砷钙污泥的氧化-稳定化研究

王鑫，张玉超，张虹丽，吴小龙，陈静，王琳玲**

（华中科技大学环境科学与工程学院，湖北 武汉，430074）

关键词：砷污泥，三价砷氧化，砷稳定化，钙砷矿物

摘要：将三价砷氧化为五价砷对含砷固废的石灰稳定化具有强化作用，其原因在于砷酸钙比亚砷酸钙具有更低的溶解性。然而，这种常规理解并不能充分解释三价砷不完全氧化的情况。当含砷固废中三价砷与五价砷共存时，石灰处理后的砷稳定化产物将同时包含砷酸钙和亚砷酸钙，根据化学平衡理论此时稳定化后样品中可浸出的总砷（三/五价砷之和）由溶解性相对较高的亚砷酸钙主导。不完全的三价砷氧化不会从根本上改变三/五价砷的共存状态，那么，只要三价砷存在，总砷的可浸出性始终受亚砷酸钙的溶解性控制。根据上述理论分析，不完全的三价砷氧化无法起到强化砷稳定化的作用，这与实验结果不符。我们采用常规化学氧化剂（次氯酸钙或过氧化氢）将砷钙污泥中三价砷部分氧化，三价砷占比从初始的55%降低至16%时，石灰稳定化后污泥的总砷浸出浓度可由4.9 mg/L深度降低至1.4 mg/L，可见三价砷不完全氧化可以强化砷稳定化效果，且氧化-稳定化处理后总砷浸出浓度能够达到危险废物填埋标准中规定总砷浸出浓度低于2.5 mg/L的要求。价态分析结果显示，总砷浸出浓度的深度降低缘自三价砷浸出浓度的深度降低（4.3 mg/L降至0.8 mg/L）。氧化导致三价砷含量降低的条件下，生成的三价砷稳定化产物（CaHAsO3•xH2O）具有更低的溶度积常数，从而降低了三价砷的溶解度和浸出浓度，这是三价砷不完全氧化时强化砷稳定化的主要原因。