复合钛盐混凝剂的制备及其除砷效果的研究

第２０卷第３期　２
０１２年６月安徽建筑工业学院学报（
自然科学版）Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　＆Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．２０Ｎｏ．３　
Ｊｕｎ．２０１２　
收稿日期：２０１２－０５－
０９基金项目：国家自然科学基金（５０９０８００１）；安徽省优秀青年科技基金（１００４０６０６Ｙ２９）；安徽省重大科技专项（０８０１０３０１１０６）
；安徽省国际科技合作项目（０９０８０７０３０３５
）。

作者简介：彭　艳（１９８７－）
，女，在读硕士研究生，研究方向为水污染控制工程。

复合钛盐混凝剂的制备及其除砷效果的研究
彭　艳，　唐玉朝，　伍昌年，　黄显怀，　李　新
（安徽建筑工业学院环境与能源工程学院，合肥　２３００２２
）摘　要：采用简单的水解方法制备了一种新型复合钛铁混凝剂，用于去除饮用水中的砷。

考察了ｐＨ值、混凝剂投加量、砷初始浓度、水力条件和共存离子等因素对砷去除效果的影响。

结果表明，在ｐＨ＝７，原水砷浓度为０．１５０ｍｇ／Ｌ，２＃混凝剂投加量为１０ｍｇ／Ｌ时，可使滤后水中砷浓度为８．４４μｇ／Ｌ（＜１０μｇ／Ｌ）；混凝剂加入量为１０ｍｇ／Ｌ，对较高浓度的Ａｓ（Ⅲ）仍具有很高的去除率，可使含砷量为０．５００ｍｇ
／Ｌ的原水去除率达到８９．８１％。

水力条件对除砷效果的影响不大；混凝除砷的适宜ｐＨ为６～８；碳酸根（ＨＣＯ３－
）和磷酸根（Ｈ２ＰＯ４
２－
）等共存离子对砷的去除有一定的抑制作用。

关键词：砷；混凝；复合钛铁盐；饮用水
中图分类号：Ｘ７０３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－４５４０（２０１２）０３－０８３－
０５Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｓａｌｔ　ｃｏａｇｕｌａｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｐｒｏｐ
ｅｒｔｉｅｓ　ｆｏｒ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｒｅｍｏｖａｌＰＥＮＧ　Ｙａｎ，　ＴＡＮＧ　Ｙｕ－ｃｈａｏ，　ＷＵ　Ｃｈａｎｇ
－ｎｉａｎ，　ＨＵＡＮＧ　Ｘｉａｎ－ｈｕａｉ，　ＬＩ　Ｘｉｎ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｎｈｕｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　
ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｈｅｆｅｉ　２３００２２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ　ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ　Ｔｉ－Ｆｅ　ｃｏａｇｕｌａｎｔ　ｆｏｒ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｆｒｏｍ　ｄｒｉｎｋｉｎｇ　
ｗａｔｅｒ　ｗａｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐＨ，ｄｏｓａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏａｇｕｌａｎｔ，ｉｎｉｔｉａｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ，ｈｙ－ｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｔ　ｉｏｎｓ　ｏｎ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐＨ＝７ａｎｄ　ｄｏｓａｇｅ　ｏｆ　ｃｏａｇｕｌａｎｔ　１０ｍｇ／Ｌ，ｔｈｅ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｉｎｔｒｅａｔｅｄ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓ　８．４４μｇ／Ｌ（ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　１０μ
ｇ／Ｌ）ｗｉｔｈ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ　ａｔ　０．１５０ｍｇ／Ｌ．Ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｓｔｉｌｌ　ｖｅｒｙ　ｈｉｇｈ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｒａｔｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　８９．８１％ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｏｓａｇｅ　ｏｆ　ｃｏａｇｕｌａｎｔ　１０ｍｇ／Ｌ　ｕｎｄｅｒ　ａｈｉｇｈ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｓ（Ⅲ）ａｔ　０．５００ｍｇ／Ｌ．Ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｎｏ　ｓｉｇ
ｎｉｆｉｃａｎｔ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎｔｈｅ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ．Ｔｈｅ　ｆｉｔｔｉｎｇ　ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ　ｐＨ　ｉｓ　６～８．Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｔ　ｉｏｎｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ＨＣＯ３－
ａｎｄＨ２ＰＯ４
２－
ｈａｖｅ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｒｅｍｏｖａｌ．Ｋｅｙ　
ｗｏｒｄｓ：ａｒｓｅｎｉｃ；ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ；Ｔｉ－Ｆｅ；ｄｒｉｎｋｉｎｇ　ｗａｔｅｒ 砷是一种致癌物，
对人体的危害是非常大的，长期饮用受到砷污染的水会影响人们的身体健
康，导致多种癌症和其它健康问题［１］。

