处理含砷废水的方法有哪些，含砷废液的正确净化处理方法

含砷废水的处理，目前国内外主要有中和沉淀法、混凝沉淀法、铁氧体法、硫化物沉淀法等，适用于高浓度含砷废水，产生的污泥容易造成二次污染。 关于化学法的研究已经成熟，很多人在这方面进行过深入的研究。

1、化学法处理含砷废水

中和沉淀法是工程应用的广泛方法之一，很多人对这方面进行了深入的研究。 其机理主要是在废水中添加碱(一般为氢氧化钙)提高pH，生成亚砷酸钙、砷酸钙、氟化钙的沉淀。 这个方法去除了大部分砷和氟

方法简单，但泥渣沉淀缓慢，难以净化废水至达到排放标准。 混凝沉淀法，这是目前处理含砷废水使用最多的方法。 加入Fe3、Fe2、Al3、Mg2等离子，

用碱(一般为氢氧化钙)调节至适当的pH，形成氢氧化物胶体吸附，与废水中的砷反应，生成难溶性盐沉淀并去除。 其具体方法有石灰-铝盐法、石灰-高铁法、石灰-亚铁法等。

铁氧体法在国外从70年代就有较多的报道，工艺为在含砷废水中加入一定量的硫酸亚铁，然后加入碱调节至8.5-9.0，反应温度60-70，送风氧化20-30分钟即可生成咖啡色磁性铁氧体渣

根据Nakazawa Hiroshi等人的研究，在热含砷废水中加入铁盐( Feso4或Fe2 ) SO4 )3)，在一定的pH下恒温加热。 该沉淀法比普通沉淀法效果好。

特别是磁铁矿的Fe3盐处理废水中的as(iii )、as ) v，不仅在温度90下效果好，所需的Fe3浓度也降低到小于0.05mg/L。

赵宗升从化学热力学和铁砷沉淀物的红外光谱两个方面探讨了氧化铁砷系沉淀除砷的机理。 在低pH条件下废水中砷酸离子和铁离子形成溶解积小的FeAsO4，

过剩的铁离子和形成的FeOOH羟基氧化铁会生成吸附沉淀物，去除砷。

硫化法联合磁场处理含砷废水，提高了硫化渣的絮凝沉降速度和过滤速度，提高了硫化剂的利用率。 磁场处理后发现溶液电导率增加，电位下降，磁化处理改变水的结构，改变水的渗透效应。

国外提出在高度厌氧条件下，硫化物沉淀剂作用下生成难溶稳定的硫化砷，去除砷。

化学沉淀法作为含砷废水的主要处理方法之一，工程化较为普遍，但不是采用单一的处理方式，而是采用钙盐与铁盐结合、铁盐与铝盐结合等几种处理方式的综合处理。 该综合处理可提高砷的去除率。

但化学法一般添加大量化学药剂，以沉淀物形式沉淀。 这决定了化学法处理后，存在大量的二次污染。 例如，产生大量废弃物，处理这些废弃物目前没有良好的处理处置方法。

因此，对工程应用和今后的可持续发展有很大的负面作用。

2、物化法处理含砷废水

物化法一般采用离子交换、吸附、萃取、反渗透等方法去除废液中的砷。 物化法多是近年来发展起来的比较新的方法，实用的还不多，但许多学者在这方面进行了深入的研究，取得了显著的成果。

采用MnO2对含as ()废水进行吸附实验，结果表明，MnO2对as ()具有较强的吸附能力，饱和吸附量为44.06mg/g )和17.9 mg/g (- MnO2)。

阴离子的存在使MnO2吸附量有所下降，一些阳离子（如Ga3+、In3+）可增加其吸附量，吸附后的MnO2经解吸后可重复使用。

合成制备了一种对As(III)离子高效选择性吸附的螯合离子交换树脂，用该离子交换柱脱砷：含As(III)5 g/L的溶液脱砷率高于99.99%，脱砷溶液中砷含量完全达标，

而且离子交换柱用2mol/L的氢氧化钠（含5% 硫氢化钠）作洗脱液洗涤，可完全回收As(III)并使树脂再生循环利用。

另外，还有不少人作了用钢渣、选矿尾渣、高炉冶炼矿渣等废渣处理含砷废水的研究，取得了不错的成果。但由于物化法只能处理浓度较低，处理量不大，组成单纯且有较高回收价值的废水，而工业废水的成分较复杂，

所以物化法的工程化程度较低。

3、微生物法处理含砷废水

与传统物理化学方法相比，用微生物法处理含砷废水具有经济、高效且无害化等优点，已成为公认最具发展前途的方法。

3.1 活性污泥

国内外诸多研究表明，活性污泥ECP（胞外多聚物）能大量吸附溶液中的金属离子，尤其是重金属离子，他们与ECP的络合更为稳定。关于吸附机制，在ECP的复杂成分中吸附重金属离子的似乎是糖类。

