[发明专利]一种含砷废水的超临界水处理方法

说明书

本发明涉及一种含砷废水的超临界水处理方法，属于废水处理领域。本发明将氧化剂、含砷废水、添加剂加入到高温高压反应釜中得到反应体系，在密闭条件下，对反应体系升温加压至反应体系达到超临界状态，反应8~115min得到反应产物体系；当超临界状态的温度为460~630℃时，迅速泄压，反应产物体系气固液分离，釜体内固体产物为金属氧化物，气体产物冷却，三氧化二砷由气体转变成固体沉降下来，而液体产物为硝酸的溶液；当超临界状态的温度为385~460℃（不含460℃）时，高温高压反应釜内的反应产物体系降温至温度为100℃以下，通入二氧化硫废气反应得到固体产物和液体产物，固液分离得到固体三氧化二砷和液体产物，其中液体产物为含有金属阳离子的混合酸溶液。

技术领域

本发明涉及一种含砷废水的超临界水处理方法，属于废水处理领域。

背景技术

砷及其化合物是常见的环境污染物，有较大的毒性的致癌物质，若不加控制其极易对环境造成污染，且污染一旦形成还很难消除，已被美国疾病控制中心和国家防癌研究机构确定为第一类致癌物。砷会通过食物链或地面水、地下水进入人体，严重损害人类健康。近年来，随着金属矿的大量开发以及砷在工业上的广泛应用，含砷废水、废渣量日益增加，砷对环境污染日趋严重。因此，含砷废水的无害化和资源化处理很有必要。处理含砷废水主要方法有萃取法、硫化法、膜法、离子交换法、吸附法、石灰中和铁盐混凝沉淀法等方法。

中国专利CN102718259B中公开了一种含砷废水沉淀转化为三氧化二砷的方法，利用碱中和，硫酸铜沉淀，碱调节，加硫酸溶解，通入二氧化硫还原，再通过加热、冷却、结晶、过滤得到三氧化二砷，消耗了大量酸碱试剂。中国专利CN102234160B中公开了一种低浓度含砷废水处理方法，利用熟石膏（石灰乳）调节pH，氧化剂氧化，依次加入无机混凝剂、重金属捕捉剂、烧碱、有机絮凝剂、表面活性剂，再利用浮选、清液膜过滤已达到标准，没能有效的回收砷资源。中国专利CN103112974B中公开了一种含砷废水的处理方法，通过酸调节pH，多段投放硫化物，沉淀分离，加碱调节，电解凝聚，电解气浮，电解氧化还原，曝气沉淀，最后经过固液分离，但是本发明的技术方案复杂且涉及的装置较多，投入成本大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种含砷废水的超临界水处理方法，本发明方法工艺简单，操作步骤少，减少试剂消耗，避免二次污染，简化了工艺流程。

一种含砷废水的超临界水处理方法，具体步骤为：

将过量氧化剂、含砷废水、含氮添加剂加入到高温高压反应釜中得到反应体系，在密闭条件下，对高温高压反应釜中的反应体系升温加压至反应体系达到超临界状态，并反应8~115min得到反应产物体系，其中超临界状态的温度为385~630℃，压力为24~54Mpa；

当超临界状态的温度为460~630℃时，高温高压反应釜迅速泄压，反应产物体系进行气固液分离，残留高温高压釜体底部的固体产物为重金属氧化物，反应产物体系的气体冷却，三氧化二砷气体转变成固体三氧化二砷沉降下来，进一步冷却，液体产物为硝酸溶液；

当超临界状态的温度为385~460℃（不含460℃）时，高温高压反应釜内的反应产物体系降温至温度为100℃以下，通入二氧化硫废气反应得到固体产物和液体产物，固液分离得到固体三氧化二砷和液体产物，液体产物为含有金属阳离子的混合酸溶液，其中混合酸为硝酸和硫酸的混合酸。

所述氧化剂为双氧水、氧气或臭氧。

所述含氮添加剂为硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵、醋酸铵、氨水、一氧化氮、二氧化氮的一种或多种，含氮添加剂中的氮原子与硫化砷渣中的砷原子的摩尔比为(3~11):1。

进一步地，所述高温高压反应釜为间歇式反应釜或连续式反应釜；

进一步地，所述含砷废水为无机砷废水和/或有机砷废水；

进一步地，所述产生的硝酸溶液可以重复使用。