水中砷的去除：竞争阴离子对用KMnO4-Fe(Ⅱ)工艺去除As(Ⅲ)的影响
水中竞争性阴离子对Fe 0除砷效率的影响研究
Ｔ ｃｎｌ ｙＧ ａｇ ｏ ，ｕ ｇｏｇ １６ ０Ｃ ｉ ） ｅｈ ｏ ｇ， ｕｎｚ ｕＧ ａ ｄｎ ０４ ，ｈ ｏ ｈ ｎ ５ ａ ｎ
ＣＨＥＮ ｕ ． ｉ ｇ ， ＨＩ Ｌｉ ２ Ｌ Ｕ ｉ ．ｉｎ Ｘ皿 Ｓ ｕ ・ ｏ Ｃｈ ｎ ｎ ｎ Ｓ ｎ Ｉ Ｊｎ ｘａ ｇ ， ｈ ｉｂ
，
（ ． ｃ ｏｌ ｆ ｒａ ｏ ｓｕ ｔ ｎ Ｎ ｎ ｕ ｎｖｒ ｔ， ｅ ｇａｇ Ｈ ｎ ｎ４ １０ ，ｈｎ ； １ Ｓ ｈ ｏ ｂ ｎＣ ｎｔ ｃｏ ， ａｈ ａＵ ｉ ｓ ｙ Ｈ ｎｙｎ ， ｕ ａ ２ ０ １ Ｃ ｉａ ｏＵ ｒ ｉ ｅｉ
ｏ前 言
美国疾病控 制 中心 （ Ｄ ） Ｃ Ｃ 和国际癌症 研究
机构（ Ａ Ｃ 将砷定 为第一类 致癌物质． ＬＲ ） 长期饮
收稿 日期 ：０６一ｌ ｏ ２０ １一 ９ 基金项 目 ： 湖南省 教育厅科研项 目（５Ａ ５ ０Ｃ７ ）
鑫
嘉
心脏病的发病率 等． 全世界有二十多个 国家报道
ｉ ｉｐｐｒＴ ｅｅ ｌ ｏｔｔｓ ｗｄＰ ｓ ｃ ｏＨＰ ３ ｄ ｉ ｉ ｓｕｏ ｄ ｅ ｉ ｔｓ ａｅ ｈ ｓ ｔｆ ｅ ｓｈ ｅ ： ｅ ｎ ２Ｏ ａ Ｏ ｎ ｌｉ ｈ ｄ ｎｈ ． ｒ ｕｓ ｓ ｏ ｒｅ ｅ ｆ － Ｓ ； ｔｎ ａ ｎ ｏ ｒ ａ ａｌ ｉ ｉｔ ｒ ｎ ｍ ｖｌｗ ｉ ｉ ｏｃｎ ａｏ Ｏ一ａ ｗｌ ａ Ｎ ； ｅ ｒ ｂ ｈ ｉｄ ａｅｉ ｒ ｏａ ｈｅｈ ｈｃｎｅｔｔｎｓ ： ｓ ｅ ｓ Ｏ ｍ ｋ ｙ ｎ ｂｅ ｓ ｃｅ ｌ ｇ ｒ ｉ ｌ
河道中运用吸附法去除水中砷的研究进展
I【科技论坛河道中运用吸附法去除水中砷的研究进展季俊杰1孟颖2王津南2(1.江苏省水利厅河道局南京210000 2.污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院南京210046)【摘要】吸附法作为一种高效、经济的水处理技术，具有操作简单、吸附剂可重复使用、无二次污染等优点。
本文综述了吸 附法在水体砷污染治理中的研究现状，重点介绍天然吸附材料、生物吸附剂、人工合成树脂、金属氧化物以及新型纤维吸附 材料对水中砷的吸附行为与机理，并对上述吸附材料的应用前景作了展望。
【关键词】吸附法砷污染生物质研究进展1前言近年来，我国砷污染事件频发，对地下水以及河流造成 了严重污染。
虽然沉淀法除砷技术应用较为广泛，但是沉淀 物含有AS、F e等元素，易发生二次污染;膜处理法处理效果 好，但存在着投资运行成本高、膜易被污染等缺点。
相比上 述方法，吸附法具备操作简单、运行稳定、不产生二次污染 等优势，且吸附材料来源广泛、可重复使用，很多学者正在开展吸附法治理水体A"污染研究。
2天然材料吸附2.1壳聚糖壳聚糖作为一种天然多糖类物质，因其具备阳离子交 换性以及含有氨基可去除A"(V)，其机制为R-NH3++H2As〇4-<=>R-NH3•H-AsO/。
此外，壳聚糖负载硅酸 盐后可在PH=3条件下选择性地吸附A(V)，在此条件下，壳聚糖中的氨基处于质子化状态，A(V)主要以H-AsO/-的 形式存在，有利于离子交换作用的发生。
2.2沸石沸石是由硅氧四面体[SiO/]和铝氧四面体[A1O/]通过 共享氧原子连接而成的硅铝酸盐晶体。
研究表明合成的H-MFI-24和H-MFI-90两种沸石对A(V)最大理论单层饱和吸附容量分别为35.8mg/g和34.8mg/g。
此外，用P、La、Ce、F e分别对斜发沸石、天然沸石（其组分为[Na-O]: [0.4 K2O]:[0.6 CaO]:[2.9 A12O3]:[18.3 SiO2]:[3.2 H2O])、P 沸石 和天然沸石凝灰岩进行改性，均能提高对A(III)的去除能 力，其中变化最明显的是P改性的斜发沸石，它对A(III)的吸附容量较改性前提高6倍。
Fe_0对饮用水中砷的去除效率及影响因素
可显著提高 Fe0 的除砷效率 , 温度对 Fe0 除砷影响不大 , 水体中的腐殖 质、 磷酸盐、 硅酸盐的存在会 由于竞争 性吸附而 导致 Fe 0 除砷效 率下 降。采用 Fe0 颗粒去除饮用水 中的砷高 效、 经济 , 具有良 好的应 用前 景。实际应用中 , 对 于 DO 值较低 的地 下含 As 水 , 可通 过 充氧 提高 Fe 0 除 As 效率。当水体中腐殖质、 磷酸盐 或硅酸盐 浓度较高 时 , 应考 虑采取相应的预处理措施。 关键词 : 水污染防治工程 ; 砷 ; 零价铁 ; 饮用水 中图分类号 : X52 文献标识码 : A
1
1 1
试
验
试验材料与试剂 Fe0 粒 径 为 80 目 , 主要 成 分 为 : 铁 ( Fe) 92 3% , 碳 ( C) 2 6% , 锰 ( Mn) 1 05% , 铜 ( Cu) 0 05% , 镍 ( Ni) 0 018% , 铬 ( Cr) 0 016% 。 含 As( ) 与 As( ) 的水 样 分 别用 分 析 纯 三氧 化 二 砷
氧化铁带正电荷 , 与中性的三价砷 ( H3AsO3) 相比 , 带负电 的五 价砷 ( H 2AsOHAsO2AsO4 、 4 、 4 ) 更容 易被 吸附。因 此 , As( 的去除率大于 As(
0 -
)
2
2 1
结果与讨论
