软锰矿法处理含砷废水原理

⑴ 处理含砷废水的方法有哪些

(1)石灰法；(2)石灰-铁盐法；(3)硫化法；(4)软锰矿法；(5)综合回收法；(6)磷酸盐法；(7)活性炭、活性铝吸附法；(8)反渗透法；(9)离子交换法。

⑵ 含砷废水怎样处理

处理含砷废水，目前国内外主要有中和沉淀法、絮凝沉淀法、铁氧体法、硫化物沉淀法等，适用于高浓度含砷废水，生成的污泥易造成二次污染。在化学法方面的研究已经比较成熟，很多人曾在这方面做了深入的研究。
1 化学法处理含砷废水
中和沉淀法作为工程上应用较广的一种方法，很多人在这方面作了深入的研究，机理主要是往废水中添加碱（一般是氢氧化钙）提高其pH，这时可生成亚砷酸钙、砷酸钙和氟化钙沉淀。这种方法能除去大部分砷和氟，且方法简单，但泥渣沉淀缓慢，难以将废水净化到符合排放标准。
絮凝共沉淀法，这是目前处理含砷废水用得最多的方法。它是借助加入（或废水中原有）Fe3+、Fe2+、Al3+和Mg2+等离子，并用碱（一般是氢氧化钙）调到适当pH，使其形成氢氧化物胶体吸附并与废水中的砷反应，生成难溶盐沉淀而将其除去。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，自70年代起已有较多报道，工艺过程是在含砷废水中加入一定数量的硫酸亚铁，然后加碱调pH至8.5-9.0，反应温度60-70℃，鼓风氧化20-30分钟，可生成咖啡色的磁性铁氧体渣。Nakazawa Hiroshi 等研究指出，在热的含砷废水中加铁盐（FeSO4或Fe2(SO4)3）,在一定pH下，恒温加热1 h。用这种沉淀法比普通沉淀法效果更好。特别是利用磁铁矿中Fe3+盐处理废水中As(III)、As(V)，在温度90℃，不仅效果很好，而且所需要的Fe3+浓度也降到小于0.05mg/L。赵宗升曾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体系沉淀除砷的机理，发现在低pH值条件下，废水中的砷酸根离子与铁离子形成溶解积很小的FeAsO4，并与过量的铁离子形成的FeOOH羟基氧化铁生成吸附沉淀物，使砷得到去除。
马伟等报道，采用硫化法与磁场协同处理含砷废水，提高了硫化渣的絮凝沉降速度和过滤速度，并提高了硫化剂的利用率。研究发现经磁场处理后，溶液的电导率增加，电势降低，磁化处理使水的结构发生了变化，改变了水的渗透效果。国外曾有人提出在高度厌氧的条件下，在硫化物沉淀剂的作用下生成难溶、稳定的硫化砷，从而除去砷。
化学沉淀法作为含砷废水的一种主要处理方法，工程化比较普遍，但并不是采用单一的处理方式，而是几种处理方式的综合处理，如钙盐与铁盐相结合，铁盐与铝盐相结合等等。这种综合处理能提高砷的去除率。但由于化学法普遍要加入大量的化学药剂，并成为沉淀物的形式沉淀出来。这就决定了化学法处理后会存在大量的二次污染，如大量废渣的产生，而这些废渣的处理目前尚无较好的处理处置方法，所以对其在工程上的应用和以后的可持续发展都存在巨大的负面作用。
2 物化法处理含砷废水
物化法一般都是采用离子交换 、吸附、萃取、反渗透等方法除去废液中的砷。物化法大都是些近年来发展起来的较新方法，实用的尚不多见，但是有众多学者在这方面做了深入的研究，并取得了显著的成果。
陈红等曾利用MnO2对含As(III)废水进行了吸附实验，结果表明，MnO2对As(III)有着较强的吸附能力，其饱和吸附量为44.06mg/g（δ-MnO2）和17.9 mg/g(ε-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。
胡天觉等报道，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。
刘瑞霞等也曾制备了一种新型离子交换纤维，该离子交换纤维对砷酸根离子具有较高的吸附容量和较快的吸附速度。实验表明该纤维具有较好的动态吸附特性，30mL 0.5mol/L氢氧化钠溶液可定量将96.0 mg/g吸附量的砷从纤维上洗脱。
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5mg·L-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30mg·L-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：①pH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。②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。③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。④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。

