石灰沉淀法是一种常用的含砷废水处理方法
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法一、引言污水处理是保护环境、维护人类健康的重要环节。
然而,含砷的污水处理是一项具有挑战性的任务,因为砷是一种有毒物质,对人体和环境都具有潜在的危害。
因此,本文将介绍一种含砷的污水处理方法,以解决这一问题。
二、背景砷是一种广泛存在于地壳中的元素,其溶解在水中形成砷酸盐,对人体健康和环境造成威胁。
含砷的污水通常来自冶金、矿山、电镀、农药生产等工业过程,以及含砷地下水的地表排放。
因此,开发一种高效、经济、环保的含砷污水处理方法具有重要意义。
三、含砷污水处理方法1. 化学沉淀法化学沉淀法是一种常用的含砷污水处理方法。
通过加入适量的沉淀剂,如铁盐、铝盐等,可以使砷酸盐形成不溶于水的沉淀物,从而实现砷的去除。
该方法具有处理效果好、操作简单等优点,但需要考虑沉淀剂的成本和沉淀物的处理问题。
2. 吸附法吸附法是一种利用吸附剂吸附砷离子的方法。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁、氧化铝等。
吸附法具有处理效果好、操作简便等优点,但需要考虑吸附剂的成本和吸附剂再生的问题。
3. 膜分离法膜分离法是一种利用半透膜将砷离子与其他物质分离的方法。
常见的膜分离技术包括反渗透、纳滤和超滤等。
膜分离法具有处理效果好、操作稳定等优点,但需要考虑膜的成本和膜污染的问题。
4. 生物吸附法生物吸附法是一种利用微生物吸附砷离子的方法。
通过培养适宜的微生物,可以实现对砷的吸附和转化。
生物吸附法具有处理效果好、无需添加化学药剂等优点,但需要考虑微生物培养的成本和微生物的稳定性问题。
五、结论针对含砷的污水处理问题,我们可以采用化学沉淀法、吸附法、膜分离法和生物吸附法等不同的方法。
每种方法都有其优缺点,具体选择应根据实际情况进行综合考虑。
在处理过程中,还需关注处理效果、成本、操作难度和环境影响等因素。
通过不断的研究和创新,我们相信能够找到更加高效、经济、环保的含砷污水处理方法,为环境保护和人类健康做出贡献。
含氟污水处理处理常用方法之石灰沉淀法

污水的处理在很多行业都必不可少,且不同的行业产生的废水种类还不太一样,比如含氟废水是光伏行业和电子行业产生的主要废水。
它对粘膜、上呼吸道、眼睛、皮肤组织有很强的破坏作用,严重时还会引发咽喉及支气管的炎症、水肿、痉挛、及化学性肺炎、肺气肿。
所以对它进行相应的处理,是每个企业应该做的事情。
接下来,我们就来给大家分享一种常见方法。
石灰沉淀法是处理高浓度含氟工业废水的常用方法,利用石灰中的钙离子与氟离子生CaF2沉淀而除去氟离子。
一般情况下,在酸性较强的场合投加石灰粉更适合,而在pH相对较高的情况下,一般选择投石灰乳。
但是由于石灰溶解度低,因此很多时候会以乳状液投加。
反应生的CaF2沉淀会包裹在Ca(OH)2颗粒的表面,导致石灰难以被充分利用,因而用量较大。
在投加石灰乳时,即使其用量使废水pH达到12,也只能使废水中氟离子浓度下降到15mg/L左右,且水中悬浮物含量很高,达不到GB8979—96《污水综合排放标准》一级标准要求。
若废水中含有磷酸根离子,则先用石灰处理使pH大于7,再将沉淀物分离出来。
对于成分复杂的含氟废水,可用加酸反调pH值法。
在任何pH下,氟离子的浓度随钙离子浓度的增大而减小。
在钙离子过剩量小于40mg/L时,氟离子浓度随钙离子的浓度增大而迅速降低,而钙离子的浓度大于100mg/L时氟离子的浓度变化缓慢。
因此,在用石灰沉淀法处理含氟废水时,不能用单纯提高石灰过剩量的方法来提高除氟效果,而应在除氟效率与经济性二者之间进行协调考虑,使之既有较好的除氟效果又尽可能少地投加石灰。
浙江钙科机械设备有限公司,于2014年三月注册成立,致力于石灰生产工艺研究,以改革目前我国石灰生产工艺为研究目标,为配套企业提供石灰原料。