Fe0 颗粒对砷的去除效率 图 1 给出了 Fe0 颗粒对砷的去 除效率随 时间的 变化。可
第 7 卷第 4 期 2007 年 8 月
文章编号 : 1009 -6094( 2007) 04 -0046 -04
安 全 与 环 境 学 报 Journal of Safety and Environment
含砷废水的处理办法
1.砷的处理办法废水中的三价砷可以用沉淀法进行回收，如硫酸厂中的废水，可用硫化钠在20~40℃下进行处理，所得的硫化砷用硫酸铜在70℃进行处理，冷却后进行分离，分出硫化铜后，再与硫酸铜溶液反应，并在＞70℃通入空气或氧，使砷成为五价，再分出硫化铜，溶液通入二氧化硫或硫酸厂的尾气，使五价砷还原成三价砷，并结晶，过滤干燥，即可回收三氧化二砷[1]。
在从蒽醌磺酸制备氨基蒽醌过程中，以前曾用过作为催化剂，其废水可以先在90℃加入过氧化氢，再通过一个阳离子交换树脂处理，出水中形成的可以用20%的NR3(R＝C8~16的烷基)在二甲苯中的溶液进行萃取，约有95%以上的砷被回收，其纯度可达97~98%，可以回用于氨基蒽酯的生产。
而出水中砷的最终浓度可降至0.005~0.007mg/L[2]。
1.1.沉淀及混凝沉降法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。
1.1.1.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[3][4][5][6][7][8][9][10]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[11][12][13]或高锰酸钾，也可以在亚硫酸钠存在下进行光催化氧化[14][15]。
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[16]。
结合铁盐处理，出水中的砷含量可以降至0.05~0.1mg/L[17]。
铁盐法可以用在饮用水的净化中去[18]。
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99.7%，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[19]。
砷离子去除
水工程与工艺新技术摘要：自从1996年孟加拉国和印度报道慢性砷中毒事件以来，饮用水砷污染和砷中毒问题就受到全世界的关注。
如何解决这一难题，研究人员进行了大量研究。
本文综述了饮用水中砷的去除方法，包括混凝/沉淀、吸附、离子交换技术、生物法其他方法如反渗透法以及“微鼻”除砷技工艺等，对各种除砷技术进行了总结和比较。
关键词：化学法处理离子交换法生物法反渗透法(RO) “微鼻”除砷技工艺饮用水中的砷污染对全球数百万人的健康造成了威胁。
这种情况不但发生在印度、中国和孟加拉国，在美国、英国、德国和意大利的部分地区也存在此类问题，主要是源于天然矿源的冲刷，以及矿业和工业废水等人类活动的影响。
虽然这种情况的程度较轻。
世界卫生组织（WHO）建议将饮用水中砷的最大浓度限值（MCL）定为10 ppb（1 ppb即十亿分之一）。
这一限值在许多国家已经被广为接受。
但是，仍有数百万人只能喝到含砷量达到50 ppb甚至含砷浓度更高的饮用水。
砷对于高级生物和人具有很高的毒性。
如果长期接触，普遍会发生皮肤改变或其他健康损害，最终导致血管疾病或癌症。
自然水系中，存在有机砷和无机砷。
其中无机砷主要以As (Ⅲ)和As (V)存在，具体存在形式取决于水体的氧化还原电位和pH。
在氧化环境如地表水中，砷主要以五价态存在，如(H2AsO4-、HAs O42 - )；在还原环境如地下水中，则主要以三价砷(如H3AsO3 ) 存在。
有机砷的主要存在形式是二甲基胂酸(DMA) 和甲基胂酸(MMA)。
其中，DMA是暴露在无机砷环境中的动物和人类的主要代谢产物。
有机砷和无机砷在一定条件下可以相互转化，厌氧条件下，砷酸盐通过甲烷菌中甲基钴氨素作用，此时砷酸盐被还原，同时甲基化而生成二甲基以下将对主要的除砷技术作详细的述评。
1.化学法处理含砷废水处理含砷废水目前国内外主要有中和沉淀法、絮凝沉淀法、铁氧体法、硫化物沉淀法等，适用于高浓度含砷废水，生成的污泥易造成二次污染。
Fe_0对饮用水中砷的去除效率及影响因素
3收稿日期:2007201226作者简介:陈春宁,讲师,硕士,从事水处理理论与技术研究。
基金项目:湖南省教育厅项目(05C475)文章编号:100926094(2007)0420046204Fe 0对饮用水中砷的去除效率及影响因素3陈春宁1,石 林2,熊正为1,刘金香1,何少华1,谢水波1(1南华大学城市建设学院,湖南衡阳421001;2华南理工大学环境科学与工程学院,广州510640)摘 要:研究零价铁(Fe 0)的除砷效果,试验考察了Fe 0投加量、接触时间、pH 值、DO 浓度、温度、腐殖质、竞争性阴离子(S O 2-4,NO -3,S iO 2-3,H 2PO -3,HCO -3)对Fe 0除砷效率的影响。
结果表明,Fe 0(80目)投加量为2g/L ,接触时间180min ,pH 值为615,DO 值615mg/L 的条件下,对质量浓度为1mg/L 的含砷水样,Fe 0对As (Ⅴ)的去除率高达9615%,而对As (Ⅲ)的去除率只有7518%。
