[发明专利]一种去除三价砷的方法

说明书

本发明提供了一种去除三价砷的方法，所述方法包括如下步骤：(1)利用臭氧在pH值为0.9‑1.5的条件下将含砷溶液中的三价砷氧化为五价砷，得到含有五价砷的溶液；(2)向含有五价砷的溶液中加入可溶性二价铁源，将二价铁在温度为70℃以上、pH值小于1.5的条件下氧化为三价铁，五价砷与三价铁反应，得到含有臭葱石结晶沉淀、针铁矿沉淀和二价铁的溶液；(3)调节步骤(2)所得溶液的pH值，使溶液中的二价铁氧化并形成氢氧化铁胶体，固液分离，得到净化溶液。所述方法能够将废水中的低浓度砷彻底去除，净化溶液中砷含量低于0.05mg/L，除砷过程中产生的沉淀易除去，操作简单，可广泛应用于净化含低浓度砷的废水。

技术领域

本发明属于污染物处理技术领域，涉及一种去除三价砷的方法，尤其涉及一种利用臭氧去除溶液中三价砷的方法。

背景技术

砷是一种剧毒元素，少量摄入即可导致死亡，慢性砷中毒可以引起癌症等多种疾病。另一方面，砷是一种在自然界中储量比较丰富的元素，是在地壳中丰度最高的二十种元素之一，含砷矿物多达二百多种。矿山开发及自然风化都可以导致含砷矿物的溶解，产生含砷废水，造成的大面积的砷污染。此类含砷废水通常砷浓度不是很高，在几十毫克每升到几克每升之间，但砷主要以剧毒的三价砷形式存在，而且pH较低，有较强的酸性，对环境危害较大。

三价砷的毒性远远高于五价砷，而且三价砷的流动性也高于五价砷，不易被吸附沉淀，因此在沉砷前一般都需要将溶液中的三价砷氧化为五价。

石灰沉淀法曾经是使用最为广泛的废水除砷方法。向含砷废水中添加石灰可以提高废水的pH值，在较高的pH条件下，废水中的三价砷可以迅速被空气氧化为毒性较低的五价砷，并与钙离子形成砷酸钙沉淀，达到除砷的效果。由于处理成本低、操作简单方便，石灰沉淀法曾被普遍使用，不过此方法存在一些明显的缺陷。首先，由于砷酸钙本身溶解度比较高，导致除砷后的废水含砷量仍然较高，无法满足现有的排放标准；其次，沉淀物中的砷酸钙会与空气中的二氧化碳缓慢反应，生成碳酸钙，同时再次释放出砷，导致二次污染。

三价砷的氧化一般要根据除砷的方式和要求，确定采用何种氧化方式和氧化药剂。目前常用的三价砷的氧化剂有空气、双氧水、臭氧、氯酸盐、高锰酸钾和锰氧化物等。但是采用添加固体化学药剂的方式时，氧化三价砷总会带入新的杂质离子，甚至会导致新的污染，限制了其使用范围。

臭氧为已知最强的氧化剂之一，对砷的氧化能力远远强于纯氧和空气。臭氧氧化三价砷不需要其他化学物质的辅助作用，反应迅速，反应后无副产物生成，而且臭氧可以直接使用臭氧发生器以空气为原料制得，不需要专门的储运设备，使用起来非常方便。

臭氧在酸性条件下氧化三价砷的化学方程式如下：

H₃AsO₃+O₃→H₃AsO₄+O₂