目前，混凝
法因其操作简单、费用低廉而成为最广泛使用的饮用水除砷方法之一，但一般的混凝剂对Ａｓ（Ⅲ）的去除效果欠佳［
２］。

除砷常用的混凝剂中，铁盐的效果比铝盐
好［３］
，但仍存在着投药量大、污泥产生量大等不
足。

因此，需要开发新型的除砷混凝剂来解决这些问题。

根据叔采－哈代法则和ＤＬＶＯ理论，
四
价的Ｔｉ　４＋离子也具有很强的混凝能力，但是Ｔｉ　４＋离子水解速率过快，在水中很快可形成钛酰并进一步生成非溶解的ＴｉＯ２，所以其混凝除砷效率并不高。

本研究采用新型Ｔｉ　４＋／Ｆｅ２＋复合钛铁盐作为混凝剂，实现了在较低混凝剂投加量条件下对Ａｓ（Ⅲ）具有较高的去除效率，并探讨了混凝剂浓度、含砷水浓度、ｐＨ、水利条件和离子浓度对除砷效果的影响，以期在去除Ａｓ（Ⅴ）的同时能达到去除Ａｓ（Ⅲ）的良好效果。

１　复合钛铁混凝剂的制备
（１）取一定体积的ＴｉＣｌ
４
或Ｔｉ（ＳＯ４）２加入干锅，加入少量ＨＣｌ，促其溶解。

（２）待上述溶液溶解后，加入一定量的ＦｅＳＯ
４粉末，然后放在水浴锅中，控制温度８０℃左右。

（３）在水解过程中，持续搅拌直至成糊状，然后１０５℃蒸发到干。

（４）待蒸干的试剂冷却后，研磨至粉碎备用。

复合钛铁１号混凝剂：由ＴｉＣｌ４和ＦｅＳＯ４两种成分配制而成，其中ＴｉＣｌ４和ＦｅＳＯ４的复配比为１∶２（体积比）
复合钛铁２号混凝剂：由Ｔｉ（ＳＯ４）２和ＦｅＳＯ４两种成分配制而成，其中Ｔｉ（ＳＯ４）２和ＦｅＳＯ４的复配比为１∶２（体积比）。

２　试验方法
２．１　试验装置
ＨＨ－４型数显恒温水浴锅（江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司）；ＺＲ４－６混凝试验搅拌机（深圳市中润水工业技术发展有限公司）；ＷＨＧ－１０３Ａ型流动注射氢化物发生器（北京浩天晖科贸有限公司）；ＴＡＳ－９９０原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；带温度传感器的ＬＥ４３８系列ｐＨ电极（梅特勒－托利多仪器有限公司）。

２．２　主要试剂
试验用水采用自来水配制，Ａｓ（Ⅲ）和Ａｓ
（Ⅴ）的储备液分别由ＮａＡｓＯ
２
和Ｎａ３ＡｓＯ４·１２Ｈ２Ｏ加去离子水配制而成，冰箱保存；Ｔｉ
（ＳＯ
４）
２
；ＴｉＣｌ
４
；ＦｅＳＯ
４
·７Ｈ
２Ｏ
等。

