水体污泥中重金属砷的处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了水体污泥中重金属砷的处理装置。该装置包括砷浸出模块和砷吸附模块。该方法的砷去除率高，且不会引入新的污染物。

Device for treating heavy metal arsenic in water sludge

The invention provides a device for treating heavy metal arsenic in water sludge. The device comprises an arsenic leaching module and an arsenic adsorption module. The method has the advantages of high arsenic removal rate and no introduction of new pollutants.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于重金属处理领域，具体涉及水体污泥中重金属砷的处理装置，更具体涉及无害化处理河道湖泊污泥中重金属砷的装置。
技术介绍
砷(As)是一种累积性中毒毒物，砷及其化合物主要会影响神经系统和毛细血管通透性，对皮肤和黏膜有刺激作用，中毒后出现恶心、呕吐、腹痛、四肢痛性痉挛，最后导致昏迷、抽搐、呼吸麻痹而死亡。如果慢性中毒，也会导致肝肾损害与多发性周围神经炎，最终可致肺癌、皮肤癌。常人服入As2O30.0l～0.05g即中毒；服入0.06～0.2g可致死；在含砷化氢为1mg/L空气中，呼吸5～10分钟，可发生致命性中毒。环境中砷污染主要是含砷金属矿石的开采、焙烧、冶炼、化工、炼焦、火电、造纸、皮革等生产过程中排放的含砷烟尘、废水、废气、废渣造成的，其中以砷冶炼及其化合物生产使用过程中排放砷量最高。自然界中的砷多数与有色金属矿伴生，并随精矿进人有色金属冶炼厂，在有色金属的提取过程中以硫化物或盐的状态不同程度地进人烟气、废水和废渣中，烟气和废水处理后，含砷物质大多转移到污泥中形成了含砷污泥，在冶化生产过程中，约有30％砷进入废水、废气中。含砷废渣主要来自冶炼废渣、处理含砷废水和废酸沉渣、电子工业的含砷废物以及电解过程中产生的含砷阳极泥等。从有色冶金系统来看，进入冶炼厂的砷除一部分直接回收成产品白砷外，其它含砷中间产物几乎都进入含砷废渣中。长期以来，含砷污泥大多采用囤积贮存的方法处置，随着高浓度含砷废料越积越多，对其无害化处理成为亟待解决的问题。含砷污泥的无害化处理目前少有成熟的工程化技术既能回收含砷废料中有价金属，又回收砷或对砷进行固化处理，绝大部分将含砷废料密封掩埋，不仅不能回收利用其中有价金属，而且存在砷泄露危险。CN104230242A公开一种砷的浸出率低，耐久性能好的高砷泥渣无害化固化砖制备方法：按照质量份计算，分别加入高砷泥渣20～60份、工业废渣0～20份、砷螯合剂1～3份、固化料40～79份、水10～20份，轮碾、搅拌，在10～50MPa压力下压制而成；所述砷螯合剂是由有机硫高分子化合物和有机胺高分子化合物掺杂混制；所述固化料是由水泥、特种胶凝材料、固化激发剂组成的混合物。CN1569289A公开了一种含砷废弃物无害化处理方法，包括如下步骤：将含砷废弃物加水和硫酸，使水中砷的浓度为53000mg/l～73000mg/l，加入双氧水，然后加入碱性物质，控制pH为8.5～12，维持5～60分钟，加硫酸亚铁，控制pH为8～10，在60-90℃下通入压缩空气，反应10～60分钟，即可将废水中的砷反应生成无害的铁氧体。CN104944718A公开了一种无害化处理含砷污泥的方法，包括前处理、一段微波氧化焙烧、二段微波氧化焙烧步骤，具体包括：A、前处理：将含砷污泥进行脱水至含水率为60～70％，加入固化剂，混合均匀，制成颗粒，利用微波加热，于90～110℃加热4～6min；B、一段微波氧化焙烧：将A步骤制备得到的颗粒利用微波进行加热，加热温度为300～500℃，并通入氧气焙烧10～30min以使污泥中的三价砷氧化成五价砷；C、二段微波氧化焙烧：持续通入氧气，利用微波进行加热，加热温度为500～700℃，保温20～40min以进一步氧化三价砷，并对C步骤氧化焙烧裂解的有机砷进行进一步氧化分解。CN102489490A公开了一种含砷废渣无害化处理的方法，包括以下步骤：1)进料：通过输送、喂料装置将废渣喂入焙烧装置；2)焙烧：在焙烧装置中将废渣加热煅烧至高温，然后送入保温装置；3)保温：在保温装置中将热废渣恒温保温一定时间，然后送入冷却装置；4)冷却：在冷却装置中将废渣物料冷却至排放温度，并预热常温空气；5)排料：将处理后的废渣物料排出。