降低水样pH 值或提高DO 可显著提高Fe 0的除砷效率,温度对Fe 0除砷影响不大,水体中的腐殖质、磷酸盐、硅酸盐的存在会由于竞争性吸附而导致Fe 0除砷效率下降。
采用Fe 0颗粒去除饮用水中的砷高效、经济,具有良好的应用前景。
实际应用中,对于DO 值较低的地下含As 水,可通过充氧提高Fe 0除As 效率。
当水体中腐殖质、磷酸盐或硅酸盐浓度较高时,应考虑采取相应的预处理措施。
关键词:水污染防治工程;砷;零价铁;饮用水中图分类号:X 52 文献标识码:A0 引 言水体中砷的主要来源有含砷土壤、岩石的地化反应,工业与矿产开发排放的含砷废水及废弃物以及农业中使用的含砷杀虫剂、除草剂[1]。
天然水体中的砷以无机砷为主,无机砷在水中的形态与分布与水的pH 值和氧化还原电位有关。
在中性天然水体中,砷主要以三价砷(H 3AsO 3)及五价砷(H 2AsO -4、H AsO 2-4)形式存在,氧化态(如地表水)以砷(Ⅴ)为主,中等还原态(如地下水)以砷(Ⅲ)为主。
含砷的污水处理方法
含砷的污水处理方法引言概述：污水处理是一项重要的环保工作，但在处理过程中，我们常常面临着含砷污水的处理难题。
含砷的污水对环境和人体健康都会造成严重的影响。
因此，开发和应用有效的含砷污水处理方法至关重要。
本文将从五个大点出发，详细阐述含砷污水处理的方法。
正文内容：1. 砷的去除方法1.1 吸附法：通过吸附剂将砷离子从污水中吸附出来。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁和氧化铝等。
1.2 沉淀法：通过加入适当的沉淀剂，使砷形成不溶于水的沉淀物，进而从污水中去除。
常用的沉淀剂有氢氧化铁和氢氧化铝等。
1.3 离子交换法：利用离子交换树脂将砷离子与其他离子进行交换，从而将砷去除。
1.4 氧化还原法：通过氧化还原反应将砷转化为无毒的物质，如将砷酸盐还原为砷化物。
1.5 膜分离法：利用特殊的膜材料，如反渗透膜和纳滤膜，将砷离子与水分离，实现去除效果。
2. 污水处理工艺2.1 生物处理：利用微生物降解砷污染物，将其转化为无毒物质。
常用的生物处理方法包括活性污泥法、微生物膜法和生物滤池法等。
2.2 化学处理：通过加入化学药剂，如氯化铁、高锰酸钾等，与砷污染物发生反应，将其去除。
2.3 物理处理：利用物理方法，如沉淀、过滤和吸附等，将砷从污水中分离出来。
2.4 电化学处理：通过电化学反应将砷离子还原或氧化，从而去除砷污染物。
2.5 综合处理：将多种处理方法结合使用，以提高砷污染物的去除效果。
3. 污水处理设备3.1 吸附柱：用于吸附法处理砷污水，将吸附剂填充在柱内，通过污水流经柱体，实现砷的吸附。
3.2 沉淀槽：用于沉淀法处理砷污水，通过加入沉淀剂和充分搅拌，使砷形成沉淀物，然后通过沉淀槽分离出来。
3.3 离子交换柱：用于离子交换法处理砷污水，将离子交换树脂填充在柱内，通过污水流经柱体，实现砷的交换和去除。
3.4 膜分离设备：用于膜分离法处理砷污水，通过特殊的膜材料将砷离子与水分离，实现去除效果。
3.5 生物反应器：用于生物处理法处理砷污水，通过培养特定的微生物，在反应器中进行砷的降解和转化。
关于含砷废水的处理
关于含砷废水的处理关于含砷废水的处理刚刚发生了一起严重的砷污水外漏事件.今年刚好有人做了关于含砷废水处理方面的一点研究,文章即将发表.在此让大家先看看.含砷酸性废水处理工艺的改进砷是一种剧毒的物质，对人体和环境危害大，属国家一类污染物，其最高允许排放浓度为0.5 mg/L。
而常见的铜、铅、锌、锡的硫化精矿中，多伴生有一定数量的砷，经冶炼烧结或焙烧，其中大部分硫、砷被氧化、挥发进入气体，淋洗除杂后生成含砷的酸性废水。
其中多为三价状态的砷，要处理这类废水并使之达到排放标准非常困难。
生产中常用的含砷废水处理方法有：石灰软化法、硫化法、离子交换法和石灰铁盐法等。
其中石灰软化法仅在含砷量很少(0.2～0.3mg/L)的饮用水处理中采用。
硫化法对低浓度的含砷废水处理有效，却除率也高，但对亚砷酸盐处理效果不好，且药剂费用贵，残硫量大。
离子交换法处理含砷酸盐和亚砷酸盐废水都很有效，但设备投资高，处理费用昂贵，仅在低浓度废水处理中有应用的实例。
目前使用最广泛的处理流程为石灰铁盐法，因为石灰和硫酸亚铁均为廉价的药剂，故有成本优势。
缺点是会产出大量的沉渣，且其中的Ca3(AsO4)2渣在一定的条件下会出现反溶，引起二次污染，需要二次处理[1,2]。
我国大多数有色冶炼厂的含砷酸性废水，多采用石灰铁盐法处理，但尚未看到高砷酸性废水工业化处理达标的报道。
广西河池某有色冶炼厂原来采用石灰铁盐法处理高砷废水，经过研究，改为现在的硫化钠-石灰铁盐法处理工艺，取得了很好的效果。
1 原石灰-铁盐法处理高砷废水工艺广西河池市某冶炼厂尾气制酸原来采用的一转一吸工艺，尾气经过两碱法洗涤后完全达标排放。
现改为二转二吸工艺后，烟气转化率、吸收率都有了很大改善，由于净化部份的设备未经更换，从冶炼工序带来的大量水分在净化工序聚集，制酸产出的污酸废水量可达25～40m3/d，其中砷浓度高达20～35g/L，废水采用直接加石灰中和、加铁盐和双氧水氧化沉淀除砷，该工艺流程如图1 所示。
饮用水中砷去除技术的研究现状与展望
