一种水中微量砷的去除方法
【专利摘要】一种水中微量砷的去除方法。本发明涉及水中微量砷的去除方法。本发明要解决现有水中微量砷的去除方法存在处理技术工艺复杂、运行成本高，并且砷的去除效率低，而采用工程纳米材料去除水中的重金属存在使用后难回收和难分离的问题。方法：向含微量砷的水中投加高铁酸盐，反应，搅拌吸附，然后投加混凝剂，最后依次经过混凝、沉淀、过滤，即可去除水中微量砷。本发明对砷的去除效率达到92％以上，技术工艺简单、运行成本低，实现了砷的有效去除，饮用水达到《生活饮用水卫生标准》，即砷低于10μg/L。本发明用于一种水中微量砷的去除方法。
【专利说明】一种水中微量砷的去除方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水中微量砷的去除方法。
【背景技术】
[0002]砷是一种毒性很强的重金属，在水环境中的存在将对水生动植物和人体等产生巨大影响。另外，含砷水若被用于进行农业灌溉、渔业养殖等功能需求使用时，还有可能通过食物链富集作用间接地进入人体、并对人体健康造成威胁。我国新疆、陕西、内蒙古、贵州、宁夏、吉林、青海等地的一些城市都不同程度地存在着饮用水中砷超标的问题。长期饮用砷超标的水，将可能导致皮肤色素沉积、皮肤癌、皮肤角质化、心血管疾病、肝癌等一系列问题。
[0003]基于砷巨大的毒性，世界上许多国家对其都制定了严格的环境标准，我国《生活饮用水卫生规范》中也严格限制了这些有害重金属在水中的最高浓度，即10 μ g/L。近年来，我国水环境中重金属砷的污染日益严重，如云南阳宗海砷污染，直接导致人的身体健康受到危害，严重威胁到公共卫生安全，产生较大的社会影响。单纯通过增加混凝剂的方法不能使砷浓度达到《生活饮用水卫生标准》中规定的限制(10 μ g/L)。许多研究与技术开发工作着眼于饮用水中砷的去除，开发了大量的除砷新技术与新方法，如吸附、絮凝-沉淀-过滤、絮凝-直接过滤、电渗析、离子交换、膜分离等。但现有水中砷的去除方法存在处理技术工艺复杂、运行成本高，并且砷的去除效率低的问题。纳米材料也逐渐成为水中重金属去除的新兴材料，具有很高的 比表面积，能去除水中的重金属，而工程纳米材料在水处理中的成本高，而且存在使用后难回收和难分离的问题。因此，对于受重金属砷污染的水源进行应急处理显得尤为重要，开发高效、便宜、使用方便的应急处理技术已经迫在眉睫。
【发明内容】
[0004]本发明是要解决现有水中微量砷的去除方法存在处理技术工艺复杂、运行成本高，并且砷的去除效率低，采用工程纳米材料去除水中的重金属存在使用后难回收和难分离的问题，而提供了一种水中微量砷的去除方法。
[0005]一种水中微量砷的去除方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0006]一、向含微量砷的水中投加高铁酸盐，然后在转速为260r/min~350r/min下，反应3min~7min,得混合溶液；所述的高铁酸盐的投加量为0.5mg/L~30mg/L ；
[0007]二、在转速为150r/min~250r/min下，步骤一得到的混合溶液继续搅拌吸附7min~12min,得到吸附后的混合溶液；
[0008]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过混凝、沉淀、过滤，即可去除水中微量砷；所述的混凝剂的投加量为0.5mg/L~50mg/L。
[0009]本发明利用高铁酸盐强氧化性氧化三价砷，生成容易去除的五价砷；同时利用高铁酸盐还原生成三价铁水解原位生成的纳米铁氧化物作为吸附剂，此吸附剂具有比表面积大、易于沉淀分离的特点，能够有效吸附去除水中低浓度的砷，能保证饮用水源中低浓度的砷在水厂出水时达到国家《生活饮用水卫生标准》中规定的限制，即10 μ g/L。该工艺具有去除效率高、工艺简单、操作灵活方便、不改变水厂原有处理工艺及运行成本低等优点，可用于水污染事件的应急处理。
[0010] 本发明的有益效果是:本发明对砷的去除效率达到92%以上，技术工艺简单、运行成本低；实现了砷的有效去除，饮用水达到《生活饮用水卫生标准》，即砷低于10 μ g/L。
[0011]本发明用于一种水中微量砷的去除方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为实施例一水中微量砷的去除效果图。
【具体实施方式】
[0013]本发明技术方案不局限于以下所列举的【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】之间的任意组合。
[0014]【具体实施方式】一:本实施方式所述的一种水中微量砷的去除方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0015]一、向含微量砷的水中投加高铁酸盐，然后在转速为260r/min~350r/min下，反应3min~7min,得混合溶液；所述的高铁酸盐的投加量为0.5mg/L~30mg/L ；
[0016]二、在转速为150r/min~250r/min下，步骤一得到的混合溶液继续搅拌吸附7min~12min,得到吸附后的混合溶液；
