含砷铬废水处理及其处理条件对沉渣稳定性的影响

发布时间：2019-07-09 16:25

【摘要】：砷、铬均为水环境污染的常见污染物。砷是剧毒物质,被国际癌症研究机构(IARC)列为第一类致癌物。铬的毒性主要是由Cr(Ⅵ)导致,其毒性约是Cr(Ⅲ)毒性的100倍,对生物具有强烈的“三致”效应。目前,对含砷铬废水的研究较少,并且技术不完善。实际应用最多的亚铁-石灰沉淀法在处理废水时所产生的废渣的稳定性较差,沉渣中的砷、铬等重金属很容易以离子的形式再次回到自然界中,造成二次污染。为此,本研究对传统亚铁-石灰沉淀法进行了改进,对处理过程中的各因素进行了优化,以求在满足处理效果的前提下使得产生的沉渣能达到最稳定状态。研究目标主要如下:考察pH、亚铁投加量、反应时间、温度、曝气氧化时间、Ca/As摩尔比等因素对Cr(Ⅵ)、总铬、总砷去除率的影响;研究和探讨除砷除铬的机理及动力学模型;优化处理条件以使沉渣的稳定性达到最佳,砷和铬的浸出浓度达到《危险废物鉴别标准:浸出毒性鉴别》中所规定的浓度;综合考虑砷、铬去除及沉渣的稳定性的影响条件,确定砷、铬废水处理的最佳参数,并对沉渣进行表征。结果表明,在pH2或者6,Fe(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)摩尔比4.5时,Cr(Ⅵ)能以较快的速度被还原,且反应40min后,Cr(Ⅵ)的去除率可达99%以上。起始反应pH、Fe(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)摩尔比、温度等与Cr(Ⅵ)的还原之间分别呈二次多项式(y=0.0025x2-0.0193x+0.0472,R2=0.9236),指数(y=0.0015e0.2701x,R2=0.989)和线性(y=3473.3x-7.6322,R2=0.9677)关系。在pH2时,砷(CAs(Ⅴ)=0.003mol/L)的存在能促进Cr(Ⅵ)被Fe(Ⅱ)还原,抑制Cr(Ⅲ)的去除。铬离子(CCr(Ⅲ)=0.008mol/L)的存在对砷的去除没有影响,而钙离子(C2+=0.015mol/L)对铬的去除同样也没有影响,但对砷的去除有着促进作用。综合考虑含砷铬废水的去除效果及所产生的沉渣的稳定性能,得出新工艺的最佳处理条件为:反应温度25℃,起始反应pH值为1.5,Fe(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)摩尔比为8、Cr(Ⅵ)还原时间为40min、曝气氧化时间为50min、Ca/As摩尔比为5、沉降pH值为6,此时总砷、总铬、Cr(Ⅵ)的去除率分别达到98.8%、99.3%和99.8%,而砷、铬的浸出浓度也分别降低到1.78mg/L和2.59mg/L。出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中第1类污染物最高允许排放标准,沉渣中总铬、总砷的浸出浓度远低于《危险废物鉴别标准:浸出毒性鉴别》(GB/T 5085.3—2007)中规定的浓度,也达到了安全堆放的要求。对最佳条件下产生的沉渣进行SEM扫描,结果发现优化后的沉渣粒径较优化前大,较大沉渣粒径,有利于提高沉渣的稳定性,降低砷和铬的浸出浓度。温度对沉渣的影响实验表明,沉渣中砷、铬的浸出浓度受环境温度的影响较大,较高的温度会导致浸出浓度的增大,因此,沉渣应堆放于较低温度的环境中。
[Abstract]:Arsenic and chromium are the most common pollutants in water environment pollution. Arsenic is a highly toxic substance and is listed as the first carcinogen by the International Agency for Cancer Research (IARC). The toxicity of chromium is mainly caused by Cr (鈪，

本文编号：2512276