CN102068970A公开了一种含砷活性氧化铝吸附剂的无害化及解吸再生技术，该方法的具体方案如下：将一定比例的含砷活性氧化铝与NaOH溶液混合搅拌3～4小时，然后过滤分离出解吸后的活性氧化铝；将过滤后得到的含砷NaOH溶液进行蒸发浓缩，然后按1∶1的比例加入硅酸盐水泥进行固化处理。“含有机砷废物无害化处理方法”，刘瑞广等，辽宁师范大学学报:自然科学版，2010，33(2):216-218，研究了含砷农药中间体生产过程中产生1种含有机砷的釜残,属于中第HW24类废物,釜残的含砷量高,现有的焚烧法、固化填埋处理方法无法使其达到无害化处理的标准。本领域需要一种能够有效地将河道湖泊污泥中的砷进行无害化处理的装置。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术人经过深入研究和大量实验，充分结合河道湖泊污泥中重金属砷的主要存在形态，提出了以下技术方案。在本专利技术的一方面，提供了一种水体污泥中重金属砷的处理装置，尤其是一种无害化处理河道湖泊污泥中重金属砷的装置，该装置包括如下模块：砷浸出模块和砷吸附模块。优选地，所述砷浸出模块采用硝酸溶液进行浸出。采用硝酸溶液进行浸出时，浸出液的浓度为1-6，优选2-5。优选地，在砷浸出模块还使用氧化剂将浸出液中的三价砷氧化成五价砷。在一个优选实施方式中，所述氧化剂为二氧化锰和羟基铁的复合物。本专利技术人发现，在氧化锰和羟基铁等复合金属氧化物界面，水中三价砷被迅速转化为五价砷并不断产生新的活性吸附位点，为后续吸附除砷提供了非常有力的保障。与其它氧化剂例如H2O2相比，这样新型的复合物能够以较快的速度将三价砷氧化成五价砷。如果采用传统的方法，例如通入氧气或空气在高温下进行焙烧，则显然不适合本专利技术的溶液浸出法。优选地，所述二氧化锰和羟基铁的重量比为1:3-3:1。更优选地，所述羟基铁为β-FeOOH。本专利技术人经过大量研究发现，β-FeOOH比其它晶型的羟基铁更有效。所述二氧化锰优选来自于软锰矿，为废弃软锰矿的处理也提供了一种途径。就本专利技术而言，浸出液可以用吸附剂进行吸附。所述吸附剂优选为天然产物制成的吸附剂。所述吸附剂为利用杨梅加工副产物生产的吸附剂，该吸附剂的制备方法包括将杨梅红色素提取后的固体副产物为原料，制取杨梅丹宁；然后以胶原纤维为载体，以咪唑类化合物为交联剂，通过共价交联的方式将杨梅丹宁固载在胶原纤维上，制得吸附剂。本专利技术人发现，该吸附剂对五价砷具有特别好的吸附效果。同时该吸附剂本身为天然吸附剂，不会引入新的有害物质。所述杨梅加工副产物为利用杨梅红色素提取后的固体副产物，有该副产物制取杨梅丹宁优选通过以下方法进行：称取固体副产物置于容器中，加入为固体副产物体积1-6倍，优选2-5倍的丙酮-水(70：30v:v)混合提取溶液，搅拌抽提1-3h后，将抽提物以1000-4000rpm速度在4℃下离心10-60min，将上清液与等量乙醚混合后静置5-10min，分层后弃去上层有机相有机溶液，保存下层液相溶液。重复抽提一次，将两层液相合并。然后经旋转蒸发仪(优选条件为30℃，120rpm)减压蒸发掉溶于液相的丙酮，再经氮气吹扫仪浓缩冻干，得到单宁产物。该方法与现有技术的方法相比，在单宁纯度相当的情况下，工艺得到简化，简单易行。另外，根据实际需要，可以将所述单宁产物(即单宁粗产物)进一步纯化，其纯化方法优选为如下：将冻干后的单宁粗产物溶于99％的乙醇中，然后与等比例去离子水混合，互溶后加入交联葡聚糖柱(Sephadex LH-20)中，搅拌后真空抽滤，反复加入5本文档来自技高网...

【技术保护点】
水体污泥中重金属砷的处理装置，该装置包括如下模块：砷浸出模块和砷吸附模块。

【技术特征摘要】
1.水体污泥中重金属砷的处理装置，该装置包括如下模块：砷浸出模块和砷吸附模块。2.根据权利要求1的装置，其中所述砷浸出模块采用硝酸溶液进行浸出。3.根据权利要求1或2的装置，在砷浸出模块还使用氧化剂将浸出液中的三价砷氧化成五价砷。4.根据权利要求3的装置，所述氧化剂为二氧化锰和羟基铁的复合物。5.根据权利要求4的装置，所述二氧化锰和羟基铁的重量比为1:3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺伟力，程东惠，梁超，
申请(专利权)人：新奥生态环境治理有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11