[0017]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过混凝、沉淀、过滤，即可去除水中微量砷；所述的混凝剂的投加量为0.5mg/L~50mg/L。
[0018]本实施方式步骤一中投加的高铁酸盐为高铁酸钾或高铁酸钠。本实施方式在高铁酸盐的选择中，以不向水源水中引入其它的饮用水中限制的、有害的杂元素为准。
[0019]本实施方式步骤三中利用常规水处理工艺的混凝、沉淀、过滤。
[0020]本实施方式利用高铁酸盐强氧化性氧化三价砷，生成容易去除的五价砷；同时利用高铁酸盐还原生成三价铁水解生成的纳米铁氧化物作为吸附剂，此吸附剂具有比表面积大、易于沉淀分离的特点，能够有效吸附去除水中微量砷，能保证饮用水源中低浓度的砷在水厂出水时达到国家《生活饮用水卫生标准》中规定的限制，即10 μ g/L。该工艺具有去除效率高、工艺简单、操作灵活方便、不改变水厂原有处理工艺及运行成本低等优点，可用于水污染事件的应急处理。
[0021]本发明的有益效果是:本发明对砷的去除效率达到92%以上，技术工艺简单、运行成本低；实现了砷的有效去除，饮用水达到《生活饮用水卫生标准》，即砷低于10 μ g/L。
[0022]本发明用于一种水中微量砷的去除方法。
[0023]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一中所述的高铁酸盐的投加量为lmg/L~25mg/L。其它与【具体实施方式】一相同。
[0024]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二之一不同的是:步骤一中所述的高铁酸盐的投加量为15mg/L。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0025]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:步骤一中所述的高铁酸盐为高铁酸钾或高铁酸钠。其它与【具体实施方式】一至三相同。[0026]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:步骤一中所述的含微量砷的水中砷为游离离子态的三价砷、游离离子态的五价砷、被有机物络合的三价砷、被有机物络合的五价砷、被无机物络合的三价砷或被无机物络合的五价砷中的一种或其中几种的混合物。其它与【具体实施方式】一至四相同。
[0027]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:步骤一中向含微量砷的水中投加高铁酸盐，然后在转速为300r/min下，反应3min，得混合溶液。其它与【具体实施方式】一至五相同。
[0028]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是步骤二中在转速为200r/min下，步骤一得到的混合溶液继续搅拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液。其它与【具体实施方式】一至六相同。
[0029]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是:步骤三中所述的混凝剂的投加量为5mg/L~40mg/L。其它与【具体实施方式】一至七相同。 [0030]采用以下实施例验证本发明的有益效果:
[0031]实施例一:
[0032]本实施例所述的一种水中微量砷的去除方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0033]一、向含100 μ g/L三价砷的水中投加高铁酸盐，然后在转速为300r/min下，反应3min，得混合溶液；所述的高铁酸盐的投加量为10mg/L ;所述的高铁酸盐为高铁酸钾；
[0034]二、在转速为200r/min下，步骤一得到的混合溶液继续搅拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液；
[0035]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过混凝、沉淀、过滤，即可去除水中微量砷；所述的混凝剂的投加量为10mg/L ;所述的混凝剂为硫酸铝。
[0036]本实施例通过等离子体质谱仪测试去除后水中剩余砷的含量，并通过计算得出水中微量砷的去除率，本实施例的水中微量砷的去除效果图如图1所示，由图1可知，本实施例对砷的去除效率达到94%以上。
[0037]实施例二:
[0038]本实施例所述的一种水中微量砷的去除方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0039]一、向含100 μ g/L五价砷的水中投加高铁酸盐，然后在转速为300r/min下，反应3min，得混合溶液；所述的高铁酸盐的投加量为10mg/L ;所述的高铁酸盐为高铁酸钾；