饮用水中砷去除技术的研究现状与展望摘要：近年来，水体砷污染已成为一个全球性的环境问题，采取有效的方法去除饮用水中的砷已受广泛关注。
文章重点综述了各种去除饮用水中砷的技术方法，包括混凝沉淀、吸附、离子交换生物技术、压力膜技术等，并就目前饮用水除砷技术的现状提出了展望。
关键词：砷污染，饮用水，吸附，离子交换，除砷1前言砷在自然界中广为存有，就是地壳的共同组成成分之一。
自然界中砷的来源主要存有：（1)自然源：矿物及岩石的风化、火山的火山爆发、温泉的上溢水；（2)人工源：主要源于矿化物的采矿和炼钢。
在雨水冲刷、吹以及其他自然条件下，源自于自然源和人工源的砷以as3+和as5+的形式步入至附近的水体或农田里，引致这些水体或农田里所含高浓度砷。
在有的矿井的排水系统中，砷的质量浓度高达7mg/l，从而对地下水及饮用水源造成了非常大的污染[1]。
砷在饮用水中通常以无机砷离子的形式存在，其中2种最主要的价态分别是as(ⅲ)和as(v)。
砷化合物有剧毒，容易在人体内累积，造成慢性砷中毒。
长期饮用含高浓度无机砷的水的人群易患有皮肤病、周围血管病、高血压以及癌症等疾病[2]。
近年来，在一些国家，尤其是在孟加拉国、中国以及蒙古的饮用水源中均发现能导致人体急慢性中毒的砷。
我国新修订的生活饮用水卫生标准(gb5479―2021)规定，从2021年7月113起，饮用水中砷的最大允许浓度从50g/l降低为10μg/l。
据调查，按照新的生活饮用水卫生标准，中国水砷中毒危害病区的暴露人数高达1500万之多，已确诊患者超过数万人。
因此，研究符合中国国情的饮用水除砷技术就显得尤为重要。
为此，本文综述了近年来国内外饮用水除砷技术的研究现状，并指出了其中存在的问题和今后的研究方向。
2饮用水中砷除去的技术方法自然水系中，存在有机砷和无机砷。
其中无机砷主要以as3+和as5+存在，具体存在形式取决于水体的氧化还原电位和ph。
在氧化环境如地表水中，砷主要以五价态存在，如(h2aso4-，haso42-)；在还原环境如地下水中，则主要以三价砷(如h3aso3)存在。
砷在碱性废水中的存在形式及处理工艺
砷在碱性废水中的存在形式及处理工艺在自然界中，砷的存在量较高，且因为其本身具有类金属的特性，所以被较多地运用于农药合成、饲料合成、合金材料制备等较多工艺之中。
但是，大自然中的砷的存在形式一般以与矿物伴生为主，由于人类对于矿物的大量开采，导致大量的砷进入了自然环境之中。
同时，金属冶炼、饲料合成、农药制备等工业合成中也会排放大量砷的含有量较高的废水，对自然环境产生了严重破坏。
一、砷污染简介及其在碱性废水中的存在形式砷是有毒物质，可以与人体内的蛋白和酶的琉基的相互作用而对人体的血红细胞造成一定的破坏而产生毒性，是全世界范围内公认的第一类致癌物质。
与此同时，砷还具有遗传毒性，会对人类的繁衍造成一定的影响。
近几年来，世界各地都发生过砷中毒事件。
并且，如果饮用了少量含有砷物质的水，短时间内不会对人体造成伤害，但砷会在体内累积，直至达到会对人体造成伤害的分量。
至此，砷对于自然环境的伤害是不可逆的。
所以，砷在饮用水中的标准含量受到了直接各地的严格控制。
我国相关法例也对饮用水中砷的含量标准作出过更改，对其进行了严格的把控。
但随着砷在饮用水中含量标准的大大减小，给砷在水中的处理工艺带来了一定的挑战。
截至目前为止，国内外对于废水中砷的处理常常采用离子交换法、膜法、絮凝共沉淀法、微生物法等。
目前，钨已广泛应用于航天航空、机械制造业、电子工业、能源工业、汽车制造业、工具与模具等领域。
但是，在钨的冶炼过程中，产生的大量碱性废水中含有少量的砷，浓度通常在几十毫克，远高于排放标准（0.5mg/l）。
钨冶炼工厂通常采用酸中和的方法去除废水中的砷，再通过加入石灰的方式进行二级处理，虽然该处理方法可以大大降低废水中的砷含量，但还是难以达到国家的废水排放标准。
所以，如何处理碱性废水中的砷和钾，使砷含量达到国家废水排放标准，使钾可以再次被利用而不造成浪费，成为了当下迫在眉睫的技术问题所在。
二、含砷废水治理技术研究进展1.离子交换法离子交换法的机理是利用树脂的选择性，使其上面与废水中带相同电荷的离子进行交换，从而达到去除废水中的污染物的目的。
地下水中阴离子对球磨零价铁除砷影响
机械球磨改性零价铁具有操作简单、成本低的特点, 从而逐渐受到广泛关注[21].有研究表明,通过球磨改
性的 ZVI 降解 DDT 和苯酚,去除效果均显著提 高 [Байду номын сангаас2-23].
利用零价铁去除地下水中的砷技术应用中,处 理效果受地下水中常见的一些阴离子影响[24-25],有 研究证实,NO3-和 SO42- 等对零价铁去除总砷影响
摘要：研究了不同浓度下几种阴离子(NO3−、SO42−、H2PO4−、SiO32−)对球磨零价铁(BZVI)除砷规律的影响,探讨了上述阴离子对 BZVI 氧化 As(III)能 力的影响,三价砷及五价砷的转化机制,及 BZVI 腐蚀产物.研究证实,不同浓度的 NO3−和 SO42−对砷去除效率影响不显著,但是随着 H2PO4−和 SiO32−浓度 升高,溶液中 As(V)分别由 25.1%上升到 83.6%和下降到 3.8%;通过 SEM 和拉曼光谱分析发现,H2PO4−促进 BZVI 的腐蚀,导致 As(III)氧化能力增强;而铁 表面形成二氧化硅聚合物或非晶固相则是 SiO32−降低 BZVI 对砷氧化和吸附能力的主要机制.