２．３　混凝方法
取５００ｍＬ水样（水温为２５℃）置于六联搅拌
仪上，向烧杯中投加不同剂量混凝剂。

水力条件：１５０ｒｐｍ－５ｍｉｎ；８０ｒｐｍ－２０ｍｉｎ；４０ｒｐｍ－３５ｍｉｎ。

絮凝结束后，上清液经过０．４５μｍ滤膜滤后测定残余砷浓度。

２．４　分析方法
残余砷浓度采用硼氢化钾还原———原子吸收分光光度法测定仪器条件：ＴＡＳ－９９０原子吸收分光光度法。

波长１９３．７ｎｍ，载气：高纯氩气（＞９９．９９９％）、载气流速１５－１８０ｍＬ／ｍｉｎ。

３　结果与讨论
３．１　不同混凝剂的除砷效果比较及复合钛铁混凝剂除砷的原理
如图１，在ｐＨ值为中性，含砷水浓度为１５０μｇ／Ｌ，混凝剂浓度为５ｍｇ／Ｌ的条件下，使用不同混凝剂（硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁、１号混凝剂和２号混凝剂）和未使用混凝剂，分别对其过滤后的砷去除率的比较。

结果表明，复合钛铁盐具有良好除砷性能，且在对Ａｓ（Ⅲ的去除效果上显示了更大的潜力。

图１　不同混凝剂对Ａｓ（Ⅲ）和Ａｓ（Ⅴ）去除效果的影响
铁盐的混凝除砷机理主要是沉淀、共沉淀和吸附［４］，而该复合钛铁混凝剂的混凝过程较为复杂：首先，Ｆｅ２＋被氧化为Ｆｅ３＋。

除了Ｆｅ３＋对砷的去除作用外，Ｔｉ　４＋和Ｔｉ　３＋也起到了很好的去除效果。

一方面，Ｔｉ　４＋和Ｔｉ　３＋与砷可能发生反应生成了非溶解性固体，因为Ｔｉ　４＋离子具有电荷高和半径小（６８ｐｍ）的性能，所以极化能力强，在水溶液中与带负电荷的ＡＳＯ３３－或ＡＳＯ４３－形成非溶解的离子（配体）化合物，从而使得砷得到很好的去除［５］。

另一方面，Ｔｉ　４＋的水解产物Ｔｉ（ＯＨ）４·Ｈ２Ｏ和ＴｉＯ２对砷也具有良好的吸附性，砷被吸附并随水解产物一起沉淀下来。

钛和铁的共同作用，使得Ａｓ（Ⅲ）得到了与Ａｓ（Ⅴ）一样良好的去除效果［６］。

ＴｉＯ２对砷吸附的良好效果已有许多报道，水合ＴｉＯ２具有大的比表面积和高亲和表
４
８安徽建筑工业学院学报（自然科学版） 第２０卷
面羟基，在中性水体中对Ａｓ（Ⅲ）
的吸附容量可达到８３ｍｇ／ｇ［７］。

Ｊｅｇａｄｅｅｓａｎ等［８］用溶胶凝胶法合成了非晶和纳米晶ＴｉＯ２，
在比表面积为４０９ｍ２
／ｇ时，对Ａｓ（Ⅲ）和Ａｓ（Ⅴ）
的吸附容量分别达到１６３．３μｇ／ｍ２和４６．４μｇ／ｍ２。

３．２　混凝剂投加量和砷初始浓度对砷去除效果
的影响
如图２，当混凝剂投加量小于１５ｍｇ
／Ｌ时，随投药量的增加，砷去除率不断增加；超过１５ｍｇ／Ｌ时，去除效果相对稳定。

由结果可知，两种混凝剂均对Ａｓ（Ⅲ）
表现出较好的去除效率，特别是２号混凝剂，加入量２．５ｍｇ／Ｌ，Ａｓ（Ⅲ）去除率达到８３％；加入５ｍｇ
／Ｌ以上，Ａｓ（Ⅲ）去除率达到９２％以上。

