近年来，随着工业的发展，在日常的工业生产过程中产生了大量的含砷废水，很容易造成砷的污染。如果水源受到砷污染，人们饮用被污染的水时可导致中毒、死亡或者发生癌变，严重威胁着人类的健康;如果使用被污染的水灌溉土地，会导致砷在地表土壤中的积累，进而导致可食用植物中砷的生物累积，再通过食物最终危害到人类的健康。目前，国内外处理含砷废水的方法很多，包括化学沉淀法、物化法、微生物法等。其中，化学沉淀法是除砷工艺相对成熟的方法，操作简单、去除范围广、效率高。
本文采用复合铁盐、石灰、磷酸盐、PAM进行除砷实验探究，通过添加生石灰到含砷废水中调节pH值，生成亚砷酸钙沉淀或者砷酸钙沉淀，再利用磷酸根能与砷(Ⅲ)和砷(V)反应生成高不溶性的络合物。铁盐络合离子能够絮凝、沉降、吸附砷(I)和砷(V)，生成的少量铁离子和含砷离子团发生沉淀反应。此方法运行成本低，方法简单，易于操作，无需氧化;产泥量少，处理彻底，具有很好的经济效益，实现了含砷废水的无害化处置。
1、试验部分
1.1 试验材料
含砷废水来自某化工企业，pH=4.46，ρ(As)=1018mg/L，复合铁盐、磷酸盐、PAM聚丙烯酰胺(工业级)，石灰为市售生石灰、硫酸(工业级)、雷磁JB-1搅拌器、烧杯。
2、过程与讨论
2.1 复合铁盐加入量对砷去除的影响
取含砷废水300g，分别加入3、6、9、12、15、18g复合铁盐，加入石灰8~10g调节pH值至7~9，再加入0.1%PAM1g。充分搅拌30min使其溶解，静置30min，过滤，检测滤液中的砷含量。结果见表1。
由表1可知，保持废水体系pH值、搅拌时间不变低。当复合铁盐加入量为6g时，废水中砷质量浓度降至3.32mg/L;继续添加复合铁盐，废水中砷质量，随着复合铁盐量的增加，废水中砷浓度不断降浓度基本不变。因此选择复合铁盐加入量为6~9g，即含砷废水量的2%~3%。
2.2 磷酸盐加入量对砷去除的影响
取含砷废水300g，分别加入3、6、9、12、15、18g磷酸盐，加入石灰8~10g调节pH值至7~9，再加入0.1%PAM1g。充分搅拌30min使其溶解，静置30min，过滤，检测滤液中的砷含量。结果见表2。
由表2可见，保持废水体系pH值、搅拌时间不变，随着磷酸盐加入量的增加，废水中砷的质量浓度不断降低。当磷酸盐加入量为9g时，废水中砷的质量浓度降至4.2mg/L;继续加大磷酸盐的用量，废水中砷的质量浓度基本不变。因此选择磷酸盐加入量为9~12g，即含砷废水量的3%~4%。
2.3 复合铁盐与磷酸盐配比对砷去除的影响
取含砷废水300g，分别加入复合铁盐、磷酸盐，加入石灰8~10g调节pH值至7~9，再加入0.1%PAM1g。充分搅拌30min使其溶解，静置30min，过滤，检测滤液中的砷含量。
由表3可知，保持废水体系pH值、搅拌时间不变。当复合铁盐加入量为含砷废水量的2%~3%，磷酸盐加入量为含砷废水量的3%~4%时，废水中砷的质量浓度降至0.32mg/L，达到《污水综合排放标准》GB8978-1996(0.5mg/L)以下;当复合铁盐加入量小于含砷废水量的2%~3%，磷酸盐加入量小于含砷废水量的3%~4%时，废水中砷的质量浓度最低降至0.58mg/L，达不到《污水综合排放标准》GB8978-1996(0.5mg/L)以下;当复合铁盐加入量大于含砷废水量的2%~3%，磷酸盐加入量大于含砷废水量的3%~4%时，废水中砷的质量浓度降至0.29mg/L，达到《污水综合排放标准》GB8978-1996(0.5mg/L)以下，但是药剂添加量过大;当复合铁盐加入量大于含砷废水量的2%~3%，磷酸盐加入量小于含砷废水量的3%~4%或者复合铁盐加入量小于含砷废水量的2%~3%，磷酸盐加入量大于含砷废水量的3%~4%时，废水中砷浓度都达不到《污水综合排放标准》GB8978-1996(0.5mg/L)以下。
2.4 pH值对砷去除率的影响
取含砷废水300g，利用石灰、硫酸，分别调节pH值为6、7、8、9、10、11、12，加入复合铁盐9g，加入磷酸盐12g，再加入0.1%PAM1g。充分搅拌30min使其溶解，静置30min，过滤，检测滤液中砷含量。结果如图1所示。
由图1可见，随着含砷废水体系pH值的增加，砷去除率也随之增加，废水中砷浓度也随之下降。当含砷废水体系pH值达到7时，砷去除率达到最大，废水中砷浓度也降至最低;当含砷废水体系pH值为7~9时，砷去除率基本稳定，出水砷浓度也基本稳定;当体系pH>9以后，随着含砷废水体系pH值的增加，砷去除率随之降低，出水砷浓度开始增加。
3、结论
通过添加复合铁盐和磷酸盐，可以在不需要氧化剂加入的条件下就能将含砷废水处理至《污水综合排放标准》GB8978-1996(0.5mg/L)以下。通过以上试验可得出以下结论:
1)复合铁盐加入量为2%~3%，磷酸盐加入量为3%~4%，石灰加入量5%~20%，调节pH为7~9，PAM加入量为1%的条件下，废水中砷含量从1018mg/L降至0.32mg/L，除砷率达99.968%。处理后的废水能达到《污水综合排放标准》GB8978-1996(0.5mg/L)的要求，处理后产生的污泥能达到《危险废物填埋污染控制标准》GB18598-2019(1.2mg/L)以下。
2)当体系pH值>10时，砷去除率降低、出水砷浓度增加，可能是因为Ca-As(V)型沉淀的稳定性高于Ca-As(I)型沉淀，而含砷废水体系中含有不同浓度的As(V)、As(Ⅲ)，由于试验过程中未添加任何氧化剂，所以不稳定的Ca-As(Ⅲ)型沉淀随着废水体系pH值的增加随之溶解释放出As(Ⅲ)。所以砷去除率降低、出水砷浓度增加。
3)在今后处理含砷废水体系时，可以先将废水进行氧化，再添加上述研究药剂，可能会得到不一样的效果，这为后续研究提供了新的方向和基础。
4)此方法具有运行成本低、方法简单、易于操作、无需氧化、产泥量少、处理彻底、经济效益良好等特点。
（来源：云南大地丰源环保有限公司，云南大地绿坤环保科技有限公司）