不明显,H2PO4-和 SiO32-等对去除总砷有明显抑制作 用[26-27].此外,ZVI 由于表面活性高,容易与水和溶解 氧反应生成中间活性产物,这些活性中间产物将毒 性迁移性强的 As(III)氧化为 As(V)[28],同时 ZVI 通过 类芬顿反应生成铁的氧化物或者氢氧化物,对溶液 中的砷具有很强的吸附能力[29].
关键词：地下水；砷污染；球磨零价铁(BZVI)；阴离子
中图分类号：X523
文献标识码：A
水中砷元素的测定和去除
-46-科学技术创新2019.06水中碑元素的测定和去除王禹苏张蕾陈吉浩文欣（西安科技大学，陕西西安710000）摘要：碑作为一种分布于自然界中的非金属微量元素，微量的碑并不会对人体产生明显毒性，但过量堆积则会对人体产生不容小觑的危害。
碑的毒性主要取决于其存在的化学形态，由于价态不同，其毒性变化也有所不同，本文针对几种常见碑元素测定方法进行介绍，并分析了几种常见测定碑元素方法的优缺点.最后，介绍且比较几种去除水中碑离子方法，从不同角度对碑污染去除方法进行比较。
最后对水中碑元素在以后的测定和去除方面的发展进行展望关键词：碑；碑的检测；碑的去除中图分类号：0657文献标识码：A文章编号:2096-4390（2019）06-0046-02 1概述学和生物氧化还原和生物甲基化和去甲基化反应相互转化。
为碑是一种常见的存在于自然界中的非金属元素。
碑元素的泄露会使得地下水源被污染，而使得从而对人体健康进行危害M。
虽然神具有很强的毒性，原本自然界中含有的少量碑元素并不会对人体产生危害，但如若体内堆积过量的碑元素，则会中毒甚至死亡。
自然界中常见的碑化物有以下几种：金属碑（As）、机碑化物三氢衍生物（AsT、有机碑化合物（As*）、无机碑酸盐（AsO「）和亚碑酸盐（A s035）o而碑的毒性主要取决于其存在的化学形态，由于价态不同，其毒性变化也有所不同。
就目前而且，我们所说的多数碑中毒是由于摄入过多的碑酸盐以及亚碑酸盐，这些化合物则存在于水中，由于人类饮食被摄入体内.在水体系统中,碑的主要存在形式一般为无机碑酸盐（AsO^）、亚碑酸盐（As（）『）,或是以甲基化碑等化合物的形式存在叫碑的有机化合物通常含量低，并且这些各种形式的碑化合物通过化了保护人类健康和抵抗碑中毒，主要任务是从水中去除碑鉴于面对水资源，我们无法直接评估它是否是污染水源，因此碑的测定是必不可少的。
在测量碑含量后，采用水源污染程度的去除程度,最终实现水净化的H的。
饮用水除砷常用工艺总结
Energy conservation and environmental protection 节能环保113饮用水除砷常用工艺总结蔡长卿1熊祎玮2(1 湖南农业大学资源环境学院，湖南长沙 410128；2 四川大学锦成学院土木与环境工程学院，四川成都 611731)中图分类号：S210 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）09-0113-01摘要：砷化物具有相当大的毒性，对人体危害很大。
由于矿物及岩石的风化、火山的喷发、温泉的上溢水及矿石的开采、工业废水的排放造成水体中砷污染严重。
这就要求必须采取措施对含砷饮用水加以处理。
根据国内自来水行业使用较多的除砷工艺，本文就常用饮用水除砷工艺进行了具体的总结。
关键词：饮用水；除砷；工艺总结1 总体要求1.1 我国对于砷在水中的含量有具体明确的法规：《生活饮用水卫生标准》，采用国家水质标准测得水中砷的含量最低为0.01mg/L，超过这个标准就要采取相应办法处理[1]。
1.2 其适用范围包括城镇、工业企业及农村。
1.3 除砷用水工程，采用分质的方法来供水。
1.4 饮用水除砷处理后产生的废水及泥渣排放应符合《污水综合排放标准》和《农用污泥中污染物控制标准》的规定[2]。
2 预氧化絮凝沉淀法预氧化是在原来的水中加入氧化性较强的化学药剂，通过氧化水中的有机物，来提高水质，通常会用到的强氧化剂有：高锰酸钾、氯气、双氧水等，将三价砷氧化为五价砷。
絮凝沉淀除砷主要是在废水中加入碱，调整pH值，使其与水中的砷产生化学反应，生成难溶盐沉淀而将其除去。
其具体方法并不是采用单一的处理方式，而是几种处理方式的综合处理，这种除砷方法常用于工程方面。
方法简单，能有效提高砷的去除率。
但是，在除过程中使用了大量的化学药剂，产生化学反应后有很多沉淀物，如大量泥渣的产生，而这些污泥的处理需要水厂建立完善的后处理处置设施。
2.1一般要求2.1.1本法适用于处理含砷量小于2mg/L的原水。
铁锰复合MOFs材料的制备及其对水中砷的去除作用研究
铁锰复合MOFs材料的制备及其对水中砷的去除作用研究铁锰复合MOFs材料的制备及其对水中砷的去除作用研究近年来，随着工业化进程的加速，地下水中砷污染问题愈发严重。
砷是一种有毒重金属，对人体健康造成极大危害，因此砷的去除迫在眉睫。
传统砷污染处理方法包括沉淀、吸附和膜分离等，但这些方法往往存在技术难题和高成本等问题。
因此，寻找一种高效、低成本的砷去除方法成为研究的热点。
金属有机骨架材料（MOFs）作为一种新兴材料，具有巨大的应用潜力。
MOFs是由金属离子或簇与有机配体通过配位键连接而成的晶体结构。
其具有多孔结构、高比表面积和可调控的孔径等特点，因此被广泛用于气体吸附分离、催化和储能等领域。
在水处理中，MOFs材料也显示出良好的吸附性能和选择性。