图２　混凝剂投加量对Ａｓ（Ⅲ）和Ａｓ（Ⅴ）
去除效果的影响通常，传统的铁盐和铝盐混凝剂对Ａｓ（Ⅲ）去除效率较低，这是因为在中性ｐＨ范围内，Ａｓ（Ⅲ）主要以Ｈ３ＡＳＯ４形式存在，
而混凝除砷主要依赖于混凝剂的水解产物与金属离子（Ｆｅ
３＋
／Ａｌ　３＋
）的交互作用［９］
，所以，一般的混凝剂很难达到对Ａｓ（Ⅲ）
很高的去除率。

然而，本试验中２号混凝剂对Ａｓ（Ⅲ）显示出了更好的去除效果。

这可能是由于：一方面，硫酸钛水解形成的水合Ｔｉ
（ＯＨ）４·Ｈ２Ｏ和钛酰离子（ＴｉＯ）ｎ２ｎ＋
的过程中对砷的混凝去除达到了良好的效果；另一方面，带负电性的砷酸通过电中和作用同正电性的铁盐和钛盐的水解产物形成不溶性化合物而沉降。

钛盐的引入加强了对砷的混凝／吸附作用。

结果表明，２号混凝剂投加１０ｍｇ／Ｌ，Ａｓ（Ⅲ）的残余浓度为８．４４μｇ／Ｌ（＜１０μ
ｇ／Ｌ）。

相比传统混凝剂，当砷初始浓度为１００μ
ｇ／Ｌ时，投加３０ｍｇ／Ｌ的铝盐，残余砷浓度仍大于１０μｇ／Ｌ［１０］
，而投加２５ｍｇ／Ｌ的Ｆｅ３＋
，可使得残余砷浓度降到约８μｇ／Ｌ［１１］。

如图３，在混凝剂量不变的情况下，不同浓度
含砷水的去除效率。

当含砷水浓度超过１００μｇ／Ｌ，
砷的去除率是随着初始砷浓度的增加而下降的，Ａｓ（Ⅴ）表现得更为明显。

本研究中，当混凝剂为１０ｍｇ／Ｌ时，即使砷的浓度上升到５００μｇ／Ｌ，Ａｓ（Ⅲ）
的去除效率仍可达到８０％以上。

然而，传统的混凝除砷通常需要预氧化工序，才可对Ａｓ（Ⅲ）
达到较好的去除效果。

图３　含砷水浓度对Ａｓ（Ⅲ）和Ａｓ（Ⅴ）
去除效果的影响３．３　ｐＨ值对砷去除效果的影响（
见图４
）图４　ｐＨ对Ａｓ（Ⅲ）和Ａｓ（Ⅴ）
去除效果的影响ｐ
Ｈ值是混凝过程中的重要影响因素之一，试验分别研究了在Ａｓ（Ⅲ含量为１５０μｇ／Ｌ、混凝剂投加量为１０ｍｇ／Ｌ和在Ａｓ（Ⅴ）含量为１５０μｇ／Ｌ、混凝剂投加量为５ｍｇ／Ｌ的情况下，ｐＨ对Ａｓ去除效果的影响。

一方面，ｐＨ值影响了Ｆｅ３＋和Ｔｉ　４＋／Ｔｉ　３＋
的水解程度。

随着ｐＨ值的升高，Ｆｅ
３＋
的水解更加彻底，Ｆｅ（ＯＨ）３也随之增加，
进而提供了更多的吸附位，促进了砷的去除［１２］。

而当ｐＨ值过高时，
虽然有利于Ｆｅ（ＯＨ）３对砷的吸附去除，但ＯＨ－的浓度过高会一定程度的抑制砷酸根和Ｆｅ
３＋
的结合，从而不利于砷的沉淀去除。

然而，ＴｉＣｌ４和Ｔｉ（ＳＯ４）２的水解过程较为复杂，
可以从其水解的中间产物ＴｉＯ２和水合Ｔｉ（ＯＨ）４·Ｈ２Ｏ上考虑：
ＴｉＯ２对砷具有极强的吸附能力
［１３］
，其对砷的吸附去除也受着ｐＨ值的影响［１３］
；水合Ｔｉ（ＯＨ）４·
Ｈ２Ｏ对砷的去除机理则类似铁盐，
过高和过低的ｐ
Ｈ值都不利于其混凝去除效果。