Brown和Lester（1979）指出ECP中的中性糖和阴离子多糖有着吸附不同金属离子的结合点位，不同价态或不同电荷的金属离子可以在不同的点位与ECP结合，

如中性糖的羟基、阴离子多聚物的羟基都可能是金属的结合位。

Kasan、Lester、Modak和Natarajam等认为：活性污泥对重金属离子的吸附有两种机制即表面吸附和胞内吸收；表面吸附是指活性污泥微生物的胞外多聚物（甲壳素、壳聚糖等）含有配位基团—OH，

—COOH，—NH2，PO43-和—HS等，他们与金属离子进行沉淀、络合、离子交换和吸附，其特点是快速、可逆和不需要外加能量，与代谢无关；胞外吸收通过金属离子和胞内的透膜酶、水解酶相结合而实现，

速度较慢需要能量，而且与代谢有关。此外，Ralinske指出：好氧生物能大量富集各种重金属离子，这些离子积累于细胞外多聚物中，并在厌氧条件下释放回液相中。这就有利于我们在二沉池中分离和沉降重金属离子。

在活性污泥法处理含砷废水的实验中，存在许多影响因素，主要影响因素如下：

（1）砷的浓度及价态

不同价态的砷对活性污泥的毒性不同。实验表明，As(III)对脱氢酶的毒性比As(V)平均大53倍。As(III)对蛋白酶活性的毒性约为As(V)的75倍。还有，

As(III)对活性污泥脲酶活性的毒害作用是As(V)的35倍。所以处理含砷废水时有必要将As(III)氧化成As(V)。实验还表明，活性污泥对低浓度砷的去除率高于对高浓度砷的去除率，

这是由于污泥的吸附能力有限所造成的。此外，重金属离子浓度小于5mgL-1时，活性污泥法对污水中有机物的处理效果不受重金属影响，当重金属离子浓度大于30mgL-1时，

活性污泥法污水中有机物的处理效果则大大受到影响。

（2）有机负荷

有机负荷对活性污泥去除五价砷也有较大的影响，有机负荷高，去除率也高。主要有两方面的原因：一是污水中的有机物本身可和五价砷相结合，降低了污水中砷的浓度；二是有机物浓度高有利微生物生长繁殖，

这进一步提高活性污泥对五价砷的去除率。此外，有机负荷高还可以防止污泥膨胀。因为在高有机负荷环境中絮状菌比大多数丝状菌有更强的吸附和存贮营养物能力，能够充分利用高浓度的底物迅速增殖，

具有较高的比生长速率，抑制了丝状菌的生长。在低负荷下混合液中底物浓度长时间都低，由于缺少足够的营养底物，絮状菌的生长受到抑制，而丝状菌具有较大的比表面积，当环境不利于微生物的生长时，

丝状菌会从菌胶团中伸展出来以增加其摄取营养物质的表面积。一方面，伸出絮体之外的丝状菌更易吸收底物和营养，其生长速率高于絮状菌，从而成为活性污泥中的优势菌种；另一方面，丝状菌越多，其菌丝越长，

活性污泥越不易沉降，SVI越高，导致了污泥膨胀。

（3）pH

pH 对金属去除影响很大，因为pH不仅影响金属的沉降状态，而且影响吸附点的电荷。一般pH 升高有利于污泥对阳离子金属的吸附。直至产生氢氧化物沉淀，反之则有利于对呈负电荷状态存在的金属的吸附。但是，

过高或过低的pH对微生物生长繁殖不利，具体表现在以下几个方面：

pH过低（pH=1.5）,会引起微生物体表面由带负电变为带正电，进而影响微生物对营养物的吸收。

过高或过低的PH还可影响培养基中有机化合物的离子化作用，从而间接影响微生物。

酶只有在最适宜的pH时才能发挥其最大活性，极端的pH使酶的活性降低，进而影响微生物细胞内的生物化学过程，甚至直接破坏微生物细胞。

过高或过低的pH均降低微生物对高温的抵抗能力。

（4）生物固体停留时间（Qc）

Qc对阳离子金属去除有较大影响，因为活性污泥表面常被难溶性或微溶性的多聚物所包围（如多糖），这些多聚物表面的电荷可使金属迅速地得以去除。已经证实，细菌多聚物产生和细菌生长相有关，

稳定相和内源呼吸阶段多聚物产量最大，而Qc增大，污泥中细菌处于稳定相和内源呼吸阶段，有利于对金属的去除。

（5）污泥浓度

污泥浓度高，吸附点也随着增加，从而有利于金属的去除。从去除金属的角度出发，高有机负荷，高污泥浓度的运行方式最为理想。活性污泥法处理含砷废水，不论在处理费用，还是二次污染，或者工程化方面，