最近一项研究中，科学家们开发了一种铁锰复合MOFs材料，并研究了其在水中砷的去除作用。
该材料的制备过程较为简单。
首先，将适量的铁离子和锰离子与有机配体进行反应，形成金属有机骨架材料。
然后，通过调节合成条件和配体比例，优化了材料的孔径和比表面积。
实验结果表明，铁锰复合MOFs材料对水中砷具有良好的吸附性能。
研究人员通过吸附实验发现，该材料对水中砷的吸附容量高达X mg/g，远远超过了传统吸附剂的吸附容量。
此外，吸附平衡时间较短，仅需X分钟即可实现较高的吸附效率。
这表明铁锰复合MOFs材料具有快速、高效的砷去除能力。
进一步的研究表明，铁锰复合MOFs材料的砷吸附性能与溶液pH值、温度和初始砷浓度等因素有关。
较低的溶液pH值和较高的温度有利于提高吸附容量。
此外，当初始砷浓度较高时，材料的吸附容量也会增加。
这些研究结果为进一步优化铁锰复合MOFs材料的砷去除性能提供了理论依据。
综上所述，铁锰复合MOFs材料是一种具有广阔应用前景的新型砷污染治理材料。
其制备过程简单，且具有高吸附容量、快速吸附和可调控性等优点。
未来的研究方向可以包括通过改变金属离子和有机配体的种类，进一步提高材料的吸附性能和选择性。
水体中砷离子去除方法综述
水体中砷离子去除方法综述李桂娥;郝峰焱【摘要】长期以来,我国工业化进程持续推进,给环境造成不可估量的压力.其中,采矿业、矿物加工业、冶金作业以及农业生产造成水体出现砷污染现象.企业要选取有效的除砷技术,以提升出水质量.因此,本文分析了化学法、物理法、生物法等方法,以便有效去除水体中的砷离子.【期刊名称】《中国资源综合利用》【年(卷),期】2019(037)007【总页数】3页(P91-93)【关键词】除砷;化学法;物理法;生物法【作者】李桂娥;郝峰焱【作者单位】昆明理工大学;昆明理工大学冶金节能减排教育部工程研究中心,昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TU991.2砷，化学符号为As，位于第4周期、第VA族，是一种处于金属与非金属过渡区域的类金属元素[1]。
砷化物会通过采矿业、矿物加工业、冶金作业以及农业生产等形式进入水体中，从而引起水体的污染[2]。
这些水体中的砷化物通过食物链逐级传递，最终危害人类的健康[3]。
常用于处理水体中砷的方法有化学法、物理法以及生物法等，详细了解这些方法的优缺点有利于技术人员更好地处理砷危害的突发事件。
化学法适用于处理含砷浓度较高的水体，这种方法常用于处理工业含砷废水；对于砷浓度低的水体，可通过物理法进行处理；生物法适用于处理周期长、浓度低的含砷水体[4]。
所以，处理含砷水体时，应视具体情况选用最合适的方法，以达到预期目的。
1 化学法化学法是通过向水溶液中加入合适的化学物质使砷离子形成沉淀或胶体，再进行过滤去除。
目前主流的除砷方法是化学法，处理难度较低，能处理大量的含砷水体，砷的去除率很高。
硫化沉淀法、絮凝沉淀法、中和沉淀法是化学法中最主要的三种处理方式。
1.1 硫化法沉淀砷离子在水溶液中常以3价和5价的形态分散到水体中，并且会达到离子的动态平衡[5]：使用硫化法进行处理，整个反应机理如下：为了获得较高的砷去除率，对溶液的pH值和温度进行调整。
研究表明，当pH控制在9～11时，水体中的As＜0.5 mg/L。
连续沉淀法处理酸性含砷废水
连续沉淀法处理酸性含砷废水张帆;龙晓波;邱邻霖;刘云梅【摘要】针对当前酸性含砷废水处理工艺存在的问题,提出了一种"预氧化处理—石灰中和—砷、铁共沉淀—置换沉铜—水解净化"处理酸性含砷废水的方法.该方法不仅实现了酸性含砷废水中砷的固化,而且回收了废水中的有价金属铜.采用该方法处理砷、酸、铜的质量浓度分别为8.56 g/L、1.76 g/L、0.35 g/L的酸性含砷废水,砷、酸的去除率高于99％,铜的回收率高于96％,处理后的溶液中As的质量浓度低于0.5 mg/L.【期刊名称】《昆明冶金高等专科学校学报》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】6页(P92-97)【关键词】酸性含砷废水;臭葱石;砷;铜;沉淀【作者】张帆;龙晓波;邱邻霖;刘云梅【作者单位】昆明冶金高等专科学校冶金材料学院, 云南昆明650033;昆明市稀散及贵金属资源综合利用重点实验室, 云南昆明650093;昆明冶金高等专科学校冶金材料学院, 云南昆明650033;昆明冶金高等专科学校冶金材料学院, 云南昆明650033;昆明冶金高等专科学校冶金材料学院, 云南昆明650033【正文语种】中文【中图分类】TF1;X7030 引言砷的毒性极强且具有生物积累性和致癌性。
全球受砷中毒的国家(地区)超过20个，中国是受砷中毒危害最严重的国家之一[1]。
自然界中的砷大多以硫化物的形式夹杂在金、铜、铅、锌、锡、镍等有色金属矿产资源中。
在有色金属冶炼过程中，有相当一部分砷进入SO2烟气中[2-4]。
金属硫化矿焙烧得到的SO2烟气通常用于制取硫酸。
在制酸前，需要对烟气进行洗涤净化。
在此过程中，烟气中的砷等污染物进入溶液，形成酸性含砷废水。
金属冶炼企业生产过程中产生的酸性含砷废水是一类污染性很强的酸性废水，已经成为饮用水最大的安全隐患[5]。
在处理酸性含砷废水的工艺中，石灰中和法是应用最为广泛的方法[6-8]。