与此同时,还建设设备制造企业,开拓石灰窑改造工程市场,做成一个集石灰生产,化工原料深加工,窑炉改造工程承接,新型石灰生产主要设备制造,技术服务输出,石灰工艺的进一步研究深化为一体的现代化企业。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法一、引言污水中含有各种有害物质,其中砷是一种常见的有毒物质。
高浓度的砷会对环境和人体健康造成严重危害。
因此,开辟高效的含砷污水处理方法对于环境保护和人类健康至关重要。
本文将介绍几种常用的含砷污水处理方法,并对其原理、优缺点和适合范围进行详细阐述。
二、化学沉淀法化学沉淀法是一种常用的含砷污水处理方法。
其原理是通过添加适量的化学药剂,使污水中的砷形成不溶于水的沉淀物,从而达到去除砷的目的。
常用的化学药剂包括氢氧化铁、氢氧化铝等。
优点:1. 去除效率高:化学沉淀法对砷的去除效率高,可以将砷浓度降低到国家标准以下。
2. 操作简便:化学沉淀法操作简单,设备投资和运行成本相对较低。
3. 适合范围广:化学沉淀法适合于各种含砷污水处理,包括工业废水和生活污水等。
缺点:1. 产生大量污泥:化学沉淀法会产生大量含砷污泥,需要进行后续处理和处置。
2. 药剂消耗量大:为了达到较高的去除效率,化学沉淀法需要消耗大量的化学药剂,增加了运行成本。
三、吸附法吸附法是另一种常用的含砷污水处理方法。
其原理是利用吸附剂对污水中的砷进行吸附,从而达到去除砷的目的。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁等。
优点:1. 去除效率高:吸附法对砷的去除效率高,可以将砷浓度降低到国家标准以下。
2. 适合范围广:吸附法适合于各种含砷污水处理,包括工业废水和生活污水等。
3. 吸附剂可再生:吸附剂可以通过再生处理,循环利用,减少了废弃物的产生。
缺点:1. 吸附剂饱和:吸附法在长期运行后,吸附剂可能会饱和,需要进行更换或者再生处理。
2. 吸附剂成本高:一些高效的吸附剂成本较高,增加了运行成本。
四、生物法生物法是一种新兴的含砷污水处理方法。
其原理是利用微生物对污水中的砷进行降解和转化,从而达到去除砷的目的。
常用的生物法包括生物还原、生物吸附等。
优点:1. 环境友好:生物法对环境的影响较小,不会产生大量污泥或者废弃物。
2. 适合范围广:生物法适合于各种含砷污水处理,包括工业废水和生活污水等。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法一、引言随着工业化的快速发展,含砷废水的处理已成为环境保护领域的重要问题。
砷是一种有毒的化学元素,对人体和环境具有极大的危害。
因此,有效处理含砷废水对于保护人类健康和生态系统至关重要。
本文将深入探讨含砷废水的来源、危害、处理现状以及处理方法,并展望其未来的发展前景。
二、含砷废水的来源含砷废水的来源广泛,主要来自采矿、冶金、化工、农药、皮革等行业的生产过程。
这些行业在生产过程中大量使用含砷的原料,导致废水中的砷含量超标。
此外,某些自然活动也可能导致含砷废水的产生,例如火山爆发和矿物溶解等。
三、含砷废水的危害含砷废水对环境和人体健康构成严重威胁。
砷是一种致癌物质,长期接触高浓度的含砷废水可能导致皮肤癌、肺癌和膀胱癌等疾病的发生。
此外,砷还对神经系统、免疫系统和消化系统造成损害。
因此,含砷废水的处理至关重要。
四、含砷废水的处理现状目前,国内外针对含砷废水的处理已经发展出多种方法,包括物理法、化学法和生物法等。
物理法主要包括沉淀法、吸附法和离子交换法等;化学法主要包括化学沉淀法、氧化还原法和电化学法等;生物法则主要利用微生物的代谢作用来降低废水中砷的浓度。
五、含砷废水的处理方法沉淀法:通过向废水中添加沉淀剂,使砷以沉淀物的形式从水中分离出来。
常用的沉淀剂包括铁盐、铝盐和石灰等。