综上所述，复合钛铁盐混凝剂的最佳ｐＨ值范围为６～８。

５
８　
第３期 彭　艳，等：复合钛盐混凝剂的制备及其除砷效果的研究
３．４　水力条件对混凝除砷的影响（见表１和图５）表１　不同的混凝水力条件表（ｐＨ＝７，含砷水浓度１５０μｇ／Ｌ，
复合钛铁混凝剂５ｍｇ／Ｌ）／ｍｉｎ
１号２号３号４号５号６号１５０ｒｐｍ　１　１　５　５　１０　２０
８０ｒｐｍ　１９　５　５　２０　２０　３０
４０ｒｐｍ　２０　３４　３０　３５　３０　３０
２０ｒｐｍ　２０　２０　２０　３０
沉淀５　５　５　５　５　
５
图５　水力条件对Ａｓ（Ⅲ）和Ａｓ（Ⅴ）去除效果的影响
除了控制混凝剂的投加量和溶液ｐＨ值以获得更好的混凝效果以外，适宜的水力条件也是混凝剂发挥效力的前提。

据报道，快速搅拌强度必须和混凝剂的水解速度相匹配，并且保证其时间不超过完全水解时间［１４］，这是由于混凝剂在溶液中的水解过程直接影响到了混凝的效果。

从图５可以看出，１号混凝剂对Ａｓ（Ⅴ）去除时，３号的水力条件显示出了更优越的去除率，说明（５ｍｉｎ－１５０ｒｐｍ和５ｍｉｎ－８０ｒｐｍ）的快速搅拌时间更有利于１号混凝剂的水解，从而提高了混凝去除砷的效率。

而其他的水力条件的变化对Ａｓ（Ⅲ）和Ａｓ（Ⅴ）的去除效果没有显著影响。

３．５　共存离子对铁锰复合氧化物除砷性能的影响天然水体中常见的离子对复合钛铁混凝剂除砷性能的影响，结果如表２和表３所示。

本项研究中显示，在中性水体中，碳酸氢钠和磷酸氢二钠的存在明显抑制了Ａｓ（Ⅲ）和Ａｓ（Ⅴ）的去除效果，而硫酸钠和氯化镁对砷去除的抑制效果不明显。

一方面，共存阴离子与Ａｓ（Ⅲ）、Ａｓ（Ⅴ）发生对电正性的活性吸附点位竞争吸附，从而降低了吸附剂表面电性，增加吸附剂电负性，导致吸附剂表面与Ａｓ（Ⅲ）、Ａｓ（Ⅴ）的静电斥力增加［１５］；另一方面，阴离子抑制了Ｆｅ２＋形成Ｆｅ（ＯＨ）３的过程，从而削弱了混凝沉淀作用［１６］。

之前，学者［１７］在对铁锰复合氧化物吸附除砷的研究发现了，磷酸根和碳酸根对吸附除砷效果有着不同程度的抑制作用。

张昱［１８］等在对砷的吸附材料铈铁的研究中，也发现了磷酸根对其吸附性能严重的干扰作用。

而氯化钙的存在则有助于砷的去除效率。

一方面，Ｃａ２＋和砷混合生成了Ｃａ３（ＡｓＯ３）２和Ｃａ３（ＡｓＯ
４
）
２
沉淀，有助于砷的去除［１９］；另一方面，硬度的提高也增加了水中颗粒物的正电性，降低了颗粒物的稳定性，有利于混凝。

当应用ＫＭｎＯ４－Ｆｅ（Ⅱ）去除Ａｓ（Ⅲ）时，Ｃａ２＋的引入增加了Ｆｅ
（ＯＨ）
２
和Ｆｅ（ＯＨ）３的沉淀作用［２０］。

另外，Ｊｅｚｅ－ｑｕｅｌ等［２１］研究发现在Ｃａ２＋的浓度为７ｍｍｏｌ／Ｌ时，ＴｉＯ２对Ａｓ（Ⅴ）的吸附量从２．１ｍｇ／ｇ增加到７．７ｍｇ／ｇ，这是由于Ｃａ２＋与ＴｉＯ２表面的羟基容易形成内配位配合物，增加了ＴｉＯ２表面对Ａｓ（Ⅴ）的吸附作用。