[0040]二、在转速为200r/min下，步骤一得到的混合溶液继续搅拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液；
[0041]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过混凝、沉淀、过滤，即可去除水中微量砷；所述的混凝剂的投加量为10mg/L ;所述的混凝剂为硫酸铝。
[0042]本实施例对砷的去除效率达到96%以上。
[0043]实施例三:
[0044]本实施例所述的一种水中微量砷的去除方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0045]一、向含100 μ g/L三价砷和5mg/L腐植酸(以总有机碳计)的水中投加高铁酸盐，然后在转速为300r/min下,反应3min,得混合溶液；所述的高铁酸盐的投加量为IOmg/L ;所述的高铁酸盐为高铁酸钾；
[0046]二、在转速为200r/min下，步骤一得到的混合溶液继续搅拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液；
[0047]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过混凝、沉淀、过滤，即可去除水中微量砷；所述的混凝剂的投加量为10mg/L ;所述的混凝剂为硫酸铝。
[0048]本实施例旨在提供以腐植酸作为代表的有机物对三价砷去除的影响，本实施例对砷的去除效率达到94%以上。
[0049]实施例四:
[0050]本实施例所述的一种水中微量砷的去除方法，具体是按照以下步骤进行的:
[0051]一、向含100 μ g/L五价砷和5mg/L腐植酸(以总有机碳计)的水中投加高铁酸盐，然后在转速为300r/min下,反应3min,得混合溶液；所述的高铁酸盐的投加量为IOmg/L ;所述的高铁酸盐为高铁酸钾；
[0052]二、在转速为200r/min下，步骤一得到的混合溶液继续搅拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液；
[0053]三、向吸附后的混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过混凝、沉淀、过滤，即可去除水中微量砷；所述的混凝剂的投加量为10mg/L ;所述的混凝剂为硫酸铝。
[0054]本实施例旨在提供以腐植酸作为代表的有机物对五价砷去除的影响，本实施例对砷的去除效率达到94%以上。
【权利要求】
1.一种水中微量砷的去除方法，其特征在于一种水中微量砷的去除方法是按照以下步骤进行的: 一、向含微量砷的水中投加高铁酸盐，然后在转速为260r/min~350r/min下，反应3min~7min,得混合溶液；所述的高铁酸盐的投加量为0.5mg/L~30mg/L ； 二、在转速为150r/min~250r/min下,步骤一得到的混合溶液继续搅拌吸附7min~12min,得到吸附后的混合溶液； 三、向吸附后的混合溶液中投加混凝剂，然后依次经过混凝、沉淀、过滤，即可去除水中微量砷；所述的混凝剂的投加量为0.5mg/L~50mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种水中微量砷的去除方法，其特征在于步骤一中所述的高铁酸盐的投加量为lmg/L~25mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种水中微量砷的去除方法，其特征在于步骤一中所述的高铁酸盐的投加量为15mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种水中微量砷的去除方法，其特征在于步骤一中所述的高铁酸盐为高铁酸钾或高铁酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种水中微量砷的去除方法，其特征在于步骤一中所述的含微量砷的水中砷为游离离子态的三价砷、游离离子态的五价砷、被有机物络合的三价砷、被有机物络合的五价砷、被无机物络合的三价砷或被无机物络合的五价砷中的一种或其中几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种水中微量砷的去除方法，其特征在于步骤一中向含微量砷的水中投加高铁酸盐，然后在转速为300r/min下,反应3min,得混合溶液。
7.根据权利要求1所述的一种水中微量砷的去除方法，其特征在于步骤二中在转速为200r/min下，步骤一得到的混合溶液继续搅拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液。
8.根据权利要求1所述的一种水中微量砷的去除方法，其特征在于步骤三中所述的混凝剂的投加量为5mg/L~40mg/L。
【文档编号】C02F1/28GK103922458SQ201410186378
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】马军, 皇甫小留, 王雅安, 江进, 庞素艳, 路希鑫 申请人:哈尔滨工业大学