这种方法操作简单,但处理效率较低,且容易产生二次污染。
吸附法:利用活性炭、硅胶、膨润土等吸附剂的吸附作用,将砷从废水中分离出来。
吸附剂具有高比表面积、多孔结构和良好的吸附性能等特点,能够有效地去除废水中的砷。
但吸附剂的再生和处置问题仍需解决。
氧化还原法:通过向废水中投加氧化剂或还原剂,将砷离子转化为无害或低毒性的物质。
常用的氧化剂包括氯气、次氯酸钠和双氧水等;常用的还原剂包括硫酸亚铁和亚硫酸盐等。
这种方法能够将剧毒的砷酸盐和亚砷酸盐转化为无毒或低毒性的物质,但运行成本较高。
生物法:利用微生物的代谢作用将废水中的无机砷转化为有机胂或将其还原为单质砷。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法引言概述:污水中的砷是一种有害的物质,它对人类健康和环境造成严重威胁。
因此,寻找和开发有效的含砷污水处理方法至关重要。
本文将介绍五种常用的含砷污水处理方法,包括吸附法、沉淀法、离子交换法、生物法和膜分离法。
一、吸附法1.1 活性炭吸附:活性炭具有很强的吸附能力,可以有效地去除污水中的砷。
其吸附机制是通过表面活性位点与砷形成物理或化学吸附,从而将砷离子从污水中去除。
1.2 氧化铁吸附:氧化铁是一种常用的吸附剂,其表面具有许多活性位点,可以与砷形成化学吸附。
此外,氧化铁还可以通过电荷吸附和离子交换等机制去除砷。
1.3 生物质吸附:一些生物质材料,如纤维素、藻类和菌类等,具有良好的吸附性能。
这些生物质材料可以通过表面官能团与砷形成物理或化学吸附,从而实现砷的去除。
二、沉淀法2.1 氢氧化铁沉淀:氢氧化铁是一种常用的沉淀剂,可以与砷形成不溶性沉淀,从而将砷从污水中去除。
此方法适用于砷浓度较高的污水处理。
2.2 硫化物沉淀:硫化物可以与砷形成不溶性沉淀,从而将砷离子从污水中沉淀下来。
这种方法对于低浓度砷的污水处理效果较好。
2.3 磷酸盐沉淀:磷酸盐可以与砷形成不溶性沉淀,从而实现砷的去除。
此方法适用于中等浓度的砷污水处理。
三、离子交换法3.1 阴离子交换树脂:阴离子交换树脂可以与砷离子发生离子交换反应,从而将砷离子从污水中去除。
此方法适用于砷浓度较低的污水处理。
3.2 阳离子交换树脂:阳离子交换树脂可以与砷形成络合物,从而将砷离子从污水中去除。
这种方法对于高浓度的砷污水处理效果较好。
3.3 混床离子交换:将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂混合使用,可以同时去除污水中的阴离子和阳离子,实现砷的高效去除。
四、生物法4.1 微生物还原:一些微生物具有还原砷的能力,可以将砷离子还原为不溶性沉淀,从而实现砷的去除。
这种方法对于低浓度的砷污水处理效果较好。
4.2 植物吸收:一些植物具有吸收砷的能力,可以通过根系吸收砷离子,并将其转化为无害的形式。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法污水处理是一项重要的环境保护工作,其中处理含有砷的污水是一项具有挑战性的任务。
砷是一种有毒物质,对人类和环境都具有潜在的危害。
因此,开辟高效可行的含砷污水处理方法至关重要。
本文将介绍几种常见的含砷污水处理方法,并对其原理、优缺点及适合范围进行详细说明。
1. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种常用的含砷污水处理方法。
活性炭具有较大的比表面积和孔隙结构,能够有效吸附砷离子。
该方法的原理是将含砷污水通过活性炭床,砷离子在活性炭表面发生吸附反应,从而达到去除砷的目的。
该方法具有操作简单、成本低廉的优点,但活性炭饱和后需要进行再生或者更换,且对于高浓度砷污水处理效果有限。
2. 氧化沉淀法氧化沉淀法是一种常见的含砷污水处理方法。
该方法利用氧化剂将砷离子氧化成沉淀物,然后通过沉淀物的沉淀作用将砷离子从污水中去除。