该方法将石灰调浆后投入酸性含砷废水中，通过酸碱中和反应来改变溶液的pH值，利用金属离子在高pH下的水解产物具有吸附杂质离子的特性来除去溶液中的砷。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水中砷的去除：竞争阴离子对用KMnO4-Fe（Ⅱ）工艺去除As（Ⅲ）的影响Xiaohong Guan*, Haoran Dong, Jun Ma*, Li Jiang城市水资源与水环境国家重点实验室（哈工大），哈尔滨工业大学，哈尔滨，中国摘要：在pH4-9范围内研究了用适当剂量的硫酸亚铁KMnO4-Fe（Ⅱ）工艺去除As（Ⅲ）时硫酸盐，磷酸盐，硅酸盐，腐殖酸(HA)对其的影响。
在pH6-9硫酸存在情况下脱砷率下降6.5-36.0％，并且吸附的减少不会随着硫酸浓度从50至100mg/ L增加而增大。
1 mg/L的磷酸盐，pH从4增加到6时，脱砷率逐渐下降，在pH7-9时急剧下降。
在pH4-5情况下，10 mg/L的硅酸盐对脱砷率下降影响甚微，在较高pH 6-9下脱砷率减少较为显着。
pH6-9 时HA的存在大大降低脱砷率并且高浓度的HA会使脱砷率下降更快。
pH值使竞争性阴离子对KMnO4-Fe（Ⅱ）工艺脱砷的影响很大，这四种阴离子影响去除As（Ⅲ）的程度依次为：磷酸盐>腐植酸>硅酸盐>硫酸。
硫酸与其他三种阴离子不同，因为硫酸主要通过竞争吸附降低脱砷率，磷酸盐，硅酸盐和HA是通过对As（III）的竞争吸附和与Fe（II）形成的氢氧化铁螯合降低脱砷率。
关键词：脱砷，竞争性阴离子，硫酸，磷酸盐，硅酸盐，腐殖酸，KMnO4-Fe1.前言砷酸盐（As（Ⅴ）和亚砷酸盐（As（Ⅲ））是许多国家污染的地下水和地表水中常见的砷化物。
由于其无臭无味的性质，砷已被视为剧毒化学物质（Jeong 和Fan，2007）。
即使饮用水中含有少量砷也会对人体健康产生不良影响。
砷在肝，肺，肾，膀胱中积累，通过皮肤渗透（Wu et al，1989）。
由于其高毒性，美国环境保护署（USEPA），世界卫生组织（WHO）和中华人民共和国卫生部将饮用水中砷的最高含量水平（MCL）从50µg/L下调到10µg/L（Guan et al.，2009b）。
然而，在全球经常发现许多地下水含有高浓度砷（> 50µg/L）。
在某些情况下，浓度可以达到1-10mg/L（Lien 和Wilkin，2005）。
因此原水中高浓度砷和严格的标准要求之间的差距迫切需要修改目前的工艺技术和发展新的工艺技术。
砷在水中主要以As（Ⅴ）和As（Ⅲ））无机含氧阴离子存在，在厌氧水域中主要以As（Ⅴ）形式存在，在好氧水域中主要以形式存在（Liu et al.，2008）。
近几年的研究主要研究地下水中的氧化砷，因为地下水是主要的饮用水源（Smedley et al.，2002），地下水中As（Ⅲ）含量占总砷量的67-99％（Mukherjee 和Bhattacharya，2001）。
因为亚砷酸盐比砷酸盐更容易转移且毒性更大，而且As（Ⅲ）能够与在大多地下水中稳定存在，可以通过氧化As将As（III）转换As（V），再通过吸附或共沉淀除去As（V）。
Lee et al. (2003)用高铁酸盐将As（III）氧化为As（V），然后用Fe（Ⅲ）聚沉除去As（V）。
Liu（2005）采用在高锰酸钾中加入氯化铁氧化As（III）以提高脱砷率。
Hug et al. (2001) 和Roberts et al. (2004)对Fe（II）与氧共存情况下去除As(Ⅲ)的可行性进行了研究。
，在与之前的研究开发的其他氧化聚沉工艺相比As(Ⅲ)去除率和去除效率As(Ⅲ)形成了一种新型的工艺方法KMnO4–Fe(II)工艺（Guan et al., 2009a)。
结果发现，在pH 5-9，高锰酸钾的最佳剂量条件下，KMnO4–Fe(II)工艺As(Ⅲ)的效率远远超过了KMnO4–Fe(Ⅲ）工艺效率，脱砷率比其高15-38％。
考虑到可用性，稳定性和氧化剂的价格，As(Ⅲ)去除效率和生产的有毒污泥，可以看出，KMnO4–Fe(II)是一个非常有吸引力作为除去As(Ⅲ)的工艺方法(Guan et al., 2009a)。
天然水中的无机离子不仅仅只有砷，因此As（V）和As(Ⅲ) 含氧阴离子通过铁氢化合物吸附可能会受到其他阴离子不利影响，如碳酸盐，硫酸盐，磷酸盐，硅酸盐和天然有机物(Meng et al., 2000)。
阴离子在表面结合位点直接竞争和通过吸附在固体表面改变静电荷间接地影响吸附（Jain和Loeppert，2000）。
直接作用和间接作用受溶液pH值、相对负离子浓度和内在亲和力影响(Mesuere and Fish, 1992)。
许多研究探讨了竞争离子对吸附砷的影响（(Wilkie and Hering, 1996; Jain and Loeppert,2000; Jackson and Miller, 2000; Su and Puls, 2001; Arai 和Sparks, 2004; Radu et al., 2005)，但相同的竞争离子的影响结果不一致。
自然存在的最丰富的竞争配体是有机阴离子，羟基，碳酸氢盐，硝酸盐，硅酸盐，硫酸盐，磷酸盐（(Parfitt, 1978)。
在这些阴离子中，碳酸根离子与As竞争吸附但竞争力相对其他阴离子影响较小（(Meng et al., 2000;Radu et al., 2005)。
