阅读说明：本技术 一种有机砷废水处理及砷稳定化方法 (Organic arsenic wastewater treatment and arsenic stabilization method ) 是由 何小松 虞敏达 席北斗 张慧 毛旭辉 李丹 于 2018-09-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种有机砷废水处理及砷稳定化方法,具体而言,在中性好氧环境下,加入零价铁和配合物进行搅拌,所形成的活性氧物种将水体中有机砷彻底氧化为无机砷；氧化阶段结束后,停止曝气加入铝盐继续搅拌,形成的多种羟基络合物及氢氧化物,实现无机砷的有效分离；通过控制体系中配合物、零价铁及铝盐比例进而实现含砷污泥的稳定化；本方法可实现有机砷废水的彻底净化,所形成的含砷污泥量少,污泥中砷浸出量少、生物可利用性弱；本方法可用于含有机砷的畜禽养殖废水、工业废水、地表水及地下水的处理。(The invention discloses an organic arsenic wastewater treatment and arsenic stabilization method, specifically, under a neutral aerobic environment, zero-valent iron and a complex are added for stirring, and formed active oxygen species thoroughly oxidize organic arsenic in a water body into inorganic arsenic; after the oxidation stage is finished, stopping aeration, adding aluminum salt and continuously stirring to form a plurality of hydroxyl complexes and hydroxides so as to realize effective separation of inorganic arsenic; the stabilization of the arsenic-containing sludge is realized by controlling the proportion of the complex, zero-valent iron and aluminum salt in the system; the method can realize the thorough purification of the organic arsenic wastewater, and the formed arsenic-containing sludge has less amount, less arsenic leaching amount in the sludge and weak bioavailability; the method can be used for treating livestock and poultry breeding wastewater, industrial wastewater, surface water and underground water containing organic arsenic.)

一种有机砷废水处理及砷稳定化方法

技术领域

本发明涉及废水处理处置技术领域，具体为一种有机砷废水处理及砷稳定化方法。

背景技术

对氨基苯胂酸、3-硝基-4羟基苯胂酸等芳香性有机砷因具有广谱杀菌、促进畜禽生长和提高产蛋率等作用，在我国畜禽养殖业有着极为广泛的使用。此类芳香性有机砷难以在动物体内代谢分解，绝大部分以药物原型随粪便排出体外。由于此类有机砷水溶性较高，易迁移扩散进入地表水、土壤及地下水中，通过生物和非生物的机制，转化为迁移能力更强、毒性更大的无机砷。我国作为最大的畜禽肉类生产国，对氨基苯胂酸等饲料添加剂的年消费量超过1000吨，同时此类有机砷生产行业也存在废水处理问题。因此，需要研发从根本上有效分离和去除有机砷的技术是减少有机砷的污染的关键。

目前较为有效的芳香性有机砷处理方法包括化学氧化法、吸附法和混凝沉淀。化学氧化法处理含有机砷污染水体主要包括紫外光氧化、紫外光光催化及臭氧氧化等，而芳香性有机砷在光催化氧化条件下很快被降解生成毒性更大的无机砷，仍存在于水体中。吸附法主要集中于铁铝氧化物、碳材料及高分子材料等。吸附技术成本虽相对较、低，但其仅仅将污染物转移。此外，传统吸附方法形成的含砷的再生液也是尚未解决的难题。无论是吸附、混凝沉淀还是化学氧化，最终都不可避免的产生砷废弃物(如：废弃吸附材料、含砷污泥等)，而这些废弃物都将面临处置的问题。基于此，需要开发一种成本低廉，无二次污染的有机砷废水处理处置技术。

围绕上述技术需求，本发明提出了一种在中性曝氧环境下，加入零价铁和配合物后进行搅拌，利用所形成的活性氧物种将水体中有机砷彻底氧化为无机砷；结束氧化后，停止曝气加入铝盐继续搅拌，形成的多种羟基络合物及氢氧化物，实现无机砷的有效分离。通过控制体系中配合物、零价铁及铝盐比例进而实现含砷底泥的稳定化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机砷废水处理及砷稳定化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种有机砷废水处理及砷稳定化方法，包括以下步骤：步骤一，有机砷的废水处理；步骤二，有机砷的稳定化；

(1)明确待处理废水有机砷含量的前提下，添加一定量配合物，在中性曝气环境下加入零价铁粉搅拌，实现体系有机砷的完全矿化氧化；

(2)完成以上氧化过程后停止曝气，加入铝盐搅拌后静置，其含无机砷底泥进行脱水干化后，加入钙源强化污泥稳定性。

所述的废水有机砷含量，包括对氨基苯胂酸、4-羟基-3-硝基苯胂酸及4-羟基-3氨基苯胂酸的一种或多种混合，有机砷浓度以砷计可控制在0.01～100g/L。

所述的配合物，包括硅酸盐、乙二胺四乙酸、N,N’-乙二胺二琥珀酸、聚磷酸盐、次氮基三乙酸的一种或多种的组合，配合物摩尔浓度由废水有机砷含量调配，控制在1～100mmol/L。

所述的中性环境，为pH值控制在5～10之间。

所述的好氧环境，以通入速率为1～100mL/s的氧气或空气实现。

所述的零价铁，可为纳米零价铁、微米零价铁的单独或组合使用，投加量为水体中砷量的1～15倍。

所述的铝盐，可为如氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、硅酸铝、硫化铝的一种或多种的组合，投加量为水体中砷量的1～10倍。

所述的底泥脱水干化，为采用自然风干、压滤或离心的方式使底泥含水率低于80％，添加底泥质量的1％～10％钙源粉末混合。

所述的钙盐，包括氢氧化钙、氧化钙、氯化钙或工业钙渣等任意一种或多种的组合。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1.本发明可通过前期的氧化过程实现有机砷的矿化，同时后期形成的絮体能对无机砷进行较好的分离，能彻底实现含砷污染水体的净化；

2.本发明通过调配零价铁、配体、钙盐及砷的摩尔比，可较好抑制含砷底泥的再次释放，其含砷底泥浸出量不仅满足填埋处置要求，其含砷污泥的生物利用性减弱；

3.本发明以空气为氧源提供具有强氧化能力的活性氧自由基，不仅降低污水处理成本，且绿色环保。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1本发明污水处理溶液过程状态图；

图2本发明污泥30min沉降分离效果图；

图3是本发明的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种有机砷废水处理及砷稳定化方法，取200mL模拟有机砷污染废水，对氨基苯胂酸初始浓度为30mg/L；在该废水中加入3.5mmol/L的偏硅酸钠和1.5mmol/L的乙二胺四乙酸后，控制体系pH在6.5，之后以流速为60mL/s向体系中通入氧气，并加入20mg的纳米零价铁粉；搅拌40min，完成氧化降解过程后，停止曝气；向体系中加入10mg的硅酸铝，搅拌10min后静置(如图1、2)，取上清液测量上清液中有机砷、无机砷的浓度；对分离后的絮体离心脱水后，加入50mg氢氧化钙混匀，稳定一周后浸提污泥测定其砷浸出量；分析结果表明，静置后上清夜中对氨基苯胂酸与三价、五价砷的含量均小于0.01mg/L；标准毒性浸提(TCLP)液中砷含量仅为0.09mg/L，远低于国家限定值。

与传统铁盐污泥(加入同样含量的氯化亚铁)相比(如表1)，

表1 污泥浸出实验结果

本发明不仅较好控制污泥砷浸出量，同时显著减弱含砷污泥的生物和植物可利用性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。