含砷废水的石灰沉淀法处理及溶液化学研究

论文摘要

由于砷的化合物具有较大毒性且在工农业生产中应用广泛,砷对环境污染特别是对水质污染问题,已引起全世界环境科学工作者的普遍关注。因此,研究水质除砷技术对含砷废水处理有着现实意义。本课题以Ca（OH）2溶液为沉淀剂,处理模拟含砷废水。考察了pH值、Ca/As摩尔比、沉降时间和温度等因素对石灰沉淀法除砷效果的影响。通过从溶液化学角度分析砷酸钙沉淀物的组成,进而研究石灰沉砷的作用机制。结果表明,当pH值为12,Ca/As摩尔比为6,沉降时间为48小时,反应温度为25℃时,砷的去除效率可达到99.05%。此外,在石灰沉砷过程中,添加简单无机盐絮凝剂铁盐和铝盐,铁盐可显著降低出水总砷浓度,达到污水综合排放标准0.5mg/L的要求,而铝盐不能提高砷的去除率。石灰沉砷所生成的较稳定的沉淀物主要是以（Ca3（AsO4）2）,Ca5（AsO4）3（OH）的形式存在,另外也会生成一些较不稳定的砷酸钙盐,例如砷酸氢钙（CaHAsO4）,亚砷酸氢钙（Ca（HAsO3）2）,亚砷酸钙（Ca（AsO2）2）,它们在一定条件下会转化为（Ca3（AsO4）2）。影响石灰沉淀法除砷过程中的沉淀—溶解平衡的主要因素有同离子效应和酸效应。溶液中的pH值决定着铁盐对砷酸钙存在形式的影响。一定条件下,砷酸钙化合物部分转化为更稳定的FeAsO4·2H2O化合物。铝盐对砷的去除作用主要是吸附作用。在石灰沉砷工艺加入铝盐,铝盐促使溶液中的砷酸钙以Ca3（AsO4）2的形式存在。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 治理含砷废水的意义
• 1.1.1 砷的化学性质及毒作用机制
• 1.1.2 砷污染源及在水环境中的迁移与转化
• 1.1.3 砷对动植物及人体健康的影响
• 1.2 国内外对含砷废水处理方法概述
• 1.2.1 沉淀法
• 1.2.2 吸附法
• 1.2.3 氧化法
• 1.2.4 离子交换法
• 1.2.5 生化法
• 1.2.6 其他方法
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.3.1 课题的研究背景
• 1.3.2 课题的研究内容
• 第二章 试验方法
• 2.1 试验药剂及设备
• 2.1.1 试验试剂
• 2.1.2 试验设备及仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 模拟含砷废水的配制
• 2 溶液的配制'>2.2.2 Ca（OH）₂溶液的配制
• 2.2.3 沉淀试验
• 2.2.4 溶解试验
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 砷的分析方法
• 2.3.2 钙的分析方法
• 第三章 石灰沉淀法除砷试验
• 3.1 pH 值对砷的去除率的影响
• 3.1.1 试验步骤
• 3.1.2 结果与分析
• 3.2 Ca/As 摩尔比对砷的去除率的影响
• 3.2.1 试验步骤
• 3.2.2 结果与分析
• 3.3 温度对砷的去除率的影响
• 3.3.1 试验步骤
• 3.3.2 结果与分析
• 3.4 沉淀时间对砷的去除率的影响
• 3.4.1 试验步骤
• 3.4.2 结果与分析
• 3.5 加无机絮凝剂对石灰沉淀法除砷的影响
• 3.5.1 试验步骤
• 3.5.2 结果与分析
• 3.6 小结
• 第四章 石灰沉淀法除砷的溶液化学研究
• 4.1 砷酸钙的存在形式及沉淀—溶解平衡
• 4.1.1 砷酸钙的主要存在形式
• 4.1.2 砷酸钙溶液中的沉淀—溶解平衡
• 4.1.3 各种效应对沉淀物稳定性的影响
• 4.2 铁、铝盐对砷酸钙存在形式的影响
• 4.2.1 铁盐对砷酸钙存在形式的影响
• 4.2.2 铝盐对砷酸钙存在形式的影响
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文
• 详细摘要