常用的氧化剂包括氯气、过氧化氢等。
该方法具有去除效果好、适合范围广的优点,但氧化剂的使用量较大,操作复杂,且产生的沉淀物需要进行处理和处置。
3. 离子交换法离子交换法是一种常见的含砷污水处理方法。
该方法利用离子交换树脂对砷离子进行吸附交换,从而将砷离子从污水中去除。
离子交换法具有去除效果好、可循环使用的优点,但需要定期对离子交换树脂进行再生或者更换,且对于高浓度砷污水处理效果有限。
4. 膜分离法膜分离法是一种常用的含砷污水处理方法。
该方法利用膜的选择性透过性,将砷离子从污水中分离出来。
常用的膜分离方法包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
膜分离法具有去除效果好、操作简单的优点,但膜的成本较高,且需要定期清洗和维护。
综上所述,含砷污水处理方法主要包括活性炭吸附法、氧化沉淀法、离子交换法和膜分离法等。
选择合适的处理方法应根据砷污水的浓度、水质要求、经济成本等因素进行综合考虑。
在实际应用中,可以根据具体情况选择单一的处理方法,也可以采用多种方法的组合,以达到更好的处理效果。
同时,为了保证处理效果和操作安全,应定期监测和维护处理设备,并合理处置产生的废物和沉淀物。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法污水处理是保护环境和人类健康的重要任务。
然而,许多工业和农业活动产生的污水中含有有害物质,如砷,对环境和生物造成潜在威胁。
因此,寻觅有效的含砷污水处理方法变得至关重要。
本文将详细介绍几种常用的含砷污水处理方法。
1. 化学沉淀法化学沉淀法是一种常见的含砷污水处理方法。
它利用化学反应使砷离子与沉淀剂反应生成不溶性的沉淀物,从而实现砷的去除。
常用的沉淀剂包括氢氧化铁、氢氧化铝等。
该方法具有简单、经济、效果稳定等优点,但对污水中其他成份有一定的要求。
2. 吸附法吸附法是一种常用的含砷污水处理方法。
吸附剂具有高度的表面活性,能够吸附砷离子并将其固定在其表面上。
常见的吸附剂有活性炭、氧化铁等。
该方法具有高效、灵便、易操作等优点,但吸附剂的再生和处理成本较高。
3. 膜分离法膜分离法是一种物理分离技术,通过膜的选择性透过性,将污水中的砷离子与其他成份分离。
常用的膜分离技术包括纳滤、超滤、反渗透等。
该方法具有高效、无需化学药剂、操作简单等优点,但膜的成本和维护较高。
4. 电化学法电化学法是一种利用电化学反应实现砷离子的去除的方法。
通过在电极上施加电流,使砷离子发生氧化还原反应,从而达到去除砷的目的。
该方法具有高效、无需化学药剂、操作简单等优点,但电极材料的选择和电流的控制较为关键。
5. 生物吸附法生物吸附法是一种利用生物体吸附砷离子的方法。
常见的生物吸附剂包括微生物、植物等。
通过调节生物吸附剂的生长环境和培养条件,使其吸附砷离子并将其固定在生物体表面。
该方法具有环保、可再生等优点,但生物吸附剂的选择和培养条件的控制较为复杂。
综上所述,含砷污水处理方法有化学沉淀法、吸附法、膜分离法、电化学法和生物吸附法等。
不同的方法适合于不同的情况,选择合适的方法需要考虑成本、效果、操作难度等因素。
在实际应用中,可以根据具体情况综合运用多种方法,以达到最佳的含砷污水处理效果。
含砷的污水处理方法

含砷的污水处理方法污水处理是一种关键的环境保护措施,它可以有效地减少污水中的有害物质对环境和人类健康的影响。
其中,含砷的污水处理是一个具有挑战性的任务,因为砷是一种有毒物质,对生态系统和人体健康都具有潜在的危害。
本文将详细介绍几种常见的含砷污水处理方法,包括物理方法、化学方法和生物方法。
一、物理方法1. 沉淀法:沉淀法是一种常用的物理处理方法,通过添加沉淀剂,将砷以固体沉淀的形式从污水中去除。
常用的沉淀剂包括氢氧化铁、氢氧化铝等。
此方法适合于砷浓度较高的污水处理,但处理效果受到pH值、温度等因素的影响。