因此，在KMnO4–Fe(II)工艺去除As(Ⅲ)过程中研究pH值和硫酸盐，磷酸盐，硅酸盐及腐植酸负离子浓度对去除效率的影响。
本研究旨在于为水工艺工业中使用KMnO4–Fe(II)去除As(Ⅲ)提供有价值的信息。
2.材料和方法在实验中使用的所有化学品为试剂级。
所有溶液用蒸馏水配制。
每周用去离子水和NaAsO2配制1000mg/L的As(Ⅲ)初始储备液。
每一组实验都必须用FeSO4·7H2O和蒸馏水配制新鲜的硫酸亚铁溶液以避免空气的氧化。
Na2SO4, Na2SiO3·7H2O, NaH2PO4 溶液中SO42-, Si和P浓度为1000 mg / L，溶液每周配一次。
1g试剂级腐植酸粉溶解到500ml去离子水中制备腐殖酸储备液。
1mol / L 氢氧化钠调节溶液pH至12，用，然后溶液用0.45µm孔径的醋酸纤维素膜（MFS）过滤，收集上清液，并用盐酸调整PH至中性之后转移到塑料瓶中存储。
通过连续稀释浓度配制实验所需腐殖酸溶液。
用标准烧杯测试设备进行烧杯测试(Stuart Scientific)来模拟研究常规混凝/絮凝工艺中使用KMnO4–Fe(II)工艺As(Ⅲ)时硫酸盐，磷酸盐，硅酸盐或腐植酸的影响。
As(Ⅲ)初始浓度为13.3 µmol / L，KMnO4–Fe(II)工艺试剂中KMnO4浓度为18.6 µmol/L，44.6µmol/L的Fe（II）作为混凝剂，没有另外说明时，烧杯测试程序与我们以前的研究相同(Guan et al., 2009a)。
简言之，烧杯测试（单剂量）开始时所有高锰酸钾的剂量加入As(Ⅲ)溶液和2分钟后加入硫酸亚铁。
此外，在实验中，研究腐殖酸对As(Ⅲ)去除的影响，是另一种高锰酸钾投加模式，连续给药（开始时所有高锰酸钾的剂量加入As(Ⅲ)溶液和2分钟后加入硫酸亚铁）研究腐殖酸消耗的高锰酸钾。
所有烧杯测试温度控制在室温20-23摄氏度并且所有实验（至少）重复做两次。
所有实验在恒定的离子强度0.01mol/L NaNO3下进行。
以前的研究表明，在宽pH范围情况下碱性物质对脱砷的影响可以忽略（Meng et al., 2000），因此碱性物质的存在不会干预对阴离子竞争影响的观察。
此外，碱性物质在自然水域中无处不在。
因此，该实验加入0.001 mol/L的NaHCO3提供碱度。
所有的实验开放进行。
氢氧化钠和盐酸用来调节溶液pH，保持整个烧杯测试时PH不变。
所有玻璃器皿用10％HNO3浸泡和蒸馏水冲洗三次。
每次试验后，立即取上清液取样，用0.45mm孔径醋酸纤维素膜过滤（MFS），用于电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定总As、总Fe和总Mn。
在ICP-MS 测试时，所有样品和标样，按照标准方法进行酸化（APHA，1995）。
饱和KCl 溶液作为电解质的高性能pH计(Corning 350)测量溶液的pH值。
每日用适当的缓冲校准溶液（pH4.00，6.86和9.18）浸润，以确保其准确性。
3.结果与讨论在我们之前的研究中发现，最佳KMnO4–Fe(II)工艺去除As(Ⅲ)的剂量是高锰酸盐浓度18.6µmol/L和亚铁浓度与44.6µmol/L（Guan et al., 2009a)。
As(Ⅲ)被氧化成As(Ⅴ)，并与铁（Ⅲ）原位结合被去除，这是在KMnO4–Fe(II)工艺时高锰酸钾氧化铁（II）发生的。
pH4-5脱砷率超过99％，并且在最佳条件下随着pH增加脱砷率下降，如图1所示。
随pH增加脱砷率下降可以归因于砷从H2AsO4-转变为HAsO42-，如图2（a）所示，随着PH的增加混凝剂表面电荷减少（如图SI1所示）和氢氧化竞争离子这三个因素。
3.1. 硫酸根离子的影响硫酸盐，是生态系统中地表水和地下水主要的离子成分，已有报告其对砷酸盐和亚砷酸盐的吸附有影响。
在PH4-9，硫酸根浓度50mg/L和100 mg/L条件下，KMnO4–Fe(II)工艺去除As(Ⅲ)效率如图1（a）所示。
脱砷率（%）沉淀中Fe含量（mg/L可以看出硫酸盐对KMnO4–Fe(II)工艺去除As(Ⅲ)的影响和pH 值有很大关系。
存在的硫酸盐在pH4-5时对As(Ⅲ)去除的影响可以忽略，在pH6-9时，50-100 mg/L 硫酸根的存在使As(Ⅲ)去除率下降了6.5-36.0％。
然而，硫酸根浓度从图1—（a ）不同浓度的硫酸根（0，50，100mg/L ）去除As(Ⅲ)效率及（b ）不同pH 下KMnO4–Fe(II)工艺后沉淀中铁含量 图2-（a ）砷种类随PH 变化分布图（b ）磷酸盐种类随pH 变化分布图（c ）硅酸盐种类随pH 变化分布图 百分数/% 百分数/% 百分数/%50mg/L增加到100mg/L并未导致相应的脱砷率减小，说明硫酸根在位点上吸附已经饱和。
（Meng et al.2000）报道，在pH6.8±0.1，硫酸根浓度高达300mg/L 时，其对用FeCl3去除As(Ⅴ)的影响可以忽略，因此得出硫酸根比As(Ⅴ)与氢氧化铁亲和力相比弱得多。
Hering et al（1996）也研究了硫酸根对三氯化铁去除砷的影响，观察到pH4和6，硫酸根浓度高达960mg/L时，其不会降低脱砷率。
Jain and Loeppert (2000)研究硫酸盐对水合氧化铁吸附砷的影响，发现在pH 3-10范围内对砷的吸附没有影响。