盐法因技术成熟、流程简便,未来一段时间内仍是企业生产过程的主流工艺。

微波法磷改性斜发沸石的结构及水中除砷的研究

采用固固相、固液相同晶取代对斜发沸石进行微波法磷改性 ,并对改性前后的矿样采用化学分析 ,XRD ,31 PMASNMR等手段表征 .结果表明 ,虽然微波磷改性不能改变沸石单斜晶系的主体骨架结构 ,但由于脱Al,脱Si和P同晶取代 ,使晶胞体积收缩 ,结晶度下降 ,比表面积、孔体积明显减小 ,骨架中Si和Al的键合方式发生变化 ,有四配位硅的Si—O—P结构出现 ,该结构是沸石阴离子交换的结构基础 .沸石去除水中砷的结果表明 ,改性前 ,沸石去除水中砷的能力很小 ,属表面物理吸附 .改性后 ,沸石去除水中砷的能力明显增强 ,属阴离子交换 .

饮用水除砷技术研究新进展

重点介绍了近年来各种除砷新技术的研究进展,内容包括:强化混凝、吸附、离子交换、膜法、预氧化除砷技术。评价了各除砷技术的优缺点与适用范围,并认为饮用水除砷技术的发展将呈现出以下特点:As(Ⅲ)和As(V)同步去除技术的开发;易于取得或制备、生物化学稳定性高、吸附容量大、选择性高、再生能力强的新型除砷吸附剂的开发;多种除砷技术联合,多重去除机理协同的除砷流程的开发;低能耗、低成本除砷技术的开发;生物除砷技术的开发。

离子液体负载型碳纳米管吸附除砷研究

通过浸渍法制备4种离子液体负载型碳纳米管吸附材料,分别采用静态法和动态法考察其对溶液中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除性能。研究结果表明:负载离子液体的碳纳米管对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)具有较强的吸附作用,吸附过程属于单分子层的化学吸附,吸附行为符合Langmiur吸附;Im-CNT,tBu-CNT,Nme-CNT和Nmb-CNT这4种吸附材料对As(Ⅲ)的去除效果优于对As(Ⅴ)的去除效果;负载氮氧杂冠醚型离子液体的碳纳米管对砷的去除效果比负载咪唑型离子液体的碳纳米管的去除效果更优,说明冠醚型离子液体的空腔结构对砷具有良好的配合性能,同时,冠醚结构中取代烃基的长度对砷的去除也有一定的影响。

水厂反冲洗铁锰泥热处理产物结构及除砷变化

利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、差热重量分析法(TG)、比表面积分析仪(BET)等研究了除铁除锰水厂富含铁锰氧化物的反冲洗泥经过不同焙烧温度处理后的产物结构变化对吸附除砷的影响.结果表明:铁锰氧化物反冲洗泥原料为无定型结构,粒径小且比表面积大,能高效除砷;焙烧温度为150℃时,结晶水开始脱除,比表面积与孔容变化不大,As(Ⅲ)和As(V)的去除率均略微增加;焙烧温度为500℃时,脱羟基反应促使微孔逐渐合并成介孔,比表面积降低,As(Ⅲ)和As(V)的去除率降至70%;当焙烧温度升高到800℃后,热处理产物脱水完全,微孔和介孔随焙烧温度升高逐渐合并成大孔,比表面积和孔容分别下降至12.755m2/g和0.052cm3/g,平均孔径增长了约10nm,且产生的赤铁矿晶体颗粒间出现烧结现象,对As(Ⅲ)和As(V)的去除率大幅下降,为原来的10%左右.