一种腐殖酸强化去除酸性废水中三价砷的方法技术

本发明专利技术公开了一种腐殖酸强化去除酸性废水中三价砷的方法，包括，向含有腐殖酸和硫酸盐的底液中加入含三价砷的待处理废水和含三价铁盐的溶液，搅拌即得混合溶液，控制混合溶液的pH值小于3，加热反应，分离沉淀即得。本发明专利技术所提供的方法先利用腐殖酸与三价砷和三价铁的吸附络合作用，得到不同的初级产物，从而进一步生长成为图水羟砷铁矾，其三价砷的去除率可高达95％以上；该方法所采用的腐殖酸广泛存在于环境中，原料廉价易得，无二次污染，实际应用前景广阔。

A method of strengthening removal of trivalent arsenic from acid wastewater by humic acid

The invention discloses a method for strengthening the removal of trivalent arsenic in acid waste water by humic acid, which comprises adding the waste water to be treated containing trivalent arsenic and the solution containing trivalent iron salt to the bottom liquid containing humic acid and sulfate, stirring to obtain the mixed solution, controlling the pH value of the mixed solution to be less than 3, heating reaction and separating precipitation. The method first uses the adsorption complexation of humic acid with trivalent arsenic and trivalent iron to obtain different primary products, so as to further grow into water hydroxyarsenite, and the removal rate of trivalent arsenic can be up to more than 95%; the humic acid adopted by the method is widely stored in the environment, the raw materials are cheap and easy to obtain, without secondary pollution, and the practical application prospect is broad.

