水中砷(Ⅲ)的去除機理及工藝研究.pdf

1、本文以人工模擬含砷水和含砷廢水為研究對象進行除砷研究。研究內容主要分為兩個部分：（1）利用零價鐵（ZVI）及其與石英砂的復合物針對模擬含砷廢水等微污染水體砷的去除進行分批進水和連續(xù)性進水的試驗研究；（2）利用SRB混合菌及與ZVI/石英砂濾柱復合工藝針對模擬工業(yè)廢水中的酸性含砷廢水中砷和硫酸根的同步去除進行了分批進水和連續(xù)性進水試驗研究。分批進水試驗主要考察了ZVI及SRB等對不同水體中As去除效果的影響因素，分析了水中 As(Ⅲ)的去

2、除機理。連續(xù)性進水試驗研究了各反應系統(tǒng)在不同試驗條件下對不同模擬廢水中 As(Ⅲ)的連續(xù)性去除特性，并探討反應器的工藝運行條件，為進一步的工程應用奠定理論基礎。本研究主要得出以下結論。
　　1、在利用 ZVI去除含砷模擬廢水除砷的分批進水試驗中，反應體系內的As(Ⅲ)主要依靠ZVI的表面吸附及ZVI腐蝕產物的吸附共沉淀作用而被去除， ZVI去除水中As(Ⅲ)的效果受pH值影響較大，其最適pH值范圍為4.0-9.0；在不同初始pH值

3、條件下，ZVI對水中As(Ⅲ)的吸附過程符合準二級動力學模型，說明其吸附過程主要受化學作用控制；在ZVI被腐蝕的過程中，在ZVI的表面同時存在As(Ⅲ)的氧化和還原，其中在Fe2+氧化為Fe3+的階段會產生能將As(Ⅲ)氧化為As(Ⅴ)的中間產物。
　　2、在利用 ZVI/石英砂復合物濾柱對模擬廢水進行連續(xù)性進水試驗的過程中，經計算ZVI對As(Ⅲ)的吸附容量可達89.92mg/g，ZVI腐蝕產物在石英砂表面沉積物的晶態(tài)類型對 A

4、s(Ⅲ)的吸附容量有影響，無定型態(tài)的 ZVI腐蝕產物對As(Ⅲ)的吸附容量最大，其質量百分比和原子百分比分別可達到6.73和2.15，其他晶態(tài)類型對 As吸附量的質量百分數大約在4.0-4.5％之間；pH值和溶解氧（DO）會對ZVI腐蝕產物的晶態(tài)類型和晶態(tài)化過程產生影響，進而影響As(Ⅲ)的去除效果。另外，ZVI投加量和水力停留時間也會對As(Ⅲ)的去除效果產生影響。
　　3、利用硫酸鹽還原菌（SRB）處理模擬含砷酸性廢水分批進水

5、試驗中，乳酸鹽是SRB生長、代謝的最適碳源；初始As(Ⅲ)濃度對反應系統(tǒng)中SRB混合菌的生長代謝有一定影響，低濃度的As(Ⅲ)會在一定程度上促進SRB的生長代謝，而高濃度的As(Ⅲ)會對SRB混合菌的生長代謝產生抑制作用；SRB混合菌對系統(tǒng)中As(Ⅲ)的去除主要依靠其代謝產物（H2S及S2-）與As(Ⅲ)發(fā)生反應生成硫化砷沉淀和生物吸附作用來完成，并且SRB混合菌對系統(tǒng)中的As(Ⅲ)具有氧化作用；SRB在pH值5.0-8.5的范圍內均能

6、生長，最適生長pH值范圍為7.0-8.0；生物反應體系的pH值會影響AsxSy的溶解度和As(Ⅲ)的去除率，反應達到平衡后，溶液的pH值與砷的濃度呈正相關關系。
　　4、利用SRB反應器及其組合工藝處理模擬含砷廢水的連續(xù)性進水試驗中，改進型UASB反應器較ASBR反應器更適用于模擬含砷酸性廢水的處理；運行穩(wěn)定后，改進型UASB的各項出水指標穩(wěn)定，反應器對污染物COD、硫酸根、As(Ⅲ)的去除率分別達到78%、88%和60%；在反應