2. 吸附法:吸附法是利用吸附剂将砷离子吸附在其表面,从而实现砷的去除。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁等。
吸附法具有高效去除砷的能力,但吸附剂的再生和处理成本较高。
二、化学方法1. 氧化法:氧化法是一种通过氧化反应将砷离子氧化为砷酸根离子,从而实现砷的去除。
常用的氧化剂包括高锰酸钾、过氧化氢等。
氧化法具有高效去除砷的能力,但氧化剂的使用量较大,处理成本较高。
2. 还原法:还原法是一种通过还原反应将砷酸根离子还原为砷离子,从而实现砷的去除。
常用的还原剂包括亚硫酸盐、亚铁盐等。
还原法具有较低的处理成本,但对于高浓度的砷污水处理效果较差。
三、生物方法1. 微生物还原法:微生物还原法是一种利用特定微生物将砷酸根离子还原为砷离子的方法。
常用的微生物包括硫酸盐还原菌、铁还原菌等。
微生物还原法具有较低的处理成本和较高的处理效果,但对于高浓度的砷污水处理能力有限。
2. 植物吸收法:植物吸收法是一种利用植物对砷具有吸收能力的特性,将污水中的砷通过植物的根系吸收并固定在植物体内。
常用的植物包括水稻、菊花等。
植物吸收法具有较低的处理成本和较高的处理效果,但对于高浓度的砷污水处理能力有限。
综上所述,含砷的污水处理方法包括物理方法、化学方法和生物方法。
根据实际情况,可以选择合适的方法进行处理。
物理方法适合于砷浓度较高的污水处理;化学方法具有高效去除砷的能力,但处理成本较高;生物方法具有较低的处理成本和较高的处理效果,但对于高浓度的砷污水处理能力有限。
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石灰沉淀法是一种常用的含砷废水处理方法,其基本原理是向含砷废水中加入氧化钙、氢氧化钙等沉淀剂,利用可溶性砷与钙离子形成难溶的化合物,如各种亚砷酸钙和砷酸钙盐沉淀,从而达到从废水中去除砷的目的。
但石灰沉淀法除砷过程中形成的砷酸钙盐在堆放过程中如果与空气中的CO2接触,会影响其溶解度和稳定性。
Robins(1981,1983)的研究结果表明,砷酸钙与空气中的CO2接触会分解成碳酸钙和砷酸,砷会从砷酸钙盐沉淀中析出,重新进入环境中[1,2];张昭和、彭少方(1995)研究了大气中CO2对Ca3(AsO4)2溶解度的影响,结果表明在砷渣露天堆放的开放体系中由于CO2的作用,砷酸钙向碳酸钙转化,砷又进入水中从而造成二次污染,应引起足够的重视[3]。
石灰沉淀法除砷过程中,随着Ca/As摩尔比和pH值的不同,除生成Ca3(AsO4)2外,还可以生成一系列其他的砷酸钙盐,而这些砷酸钙盐因组成和结构的不同,在水环境中的稳定性与溶解度也存在一定的差异,其受CO2影响的程度也未见报道。
本文通过前期砷酸钙盐沉淀和溶解实验所得到的热力学数据,对平衡系统中的Ca3(AsO4)2·xH2O、Ca5(AsO4)3(OH)和Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O三种砷酸钙盐进行不同CO2分压条件下的化学模拟计算和热力学分析,预测CO2对砷酸钙盐在水中稳定性和溶解度的影响,研究结果为含砷酸钙盐废弃物的最终处置场所与方法的选择,避免砷被天然水体浸取具有实际的指导意义。
1含砷废水中和沉淀过程中形成的砷酸钙的类型石灰沉淀法除砷一直以来被认为是一种有效的含砷废水处理方法并得到普遍应用,所以其沉淀产物砷酸钙盐在自然条件下的稳定性一直受到人们的关注。