⑶ 烟气脱硫脱硝技术的软锰矿法烟气脱硫资源化技术

MnO2是一种良好的脱硫剂。在水溶液中，MnO2与SO2发生氧化还原发应,生成了MnSO4。软锰矿法烟气脱硫正是利用这一原理，采用软锰矿浆作为吸收剂，气液固湍动剧烈,矿浆与含SO2烟气充分接触吸收，生成副产品工业硫酸锰。该工艺的脱硫率可达90%，锰矿浸出率为80%，产品硫酸锰达到工业硫酸锰要求（GB1622－86）。
常规生产工业硫酸锰方法是：软锰矿粉与硫酸和硫精沙混合反应，产品净化得到工业硫酸锰。由于我国软锰矿品位不高，硫酸耗量增大，成本上升。该法与常规生产工业硫酸锰相比是，不用硫酸和硫精沙，溶液杂质也降低，原料成本和工艺成本都有降低，比常规生产工业硫酸锰方法节约成本25%以上， 加之国家对环保产品在税收上的优惠，竞争力将大大提高。该工艺原料软锰矿价廉， 大约200～300元/吨，估计5年左右可收回投资。该工艺不但治理了工业废气，处理了制酸废水,并且回收了硫酸锰产品，具有明显的社会环境和经济效益。

⑷ 用化学沉淀法处理含砷废水时有没有砷蒸汽形成，形成的蒸汽对人体的伤害

用化学沉淀法处理含砷废水，主要是利用硫化钠深沉淀大部分砷，以及石灰铁盐法吸附聚沉残砷。此过程没含砷蒸汽生成，自然也不存在“蒸汽对人体的伤害”。

⑸ 污水处理技术篇：水体中的砷如何去除

水体中的砷如何去除：目前，国内外处理污水处理中含砷废水的方法主要有沉淀法专、离子交换法、生属物法、膜法、电凝聚法、吸附法等。这些方法均有其自身的特点，如：沉淀法除砷技术较为完善，应用较为广泛，但它处理后会产生大量废渣，造成二次污染，而且除砷效率低，难以满足饮用水水质要求;离子交换法适用于处理量不大、组成单一、回收价值高的废水，但其处理工艺复杂、成本高，难以实现工业化生产;生物法中微生物对周边环境的要求很严格，因砷具有毒性，用此法处理水中的砷目前尚处在起步阶段;膜分离法处理成本较高，不宜大规模应用;电凝聚法操作技术条件要求比较高;吸附法是利用吸附剂提供的大比表面积，通过砷污染物与吸附剂间较强的亲和力达到净化除砷的目的。吸附法由于简单易行、去除效果好、能回收废水中的砷、对环境不产生或很少产生二次污染，且吸附材料来源广泛、价格低廉、可重复使用等优势而备受人们关注。

⑹ 砷污染处理办法

微鼻技术处理重金属砷效果明显,由北京微陶环保研究中心有限公司开发并进行推广

微鼻技术

不仅能够有效去除铅、砷、汞、锰、镉、镍、铬等多种有害重金属（平均去除率达90%以上，除砷为世界领先，达99%去除率），能有效保留水中有益矿物质，且生产成本低，水质指标不变，符合大众饮食文化习惯。微鼻过滤的除重金属技术，结合纳米技术和现代吸附膜技术，用快速简捷的方法，高效去除饮用水中铅、汞、砷、镉等致癌的重金属污染物，除重金属率达到世界最严格的饮水标准，尤其是除砷指标为世界领先。本技术2006年5月被美国工程院和环保总署评为15个最佳治理砷污染的技术；2006年5月获得夏威夷大学最佳技术奖和最佳商业发展奖。全球有超过100多家的媒体报道，在业界具有很高的知名度。

研发背景砷普遍存在于自然界中，它是一种毒性非常强的重金属，其化合物之一的氧化砷就是古时候常拿来当做毒药的砒霜。只要在水中出现少量的砷(10ppb, 即一亿分之一)，就足以对人体的健康造成危害。长期饮用含砷的水，可以导致皮肤癌、膀胱癌和高血压、心脑血管病、神经病变、糖尿病。砷污染分为天然污染和人为污染两种类型，在世界范围内正成为日益严重的问题。据世界卫生组织2004 年统计，全球有超过1亿人在饮用被天然砷污染的水，主要分布在孟加拉、印度、中国、泰国、匈牙利、墨西哥、美国、巴西、智利、俄罗斯等46个国家。人为污染主要来自矿产开发、金属冶炼、化工产品和农药滥用等，其具体数量现在没有全球性的准确统计。为了应对这一挑战，美国夏威夷大学的中国科学家董良杰牵头的课题组成功地将鼻子的过滤原理应用于解决饮用水中砷污染的处理，发明了微鼻饮用水净化专利技术。同时发现微鼻净化新材料对其它重金属污染也有着高效吸附能力。以中国为例，重金属污染非常突出。如2005年发生的广东北江韶关铬污染，湖南长沙湘江饮用水源镉污染，和最近频繁发生的儿童血铅中毒都是非常惨痛的事件。中国有7 亿人饮用水达不到世卫推荐的水质标准。据中国国家环保局2006 年3 月披露，90% 的中国城市地下水和70% 的河流遭到污染。现有的技术如反渗透膜技术、化学法等存在着各种缺陷，如何经济有效地解决饮用水中砷和其他重金属污染问题，仍然是当今世界面临的一个巨大挑战。

