一種水中微量砷的去除方法
【專(zhuān)利摘要】一種水中微量砷的去除方法。本發(fā)明涉及水中微量砷的去除方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有水中微量砷的去除方法存在處理技術(shù)工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高，并且砷的去除效率低，而采用工程納米材料去除水中的重金屬存在使用后難回收和難分離的問(wèn)題。方法：向含微量砷的水中投加高鐵酸鹽，反應(yīng)，攪拌吸附，然后投加混凝劑，最后依次經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾，即可去除水中微量砷。本發(fā)明對(duì)砷的去除效率達(dá)到92％以上，技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低，實(shí)現(xiàn)了砷的有效去除，飲用水達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，即砷低于10μg/L。本發(fā)明用于一種水中微量砷的去除方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種水中微量砷的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水中微量砷的去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]砷是一種毒性很強(qiáng)的重金屬，在水環(huán)境中的存在將對(duì)水生動(dòng)植物和人體等產(chǎn)生巨大影響。另外，含砷水若被用于進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)養(yǎng)殖等功能需求使用時(shí)，還有可能通過(guò)食物鏈富集作用間接地進(jìn)入人體、并對(duì)人體健康造成威脅。我國(guó)新疆、陜西、內(nèi)蒙古、貴州、寧夏、吉林、青海等地的一些城市都不同程度地存在著飲用水中砷超標(biāo)的問(wèn)題。長(zhǎng)期飲用砷超標(biāo)的水，將可能導(dǎo)致皮膚色素沉積、皮膚癌、皮膚角質(zhì)化、心血管疾病、肝癌等一系列問(wèn)題。
[0003]基于砷巨大的毒性，世界上許多國(guó)家對(duì)其都制定了嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》中也嚴(yán)格限制了這些有害重金屬在水中的最高濃度，即10 μ g/L。近年來(lái)，我國(guó)水環(huán)境中重金屬砷的污染日益嚴(yán)重，如云南陽(yáng)宗海砷污染，直接導(dǎo)致人的身體健康受到危害，嚴(yán)重威脅到公共衛(wèi)生安全，產(chǎn)生較大的社會(huì)影響。單純通過(guò)增加混凝劑的方法不能使砷濃度達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的限制(10 μ g/L)。許多研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)工作著眼于飲用水中砷的去除，開(kāi)發(fā)了大量的除砷新技術(shù)與新方法，如吸附、絮凝-沉淀-過(guò)濾、絮凝-直接過(guò)濾、電滲析、離子交換、膜分離等。但現(xiàn)有水中砷的去除方法存在處理技術(shù)工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高，并且砷的去除效率低的問(wèn)題。納米材料也逐漸成為水中重金屬去除的新興材料，具有很高的 比表面積，能去除水中的重金屬，而工程納米材料在水處理中的成本高，而且存在使用后難回收和難分離的問(wèn)題。因此，對(duì)于受重金屬砷污染的水源進(jìn)行應(yīng)急處理顯得尤為重要，開(kāi)發(fā)高效、便宜、使用方便的應(yīng)急處理技術(shù)已經(jīng)迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有水中微量砷的去除方法存在處理技術(shù)工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高，并且砷的去除效率低，采用工程納米材料去除水中的重金屬存在使用后難回收和難分離的問(wèn)題，而提供了一種水中微量砷的去除方法。
[0005]一種水中微量砷的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0006]一、向含微量砷的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為260r/min~350r/min下，反應(yīng)3min~7min,得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為0.5mg/L~30mg/L ；
[0007]二、在轉(zhuǎn)速為150r/min~250r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附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劑，然后依次經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾，即可去除水中微量砷；所述的混凝劑的投加量為0.5mg/L~50mg/L。
[0009]本發(fā)明利用高鐵酸鹽強(qiáng)氧化性氧化三價(jià)砷，生成容易去除的五價(jià)砷；同時(shí)利用高鐵酸鹽還原生成三價(jià)鐵水解原位生成的納米鐵氧化物作為吸附劑，此吸附劑具有比表面積大、易于沉淀分離的特點(diǎn)，能夠有效吸附去除水中低濃度的砷，能保證飲用水源中低濃度的砷在水廠出水時(shí)達(dá)到國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的限制，即10 μ g/L。該工藝具有去除效率高、工藝簡(jiǎn)單、操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，可用于水污染事件的應(yīng)急處理。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明對(duì)砷的去除效率達(dá)到92%以上，技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低；實(shí)現(xiàn)了砷的有效去除，飲用水達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，即砷低于10 μ g/L。
[0011]本發(fā)明用于一種水中微量砷的去除方法。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為實(shí)施例一水中微量砷的去除效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】之間的任意組合。