Nishimura等(1985)曾用Ca3(AsO4)2·Ca(OH)2表示石灰沉淀法去除五价砷形成的砷酸钙盐的物质结构[4];Swash和Monhemius(1995)在常温条件下进行实验,结果说明沉淀物的组成很可能是CaHAsO4·xH、Ca5H2(AsO4)4和Ca3(AsO4)2结构的化合物[5];Bothe和Brown(1999)通过实验确定,在向含砷(V)的废水中投加石灰时,会形成Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O、Ca5(AsO4)3OH和Ca3(AsO4)2·3H2O等[6];Donahue 和Hendry(2003)在高Ca/As比条件下,确定含砷尾矿废水中和产生的沉淀主要是Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O[7]。
混合沉淀过程中生成的砷酸钙化合物的组成与结构主要取决于溶液的Ca/As摩尔比和pH值。
在我们实验的Ca/As 摩尔比(10、125、15、167、20和40)和pH值(1~14)条件下,生成的砷酸钙盐利用X射线衍射(XRD, Brucker D8Advance)、扫描电镜(SEM, Joel JSM-5610LV)和热重分析(TGA,TA Instruments Model 2050)对其性质进行研究,发现主要存在三种类型的砷酸钙盐,即Ca3(AsO4)2·xH2O、Ca5(AsO4)3(OH)和Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O。
下面主要针对这三种类型的砷酸钙盐,运用PHREEQC[8]程序进行CO2影响的模拟研究。
2PHREEQC的应用与热力学参数通过分析沉淀和溶解实验中液相的各种物质的浓度,应用PHREEQC程序计算各种砷酸钙盐在不同CO2的分压条件下(PCO2=-35、-25、-15和0)的溶解度。
计算时,液相中的总钙包括Ca2+、CaOH+、CaAsO-4、CaHAsO4和CaH2AsO+4,而总砷则包括H3AsO4、H2AsO-4、HAsO2-4、AsO3-4、CaAsO-4、CaHAsO4和CaH2AsO+4等存在形态.液相组分的活度系数采用Davies方程或Debye-Hückel方程计算,平衡反应及相应参数采用PHREEQE数据库文件或输入的参数,除了作者的实验数据外[9],主要使用了以下四个方面的数据(表1):(1) JESS-“Joint Expert Spiciation System”程序;(2)Wateq-“WATer EQuilibria”程序;(3)CHEAQS-“CHemical Equilibria in AQuatic Systems”程序;(4)Robins,R.G.的数据。
表1PHREEQC计算涉及的水溶液中反应的平衡常数反应方程式log K(25℃)来源Ca2++ AsO3-4=CaAsO-4Ca2++ HAsO2-4=CaHAsO4Ca2++ H2AsO-4=CaH2AsO+4Ca2++ OH-=CaOH+H3AsO4=H2AsO-4 + H+H3AsO4=HAsO2-4 + 2H+H3AsO4=AsO3-4+ 3H+H2O=OH- + H+Ca(H2AsO4)2=Ca2++2H2AsO-4Ca5H2(AsO4)4 + 2H+=5Ca2++4HAsO2-4Ca3(AsO4)2·xH2O=3Ca2++2AsO3-4+xH2OCa5(AsO4)3(OH)(c)=5Ca2++3AsO3-4+OH-Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O(c)=4Ca2++2AsO3-4+2OH-+4H2O4362661301325-2243-9001-20 597-1399811000-18000-2114-4012-2749Bothe, 1999[6]Bothe, 1999[6]Bothe, 1999[6]PHREEQC[8]PHREEQC[8]PHREEQC[8]PHREEQC[8]PHREEQC[8]JESSJESSYinian Zhu[9]Yinian Zhu[9]Yinian Zhu[9]3结果与讨论根据表1的热力学数据,利用PHREEQC程序计算得不同pH值和不同CO2分压条件下砷酸钙盐的溶解度的变化情况见图1~图3。