随着碳酸氢钠和磷酸二氢钠浓度由２ｍｍｏｌ／Ｌ增加到３ｍｍｏｌ／Ｌ，砷的去除率有所下降。

Ｇｕａｎ等［１６］发现ＫＭｎＯ４－Ｆｅ（Ⅱ）去除砷时，磷酸盐的投加抑制了砷的去除，且投加量越多，砷的去除率下降的越多。

本研究中，１号混凝剂对Ａｓ（Ⅴ）去除时受磷酸根离子的影响最为严重，这可能是由于：磷酸和砷酸在水溶液中具有相似的结构，与砷酸竞争离子的作用最为强烈。

所以，随着磷酸根的增加，砷酸对水解产物的水解和吸附作用大大减弱。

表２　共存离子影响下Ａｓ（Ⅲ）的混凝去除率表
（ｐＨ＝７，复合钛铁混凝剂５ｍｇ·Ｌ－１，原水砷浓度０．１５ｍｇ·Ｌ－１）其
它
去除率％
共存离子
共存离子浓度为
２ｍｍｏｌ·Ｌ－１
共存离子浓度为３
ｍｍｏｌ·Ｌ－１
１＃混凝剂２＃混凝剂１＃混凝剂２＃混凝剂无共存离子７６．３２　８８．７６　７９．２５　９１．７８
氯化钙９１．７３　９１．２０　５９．９３　７７．０１
碳酸氢钠７４．８１　６０．３０　５８．１４　５７．０５
硫酸钠８８．５３　７８．０９　７９．２５　８２．２１
磷酸氢二钠２４．６３　２６．２２　１８．０１　２３．１１
氯化镁４１．１７　４３．８３　３２．３８　６８．４６表３　共存离子影响下Ａｓ（Ⅴ）的混凝去除率表
（ｐＨ＝７，复合钛铁混凝剂５ｍｇ·Ｌ－１，原水砷浓度０．１５ｍｇ·Ｌ－１）其
它
去除率％
共存离子
共存离子浓度为
２ｍｍｏｌ·Ｌ－１
共存离子浓度为
３ｍｍｏｌ·Ｌ－１
１＃混凝剂２＃混凝剂１＃混凝剂２＃混凝剂无共存离子６９．０５　５８．６８　７０．４８　５７．９４
氯化钙８１．６６　７８．０７　７４．５３　７０．７４
碳酸氢钠３９．２７　４２．７１　１７．３７　４０．９４
硫酸钠５０．３３　６４．３９　５６．１５　６２．６５
磷酸氢二钠２３．５４　１１．０３　２．８９　１０．９２
氯化镁６９．５７　３６．８８　３３．７２　４４．９３
６
８安徽建筑工业学院学报（自然科学版） 第２０卷
４　结 论
（１）与传统铁盐混凝剂相比，复合钛铁盐对
Ａｓ（Ⅲ）的除砷效果更佳。

该混凝剂可使用于常规的混凝工艺，不需预氧化而表现出高的除Ａｓ（Ⅲ）效率。

（２）复合２号混凝剂在原水Ａｓ（Ⅲ）浓度为１５０μｇ／Ｌ时，投加１０ｍｇ／Ｌ的混凝剂，出水浓度＝８．４４μｇ／Ｌ（＜０．０１ｍｇ／Ｌ）。

（３）复合钛铁盐除砷的适宜ｐＨ值范围为６
～８之间，水力条件对复合钛铁盐的除砷效果影响不明显。

（４）天然水环境中常见的阴、阳离子中，Ｃａ２＋在一定程度上有助于混凝除砷效果，碳酸根（ＨＣＯ
３
－）和磷酸根（Ｈ２ＰＯ４２－）对混凝除砷效果有着明显的抑制作用，其余离子对其影响不大。

