砷的主要处理方法有硫化物沉淀法,或与多价重金属如三价铁等络合并与金属氢氧化物进行共沉定。第二种方法是水处理技术中常采用的传统混凝沉降法。此外也可采用活性炭和矾土吸附或离子交换。
铁盐法
铁盐法是处理含砷废水主要方法,由于砷(V)酸铁的溶解度极小,所以除直接用铁盐处理外,也可在处理含砷废水时,先进行氧化处理,使废水中的三价砷先氧化成五价砷,使沉淀或混凝沉降法的效果更好。由于空气对三价砷的氧化速度很慢,所以常用氧化剂进行氧化,常用的氧化剂有氯,臭氧,过氧化氢,漂白粉,次氯酸钠或高锰酸钾,也可以在亚硫酸钠存在下进行光催化氧化。如在活性炭存在下也可以进行空气催化氧化,再与镁,铁,钙或锰等盐作用,脱砷能力可以提高10~30倍]。结合铁盐处理,出水中的砷含量可以降至0.05~0.1mg/L。铁盐法可以用在饮用水的净化中去。
废水中的砷可以用石灰乳、铁盐沉淀、中和,再用PTFE膜过滤,废水中的砷的去除率可达,克服了传统的含砷废水处理工艺投资高,占地大,运行成本高,处理后水质不稳定的弱点,滤清液无色,清澈,透明,可以达标排放或降级回用。
用硫酸铁或其它三价铁盐可以有效地去除废水中的砷化合物。当初始浓度为0.31~0.35毫克/升时,用硫酸铁处理,砷的去除率可达91~94%,如再经双层滤料过滤,去除率还可增加5~7%,总去除率可达98~99%,出水砷含量可降至0.003~0.006毫克/升。在用硫酸铁作为凝聚剂时,当用量在500毫克/升时,可以使水中的含砷量从25毫克/升降至5毫克/升以下。其机理是共沉淀法,在铁沉淀的同时,将砷也从废水中络合除去。砷酸盐和亚砷酸盐都可以用这种方法处理。如在处理前用氧化的方法进行预处理,使亚砷酸盐先氧化或高锰酸钾氧化成砷酸盐,其去除效果会更好。其沉淀的pH值可以控制在≥2,在沉降时加入高分子絮凝剂其效果更好。采用石灰-聚合硫酸铁法对硫酸生产中含砷废水进行了处理,实验了pH值、m(Fe)/m(As)(质量比)、石灰加入量等条件对As去除率的影响。结果表明,当pH值为8.8-10.6,m(Fe)/m(As)不小于5时,处理后的废水中As的质量浓度小于1mg/L,符合国家排标准。当用漂白粉作为氧化剂,结合铁盐处理,可以得到铁盐沉淀,出水中的砷含量可降至0.3~0.5mg/L,产生的砷酸钙含砷及锑分别为20及22%,可在玻璃工业中作为脱色剂。废水中的砷还可以用氯化镧或与硫酸铁一起作用,使砷成砷酸镧沉淀而去除,所得的砷酸镧在pH为3~10.0均比较稳定,适宜于后续处置。当含重金属工业废水中去除砷时,砷可随重金属的沉淀而一起去除,去除率可达90%,在铁存在的情况下,用石灰处理可有效地去除砷,砷含量可降至0.05毫克/升。如再与氧化钛吸附法结合,出水中的砷含量可以降至5ppb。由三价铁盐净化含砷废水的废渣,如再与硫酸亚铁溶液混合,并用石灰将pH调整至9,放置数天后,可以得到强磁性的稳定黑色沉淀。
硫酸厂的含砷废水,可以将其pH从1~2用消石灰中和提高至12~12.3,在中和时并加以搅拌及曝气,再与聚丙烯酰胺处理,经过滤后,并加入粘土进行吸附,出水中的砷含量可以降至<0.05mg/L。也可以用氯进行氧化,使三价砷转化成五价砷,再与足量的消石灰作用使pH调至12,使砷酸钙析出[。
利用三价铁和锰的共沉淀作用,可以用来处理含砷废水,pH以9~12间为好。
硫酸亚铁也可用来处理含砷废水,在特定的条件下,处理后的含砷量可以降至0.05毫克/升以下。
含砷废水可以通过电絮凝法进行处理,当用低碳钢及不锈钢作为阳极及阴极,可用来处理熔炼厂的废水。
铝盐法
用铝盐处理含砷废水,其效果相对较差。用明矾时,砷的去除效果约为75~79%,亚砷酸盐的去除率只有10~25%。但在处理亚砷酸盐前,先用氯气等处理,使其先转变成砷酸盐,则其去除率与砷酸盐相同。
硫化物沉淀法
含砷废水,在pH 6~7的条件下,加入硫化钠或硫化氢可以开成硫化砷沉淀,并使出水中的砷含量降至0.05毫克/升。并且发现硫化物沉淀法对砷酸盐有效,也对亚砷酸是无效的。但在石灰存在下,并在高的pH条件下,对砷酸盐和亚砷酸盐均是有效的.因为在高pH的环境下,亚砷酸盐可以转换成砷酸盐。在用硫化法处理含砷废水时,如再结合磁效应,则可以加速其沉降速率,提高砷的去除效率。另外硫磺在石灰乳中的溶液也可以处理废水中的砷,如果将此沉淀在取去前在加压釜中125~155℃加热,则可以减少沉淀中砷渗析出的可能。硫化钠也可以作为砷的沉淀剂来处理含砷废水,
当将氧化还原电位势控制在50~70mV时,废水中的99%的砷和铜可以被去除。用硫化铁FeS对含砷废水可以进行沉淀转化,絮凝和中和的方法进行处理,出水中含砷量在pH2~9时,可以达到<0.5mg/L。
含砷的废水可以用硫化钠来处理,例如黄铁矿的洗涤废水,含有22%的游离硫酸及3.5g/L的砷,可以用65g/L的硫化钠(并用硫化氢处理使硫化钠含量为23%硫氢化钠为77%),室温下搅拌1小时,溶解的硫化氢用压缩空气去除,并加入硅藻土作为过滤助剂,经过滤后,废液中的砷含量可以降至0.1mg/L。用硫化钠处理砷时,也可以在二氧化硫的存在下进行,所得的硫化砷沉淀可以在压热釜中加热至软化点及熔点,可以提高其致密度,密度可以达到2.05g/cm3,使沉淀易于保存及处理。