技术比较评价饮用水除砷技术并不是一个简单的科技问题，因为砷的毒性高，而且在不同的水环境中呈现不同的形态，所以必须将废物处理、操作成本和安全保障等因素统筹考虑。例如，反渗透膜技术，虽然可以高效去除三价砷、五价砷以及其他金属离子，但反渗透技术产生大量高浓度的含砷废水，必须妥善处理。在美国中部，一个人口为8000人Mocock镇，花了120万美元建造一个反渗透水处理厂，但不得不花160万美元建造含砷废水处理系统，将废水回注到360米的深井中去。

反渗透技术 同时需要高压过滤和反冲洗，操作成本极为昂贵。一般除了在美国富裕的社区系统有应用外，很少用于水处理除砷。饮用水除砷措施除了反渗透法以外，混凝法、吸附法、离子交换法等是在世界各地目前比较多的采用。但是目前使用的这些方法都存在一定的弊端。混凝法需要大量的混凝剂，产生大量的含砷废渣无法利用，且处理困难，长期堆积则容易造成二次污染，因此该方法的应用受到一定的限制。

吸附法除砷效果易受有机物、PH值、水中砷的存在形态及浓度、其它阴阳离子成分及浓度的影响，且吸附剂材料价格较贵。离子交换法投资高，操作较复杂，存在环境污染隐患，细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物。现有技术的优缺点比较反渗透化学去沉淀氧化物吸附过滤离子交换微鼻技术三价五价砷高低低,需要预先氧化低,需要调pH,高效同时去除砷和其它重金属运行费用高压应用\高能耗和反冲洗带来高额费用低较高一般运行费用低且容易操作废物处理得到干净水，产生高浓度废水产生有害废物难以处理。容易再生困难，产生有毒废物可以安全地处理（填埋）用后的滤料其它水质去除其它有益的矿物质增加硬度，影响口感影响酸碱度用过的填料容易处理仅去除重金属，不影响其它水质指标

微陶环保公司微鼻技术已经申请了27个国家的专利，受到很好的报护，微鼻颗粒商标已经在美国注册和使用。公司成立后，微鼻技术的升级技术—纳米快速过滤材料技术将在中国和其它国家申请发明专利，目前该技术的核心配方及生产工艺唯有公司创始人董良杰一人掌握，确保技术的唯一性。此技术不仅可以保持公司核心技术在饮用水过滤领域的世界领先性，而且可以为公司未来进军空气过滤领域打开大门。本公司核心材料已经通过美国NSF认证，美国国家卫生基金会/美国国家标准协会C0000373NSF认证：经美国国家卫生基金会认证，这张清单所显示的技术与产品符合美国NSF/ANSI 61标准（美国国家卫生基金会/美国国家标准协会），即饮用水处理系统产品/设备具有健康效用。

⑺ 工厂排放出的酸性废水中的三价砷 （H3AsO3弱酸）不易沉降，可投入MnO2 先将其氧化成五价砷（H

答复楼主：
根据您的描述，您提到的工厂废水酸性很大，投了生石灰才会升到2，那最初的PH是低于2的
所以您的工厂废水要么含有稀硫酸、稀盐酸或者稀硝酸这些强酸
本身题目所提到的弱酸是不具备这样大的酸性的
加入生石灰后，钙和酸根结合
应该是生成硫酸钙、氯化钙、硝酸钙
其中硫酸钙是沉淀物，而氯化钙和硝酸钙不是
所以废水里应该含有硫酸
而沉淀物是硫酸钙

不知道您的题目中有否提到废水来源是煅烧还是什么硫化产物
希望对您有帮助

⑻ 瑞典化学家舍勒在研究软锰矿（主要成分是MnO2）的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、刺激

（1）装置中添加浓盐酸通过分液漏斗，所以A仪器名称是分液漏斗，故答案为：分液漏斗．
（2）加热条件下，浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为：MnO₂+4HCl（浓）