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１１　Ｐａｌｌｉｅｒ　Ｖ，Ｆｅｕｉｌｌａｄｅ－Ｃａｔｈａｌｉｆａｕｄ　Ｇ，Ｓｅｒｐａｕｄ　Ｂ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ｏｎ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｄｕｒｉｎｇｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ／ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＣｏｌｌｏｉｄ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，３４２（２２）：２６－３２．１２　刘锐平，李　星，夏圣骥，等．高锰酸钾强化三氯化铁共沉降法去除亚砷酸盐的效能与机理［Ｊ］．环境科学，２００５，２６（１）：７２－７５．
１３　Ｎｇｕｙｅｎ　Ｔ　Ｖ，Ｖｉｇｎｅｓｗａｒａｎ　Ｓ，Ｎｇｏ　Ｈ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．Ａｒｓｅ－ｎｉｃ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｂｙ　ｐｈｏｔｏ－ｃａｔａｌｙｓｉｓ　ｈｙｂｒｉｄ　ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，６１：４４－５０．
１４　刘海龙，王东升，王敏，等．强化混凝对水力条件的要求［Ｊ］．中国给水排水，２００６，２２（５）：１－４．
１５　Ｍｅｎｇ　Ｘ　Ｇ，Ｋｏｒｆｉａｔｉｓ　Ｇ　Ｐ，Ｂａｎｇ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ａｎｉｏｎｓ　ｏｎ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｂｙ　ｉｒｏｎ　ｈｙｄｒｏｘ－ｉｄｅｓ［Ｊ］．Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００２，１３３：１０３－１１１．
１６　Ｇｕａｎ　Ｘｉａｏｈｏｎｇ，Ｄｏｎｇ　Ｈａｏｒａｎ，Ｍａ　Ｊｕｎ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｍｏｖ－ａｌ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｆｒｏｍ　ｗａｔｅｒ：Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｍｐｅｔｉｎｇ　ａｎｉｏｎｓｏｎ　Ａｓ（ＩＩＩ）ｒｅｍｏｖａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＫＭｎＯ４—Ｆｅ（ＩＩ）ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００９，４３（１４）：３８９１－３８９９．
１７　常方方，曲久辉，刘锐平，等．铁锰复合氧化物的制备及其吸附除砷性能［Ｊ］．环境科学学报，２００６，２６（１１）：１７６９－１７７４．
１８　张　昱，杨　敏，王桂燕，等．利用稀土基无机合成材料去除饮用水中砷的研究［Ｊ］．环境科学学报，２００１，２０（１）：７０－７５．
１９　刘桂秋，张鹤飞，赵振华．采用石灰－铁盐混凝沉淀法去除废水中的Ａｓ（ＩＩＩ）［Ｊ］．化工环保，２００８，２８（３）：２２６－２２９．
２０　Ｇｕａｎ　Ｘｉａｏｈｏｎｇ，Ｍａ　Ｊｕｎ，Ｄｏｎｇ　Ｈａｏｒａｎ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｍｏｖ－ａｌ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｆｒｏｍ　ｗａｔｅｒ：Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｉｏｎｓ　ｏｎ　Ａｓ（ＩＩＩ）ｒｅｍｏｖａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＫＭｎＯ
４
—Ｆｅ（ＩＩ）ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００９，４３（２３）：５１１９－５１２８．
２１　Ｊｅｚｅｑｕｅｌ　Ｈ，Ｃｈｕ　Ｋ　Ｈ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｒｓｅ－ｎａｔｅ　ｏｎ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｄｉｏｘｉｄｅ　ｕｓｉｎｇ　Ｃａ　ａｎｄ　Ｍｇ　ｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎ　Ｃｈｅｍ　Ｌｅｔｔ，２００５，３：１３２－１３５．
７
８
　第３期 彭　艳，等：复合钛盐混凝剂的制备及其除砷效果的研究。