[0014]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式所述的一種水中微量砷的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0015]一、向含微量砷的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為260r/min~350r/min下，反應(yīng)3min~7min,得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為0.5mg/L~30mg/L ；
[0016]二、在轉(zhuǎn)速為150r/min~250r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附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劑，然后依次經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾，即可去除水中微量砷；所述的混凝劑的投加量為0.5mg/L~50mg/L。
[0018]本實(shí)施方式步驟一中投加的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀或高鐵酸鈉。本實(shí)施方式在高鐵酸鹽的選擇中，以不向水源水中引入其它的飲用水中限制的、有害的雜元素為準(zhǔn)。
[0019]本實(shí)施方式步驟三中利用常規(guī)水處理工藝的混凝、沉淀、過(guò)濾。
[0020]本實(shí)施方式利用高鐵酸鹽強(qiáng)氧化性氧化三價(jià)砷，生成容易去除的五價(jià)砷；同時(shí)利用高鐵酸鹽還原生成三價(jià)鐵水解生成的納米鐵氧化物作為吸附劑，此吸附劑具有比表面積大、易于沉淀分離的特點(diǎn)，能夠有效吸附去除水中微量砷，能保證飲用水源中低濃度的砷在水廠出水時(shí)達(dá)到國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的限制，即10 μ g/L。該工藝具有去除效率高、工藝簡(jiǎn)單、操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，可用于水污染事件的應(yīng)急處理。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明對(duì)砷的去除效率達(dá)到92%以上，技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低；實(shí)現(xiàn)了砷的有效去除，飲用水達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，即砷低于10 μ g/L。
[0022]本發(fā)明用于一種水中微量砷的去除方法。
[0023]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中所述的高鐵酸鹽的投加量為lmg/L~25mg/L。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一不同的是:步驟一中所述的高鐵酸鹽的投加量為15mg/L。其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟一中所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀或高鐵酸鈉。其它與【具體實(shí)施方式】一至三相同。[0026]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟一中所述的含微量砷的水中砷為游離離子態(tài)的三價(jià)砷、游離離子態(tài)的五價(jià)砷、被有機(jī)物絡(luò)合的三價(jià)砷、被有機(jī)物絡(luò)合的五價(jià)砷、被無(wú)機(jī)物絡(luò)合的三價(jià)砷或被無(wú)機(jī)物絡(luò)合的五價(jià)砷中的一種或其中幾種的混合物。其它與【具體實(shí)施方式】一至四相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟一中向含微量砷的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下，反應(yīng)3min，得混合溶液。其它與【具體實(shí)施方式】一至五相同。
[0028]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是步驟二中在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液。其它與【具體實(shí)施方式】一至六相同。
[0029]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是:步驟三中所述的混凝劑的投加量為5mg/L~40mg/L。其它與【具體實(shí)施方式】一至七相同。 [0030]采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0031]實(shí)施例一:
[0032]本實(shí)施例所述的一種水中微量砷的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0033]一、向含100 μ g/L三價(jià)砷的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下，反應(yīng)3min，得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為10mg/L ;所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀；
[0034]二、在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附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劑，然后依次經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾，即可去除水中微量砷；所述的混凝劑的投加量為10mg/L ;所述的混凝劑為硫酸鋁。
[0036]本實(shí)施例通過(guò)等離子體質(zhì)譜儀測(cè)試去除后水中剩余砷的含量，并通過(guò)計(jì)算得出水中微量砷的去除率，本實(shí)施例的水中微量砷的去除效果圖如圖1所示，由圖1可知，本實(shí)施例對(duì)砷的去除效率達(dá)到94%以上。
[0037]實(shí)施例二:
[0038]本實(shí)施例所述的一種水中微量砷的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0039]一、向含100 μ g/L五價(jià)砷的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下，反應(yīng)3min，得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為10mg/L ;所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀；