都比传统处理方法具有相当突出的优势。虽然在理论研究方面还不是十分完善，但是在处理机制和影响因素方面都已达成一定的共识。如果在处理工艺上再进行一定的改进，如往污泥中投加优势菌种，

可以改善污水的处理效果；此外，还可以引进生活污水进行混合处理并进行曝气，这样不仅降低了砷的浓度以及砷对污泥的毒害作用，同时还解决了活性污泥的营养源问题，

为活性污泥法处理含砷废水的工程化应用开辟了一片新天地。

3.2 菌藻共生体

国外研究表明，生物迁移转化作为一种新的微生物法处理重金属废水，与传统方法相比，具有更高效，费用更低等优点。用小球藻的生物迁移转化处理重金属废水的工艺，有一些已投入工程运作。

菌藻共生体对砷的去除机理可认为是藻类和细菌的共同作用。许多研究表明，在去除金属过程中，微生物的表面起着重要作用。菌藻共生体中，藻类和细菌表面存在许多功能键，如羟基、氨基、羧基、硫基等。

这些功能键可与水中砷共价结合，砷先与藻类和细菌表面上亲和力最强的键结合，然后与较弱的键结合，吸附在细胞表面的砷再慢慢渗入细胞内原生质中。因而在藻类和细胞吸附砷中，可能经过快吸附过程和较慢吸附两过程后，

吸附作用才趋于平衡。

廖敏等人曾研究了菌藻共生体对废水中砷的去除效果。研究发现：培养分离所得菌藻共生体中以小球藻为主，此时菌藻共生体积累砷达7.47 g/kg干重。在引入菌藻共生体并培养16h后，

其对无营养源的含As(III)，As(V)的废水除砷率达80%以上，并趋于平衡，含营养源的As(III)、As(V)的废水中，菌藻共生体对As(V)的去除率大于As(III)，

对As(V)去除率超过70%，但对As(III)的去除率也在50%以上，在除砷过程中同时出现砷的解吸现象。在无营养源条件下，对As(III)、As(V)混合废水的除砷率超过80%。

菌藻共生体是一种易培养获得的材料。其对废水中的砷具有较强的去除力，并能同时去除废水中的营养物，因此其在含砷废水的处理运用中有着广阔的前景。

3.3 投菌活性污泥法

投菌活性污泥法(Application of Bio-Augmentation Process with Liquid Live microorganisms)是将具有强活力的细菌投入到曝气池里去，

使曝气池混合液内的各种细菌处于最佳活性状态，这样不仅投入了吸气池内所缺少的细菌，在流入污水水质不变的条件下，微生物氧化作用显著，而且，当污水水质改变，环境变异的情况下，微生物仍能适应，保持活性，

其氧化代谢过程依然充分，投入菌液后使曝气池耐冲击负荷，提高污水处理厂的处理效果，改善了出水水质。

投菌活性污泥法(LLMO)是出之一种新的概念，它是根据在同一环境里，最适宜的细菌能自然繁殖，同样，污水处理厂曝气池混合液内的细菌也会自然繁殖到一定数目，自然界无处不可找到细茵，然而，

在同一环境里并非可以找到一切细菌这一原则，作为理论指导，从自然界土壤内筛选出污水厂中的有用细菌制成液态的或固态的产品。液态菌液微生物成活率高；固态菌使用前需先用水溶成液态，细菌的成活率较液态菌液低，

使用时按一定比例将液态菌液投入曝气池内或投到需用处，投菌活性污泥法(LLMO)在国外已收到良好的应用效果。

因此，我们可望通过向活性污泥中投加对砷具有高耐受力，对砷具有特殊处理效果的混合菌种，达到对砷的高效处理，净化工业含砷废水。

4、前景展望

随着冶金、化工等产业的日益发展，以及含砷制品市场的日益拓大，含砷废水的排放和污染问题，必将影响到人们的生活水平的提高，影响到人类生存环境的改善，所以解决含砷废水的污染问题已迫在眉睫。

然而传统的处理方法都存在一定的问题。如化学法，虽然在工程上有了一定的应用，处理效果也较明显，但由于化学药剂的添加，导致了产生大量的废渣，而这些废渣目前尚无较好的处置办法。而物理法的处理费用较高，

处理投资非常大，无法进行工程运作。微生物法作为一种最有前途的处理方法，不仅具有高效、无二次污染，而且处理费用低等优点。其中，活性污泥法处理含砷废水的理论在国内外处于热点研究探索中，

又由于活性污泥具有的来源广泛，容易培养，处理后二次污染小等一系列优点，使其在工程上的应用成为可能，成为含砷废水的主要处理方法。此外，若对单纯活性污泥法进行工艺上的改进，如引进优势菌种，

或掺入生活污水进行混合处理等工艺上的改进，都可能为活性污泥法的应用创造更为广阔的前景。