【技术实现步骤摘要】
一种腐殖酸强化去除酸性废水中三价砷的方法
本专利技术属于废水处理
，涉及一种含三价砷废水的处理方法，具体涉及一种腐殖酸强化去除酸性废水中三价砷的方法。
技术介绍
随着我国有色金属开采和冶炼行业的不断发展，含砷废水的排放量日益增加，砷在废水中通常以三价和五价的形态存在，三价砷的毒性是五价砷的60倍左右，且其流动性强。因此，对于三价砷的处理是有色金属开采和冶炼行业面临的难题。目前，对于含三价砷废水的直接处理方式较少，主要为吸附法和离子交换法等，由于其有操作难度大、仅适用于低浓度废水以及材料价格高昂等局限性，因此，多采用氧化剂预处理后用石灰沉淀法、铁盐沉淀法等传统除五价砷的方法进行处理。这类方法除砷效果好，但药剂添加量大，渣量大，且易产生二次污染，因此需要提供一种环境友好的三价砷去除方法。刘璟等通过95℃恒温水浴合成图水羟砷铁矾达到砷去除的目的，并指出pH在2-9范围内均可成矿；张观石等在165℃下合成图水羟砷铁矾与臭葱石的伴生矿物并实现对三价砷的去除，但该方法适用砷浓度极高且所需反应条件苛刻。考虑到含砷的酸性废水的存在环境中一般都含有大量的有机物质，其中，腐殖质构成了环境中50-90％的有机碳，在含三价砷的废水处理过程中，如何利用腐殖酸作用形成矿物原位除砷固砷的研究都未见报道。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种腐殖酸强化去除酸性废水中三价砷的方法。本专利技术采用如下技术方案：一种腐殖酸强化去除酸性废水中三价砷的方法，包括，向含有腐殖酸和硫酸盐的底液中加入含三价砷的待处理废水和含三价铁盐的溶液，搅拌即得混合溶液，控制混合溶液的pH值小于3，加热反应，分离沉淀即可。详细地，在上述技术方案中，腐殖酸与三价砷离子和三价铁离子均有一定的络合作用，其中，对三价铁离子的络合作用更强，在三价砷离子和三价铁离子共存的体系下，可以通过形成Fe3+-腐殖酸-As3+三元络合物发生砷的去除；当体系内有硫酸根存在时，则形成图水羟砷铁矾，达到去除三价砷的目的。在上述技术方案中，所述底液中腐殖酸的浓度为2-50mg/L，优选为20mg/L。在上述技术方案中，所述混合溶液中，三价铁离子、三价砷离子和硫酸根离子的摩尔浓度比为(1-3)：1：0.25。在一个优选实施方式中，所述混合溶液中，三价铁离子、三价砷离子和硫酸根离子的摩尔浓度比为1.5：1：0.25。进一步地，在上述技术方案中，控制所述混合溶液的pH值为1.6-3。在一个优选实施方式中，控制所述混合溶液的pH值为1.6-2.8。详细地，向含有腐殖酸和硫酸盐的底液中加入三价铁离子和三价砷离子时，当pH值为1.6-2.8时，可得到晶型良好的图水羟砷铁矾；当pH值大于2.8时，所得到的产物中掺杂有无定型铁羟基(氢)氧化物。进一步地，在上述技术方案中，控制所述加热反应的温度为15-75℃。在一个优选实施方式中，控制所述加热反应的温度为50-58℃。再进一步地，在上述技术方案中，所述含三价砷的待处理废水和所述含三价铁离子的溶液的加入方式为，先将含三价砷的待处理废水加入底液中混合均匀，再加入所述含三价铁离子的溶液。再进一步地，在上述技术方案中，当所述含腐殖酸和硫酸盐的底液体积为60mL时，所述含三价砷的待处理废水和所述含三价铁盐的溶液的进样速率分别为0.5-2.5mL/min。在一个优选实施方式中，当所述含腐殖酸和硫酸盐的底液体积为60mL时，所述含三价砷的待处理废水和所述含三价铁盐的溶液的进样速率分别为2.0mL/min。又进一步地，在上述技术方案中，以砷计，所述含三价砷的待处理废水中砷的浓度为1-8g/L。具体地，在上述技术方案中，所述硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸钾，优选为硫酸钠。具体地，在上述技术方案中，所述三价铁盐为氯化铁、硝酸铁和硫酸铁中的一种或多种，优选为硝酸铁。本专利技术另一方面还提供了上述方法在含三价砷废水处理中的应用。本专利技术的优点：(1)本专利技术所提供的方法通过向含腐殖酸与硫酸盐的底液中以2.0mL/min的进样速率加入As(III)、Fe(III)溶液，调节反应过程pH值为1.6-2.8，在15-75℃水浴条件下，利用腐殖酸与As(III)、Fe(III)的吸附络合作用，得到不同的初级产物，从而进一步生长成为图水羟砷铁矾，该过程具有95％以上的As(III)去除效率，同时，几乎所有的Fe(III)得到去除；(2)本专利技术所采用的腐殖酸广泛存在于环境中，原料廉价易得，无二次污染，应用前景广阔，具有非常重要的意义。附图说明图1是实施例1处理As(III)废水的方法所得沉淀的XRD与标准卡片对比图；图2是实施例2中不同进样速率下腐殖酸强化去除酸性废水中As(III)的去除率和砷毒性浸出浓度对比图；图3是实施例3中不同pH值条件下腐殖酸强化去除酸性废水中As(III)过程所得沉淀的XRD与标准卡片对比图；图4是实施例4中不同腐殖酸浓度下强化去除酸性废水中As(III)的去除率和砷毒性浸出浓度对比图；图5是实施例5中不同水浴温度下强化去除酸性废水中As(III)过程所的沉淀的XRD与标准卡片对比图；图6是实施例6和对比例1在不同混合顺序下强化去除酸性废水中As(III)过程所的沉淀的XRD与标准卡片对比图；图7是实施例6和对比例1在不同混合顺序下强化去除酸性废水中As(III)、Fe(III)的去除率和砷毒性浸出浓度对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的保护范围，本专利技术的保护范围以权利要求书为准。若未特别指明，本专利技术实施例中所用的实验试剂和材料等均可市售获得。若未具体指明，本专利技术实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。采用腐殖酸、亚砷酸钠、硝酸铁和硫酸钠为原料，分别配制50mg/L腐殖酸溶液、8g/LAs(III)溶液、8.96g/LFe(III)溶液和0.85g/L硫酸钠溶液备用实施例1本实施例提供了一种利用腐殖酸强化去除酸性废水中As(III)的方法，具体过程如下：分别取30mL50mg/L腐殖酸溶液和30mL0.85g/L硫酸钠溶液混合作为底液，调节初始pH为2.0，用注射器分别取30mLAs(III)溶液和Fe(III)溶液，用注射泵以1.5mL/min的进样速率同时加入到底液中，保持过程pH不变，进样结束后在25℃下水浴3d，反应结束后，取其上清液检测砷、铁浓度；同时，溶液用0.45μm滤膜真空抽滤并于60℃下真空烘干，固体样品测定其中砷的浸出毒性浓度。实施例2本实施例对比了不同进样速率对利用腐殖酸强化去除酸性废水中As(III)的影响，具体过程如下：分别取30mL50mg/L腐殖酸溶液和30mL0.85g/L硫酸钠溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腐殖酸强化去除酸性废水中三价砷的方法，其特征在于，包括，向含有腐殖酸和硫酸盐的底液中加入含三价砷的待处理废水和含三价铁盐的溶液，搅拌即得混合溶液，控制混合溶液的pH值小于3，加热反应，分离沉淀即可。/n

【技术特征摘要】
1.一种腐殖酸强化去除酸性废水中三价砷的方法，其特征在于，包括，向含有腐殖酸和硫酸盐的底液中加入含三价砷的待处理废水和含三价铁盐的溶液，搅拌即得混合溶液，控制混合溶液的pH值小于3，加热反应，分离沉淀即可。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底液中腐殖酸的浓度为2-50mg/L，优选为20mg/L。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合溶液中，三价铁离子、三价砷离子和硫酸根离子的摩尔浓度比为(1-3)：1：0.25，优选为1.5：1：0.25。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，控制所述混合溶液的pH值为1.6-3，优选为1.6-2.8。


5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，控制所述加热反应的温度为15-75℃，优选为50-58℃。


6.根据权利要求1-5任...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青竹，柴立元，夏娟，王庆伟，杨志辉，刘恢，杨卫春，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43