从图中可以看出:(1)当P CO2=0时,随着溶液pH值的增加,溶液中砷的浓度逐渐降低,在pH=12处达到最低点,此后曲线开始上升。
张昭和彭少方(1995)认为当pH大于12时,由于CaOH+和Ca(OH)2的生成,Ca3(AsO4)2发生了两种固相转化反应,即Ca3(AsO4)2 + 3H2O=2AsO3-4 + 3CaOH+ + 3H+和Ca3(AsO4)2 + 6H2O=2AsO3-4+3Ca(OH)2 + 6H+,AsO3-4进入溶液,引起溶液中砷浓度的增加。
其他两种砷酸盐化合物的固相转化反应为:Ca5(AsO4)3(OH) + 4H2O3AsO3-4+5CaOH++4H+Ca5(AsO4)3(OH) + 9H2O 3AsO3-4图1CO2对Ca3(AsO4)2·xH2O在水中稳定性与溶解度的影响图2CO2对Ca5(AsO4)3(OH)在水中稳定性与溶解度的影响图3CO2对Ca4(OH)2·4H2O在水中稳定性与溶解度的影响+ 5Ca(OH)2 + 9H+Ca4(OH)2(AsO4)2+3H2O2AsO3-4+ 4CaOH++3H+Ca4(OH)2(AsO4)2+7H2O2AsO3-4+4Ca(OH)2+7H+(2)对于开放体系,CO2对砷酸钙稳定性的影响主要发生在pH值较高(>83)的条件下,此时HCO-3和CO2-3是水中溶解的无机碳的主要存在形式。
溶液中砷浓度增加的主要原因是由于不同类型的砷酸钙在CO2存在的条件下发生不一致性溶解,生成碳酸钙并释放出As,影响了砷酸钙盐化合物的稳定性。
以溶液中碳酸的主要存在形式是CO2-3为例,发生的反应如下:Ca3(AsO4)2 + 3CO2-3〖FY〗3CaCO3 + 2AsO3-4Ca5(AsO4)3(OH) + 5CO2-3+H+〖FY〗5CaCO3+3AsO3-4+H2OCa4(OH)2(AsO4)2 + 4CO2-3+2H+〖FY〗4CaCO3+2AsO3-4+2H2O(3)随着CO2分压的增加,溶液的pH值降低,砷酸盐的溶解度增加,表现为砷酸盐发生不一致溶解的酸度越低。
在这一点上三种砷酸盐的溶解情况基本一致。
(4)前人在研究1∶1、5∶4、4∶2和3∶2砷酸钙盐的稳定性与溶解的CO2含量的关系时发现,溶解的CO2含量对1∶1和5∶4砷酸钙盐的稳定范围的影响非常有限,而对4∶2和3∶2砷酸钙盐的稳定范围有着非常强的影响。
但从下面的图示可以看出,溶解的CO2含量对砷酸钙盐稳定性的影响主要发生在Ca3(AsO4)2·xH2O和Ca5(AsO4)3(OH),即3∶2和5∶3的砷酸钙盐,而对Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O,即4∶2的砷酸钙盐的影响非常小,尤其是对P CO2=-15的情况,几乎没有产生影响。
(5)从上面的分析可以看出,CO2对砷酸钙盐的稳定性存在一定的影响,主要跟砷酸钙盐的类型和CO2分压的不同有关。
所以在处置含砷酸钙盐废物时,应综合考虑这两方面的因素。
4结论通过Ca3(AsO4)2·xH2O、Ca5(AsO4)3(OH)和Ca4(OH)2(AsO4)2·4H2O沉淀和溶解两方面的实验,应用PHREEQC程序模拟其在不同CO2分压条件下(P CO2=-35、-25、-15和0)溶解度的变化情况,得出如下结论:(1)砷酸钙盐的稳定性除与pH值有关外,还与所暴露环境中的CO2的分压存在一定的关系。
CO2可使砷酸钙盐在一定酸度条件下发生不一致溶解,溶解度增加。
(2)随着CO2分压的增加,三种砷酸钙盐发生不一致溶解的酸度越低。
(3)CO2对砷酸钙盐稳定性的影响还与其类型有关,主要影响3∶2和5∶3的砷酸钙盐,而对4∶2砷酸钙盐的影响较小。
(4)砷酸钙盐废物的合理处置应考虑其类型和环境中CO2的影响程度。