[0040]二、在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附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劑，然后依次經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾，即可去除水中微量砷；所述的混凝劑的投加量為10mg/L ;所述的混凝劑為硫酸鋁。
[0042]本實(shí)施例對(duì)砷的去除效率達(dá)到96%以上。
[0043]實(shí)施例三:
[0044]本實(shí)施例所述的一種水中微量砷的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0045]一、向含100 μ g/L三價(jià)砷和5mg/L腐植酸(以總有機(jī)碳計(jì))的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下,反應(yīng)3min,得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為IOmg/L ;所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀；
[0046]二、在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附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劑，然后依次經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾，即可去除水中微量砷；所述的混凝劑的投加量為10mg/L ;所述的混凝劑為硫酸鋁。
[0048]本實(shí)施例旨在提供以腐植酸作為代表的有機(jī)物對(duì)三價(jià)砷去除的影響，本實(shí)施例對(duì)砷的去除效率達(dá)到94%以上。
[0049]實(shí)施例四:
[0050]本實(shí)施例所述的一種水中微量砷的去除方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0051]一、向含100 μ g/L五價(jià)砷和5mg/L腐植酸(以總有機(jī)碳計(jì))的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下,反應(yīng)3min,得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為IOmg/L ;所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀；
[0052]二、在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附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劑，然后依次經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾，即可去除水中微量砷；所述的混凝劑的投加量為10mg/L ;所述的混凝劑為硫酸鋁。
[0054]本實(shí)施例旨在提供以腐植酸作為代表的有機(jī)物對(duì)五價(jià)砷去除的影響，本實(shí)施例對(duì)砷的去除效率達(dá)到94%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種水中微量砷的去除方法，其特征在于一種水中微量砷的去除方法是按照以下步驟進(jìn)行的: 一、向含微量砷的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為260r/min~350r/min下，反應(yīng)3min~7min,得混合溶液；所述的高鐵酸鹽的投加量為0.5mg/L~30mg/L ； 二、在轉(zhuǎn)速為150r/min~250r/min下,步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附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劑，然后依次經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾，即可去除水中微量砷；所述的混凝劑的投加量為0.5mg/L~50mg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量砷的去除方法，其特征在于步驟一中所述的高鐵酸鹽的投加量為lmg/L~25mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量砷的去除方法，其特征在于步驟一中所述的高鐵酸鹽的投加量為15mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量砷的去除方法，其特征在于步驟一中所述的高鐵酸鹽為高鐵酸鉀或高鐵酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量砷的去除方法，其特征在于步驟一中所述的含微量砷的水中砷為游離離子態(tài)的三價(jià)砷、游離離子態(tài)的五價(jià)砷、被有機(jī)物絡(luò)合的三價(jià)砷、被有機(jī)物絡(luò)合的五價(jià)砷、被無(wú)機(jī)物絡(luò)合的三價(jià)砷或被無(wú)機(jī)物絡(luò)合的五價(jià)砷中的一種或其中幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量砷的去除方法，其特征在于步驟一中向含微量砷的水中投加高鐵酸鹽，然后在轉(zhuǎn)速為300r/min下,反應(yīng)3min,得混合溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量砷的去除方法，其特征在于步驟二中在轉(zhuǎn)速為200r/min下，步驟一得到的混合溶液繼續(xù)攪拌吸附lOmin，得到吸附后的混合溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水中微量砷的去除方法，其特征在于步驟三中所述的混凝劑的投加量為5mg/L~40mg/L。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK103922458SQ201410186378
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】馬軍, 皇甫小留, 王雅安, 江進(jìn), 龐素艷, 路希鑫 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)