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聚合硫酸铁对水中砷的去除效果及去除条件研究

    发布时间:2016-08-25    点击数:970   【

砷是当前环境中使人致癌的最普遍、危害性最大的物质之一。世界卫生组织在1968年颁布的环境污染报告中把砷排在首位。砷的As”、As价化合物均是原生毒物,AsH比As毒性更大。一般情况下,土壤、水体、空气、植物和人体都含有微量的砷。微量的砷对人体不会构成危害,但如摄入量超过排泄量,砷就会在人体的肝、肾、肺、脾、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位,特别是毛发、指甲中蓄积,从而引起慢性砷中毒,潜伏期长达几年甚至几十年。因此,研究地表饮用水和地下水中砷的去除具有重大意义。目前,饮用水的除砷措施主要可概括为混凝法、吸附法、离子交换法等。

聚合硫酸铁(PFS)是一种新型无机高分子絮凝净水剂,有极强的混凝能力,沉降速度快,适用pH值范围广,腐蚀性小,净水效果好;同时投药量少、费用低,处理后水质优良、无毒,不产生铝污染,且有良好的破油、除臭、脱色作用,故具有很好的发展前景。由于工业废水成分复杂,不同类型废水的成分有很大差别,因此同一净水剂不可能对所有废水的净化条件和效果都完全一致。

笔者采用聚合硫酸铁作为净水剂,对废水中的砷进行了净化条件及效果的试验,确定了废水净化时最适宜pH值、最佳投加量、初始砷浓度与去除效果的关系等,为该净水剂的实际应用提供了一定依据。

用1000mg/L的标准砷(Ⅲ)储备液配置不同浓度的砷溶液,在溶液中加入一定量的聚合硫酸铁,调节溶液pH值后移人带塞的干净小瓶中,中速震荡30min,静置过夜。取上清液稀释一定倍数后,按照砷溶液:浓盐酸:50A硫脲一5抗坏血酸混合溶液=7.5:0.5:2的关系配置成上机溶液,用AFS-830双道原子荧光光度计进行检测,得出溶液中砷的残留浓度并计算去除率,分析实验结果。

实验结果表明:

(1)聚合硫酸铁去除砷的最佳pH值范围为6~8。pH值增大或减小都会使砷的去除率降低。

(2)聚合硫酸铁去除水中砷的主要机理是利用其水解形成的水合铁离子与水中的各种砷的离子和化合物形成沉淀,水解产生的各种单核和多核的络合离子会通过压缩双电层、吸附、卷扫等作用将这些沉淀物及砷化物进一步去除。

(3)当pH=7时聚合硫酸铁对砷的去除量与砷的初始浓度成正比。此外聚合硫酸铁对砷的絮凝沉淀还符合Freundlich等温吸附特性。

(4)砷的去除率随聚合硫酸铁加入量的增加而升高。当加入的PFS量较小时,溶液中砷的浓度随着加入量的增加而急剧降低,但当加入量超过某一数值后,溶液中砷的浓度基本保持不变,即有一个投加量最佳点。当砷的初始浓度小于5000g/L时,用该法可将砷的浓度降低到50,Ug/L以下,达到我国《生活饮用水卫生标准》。

(5)在实验的Fe/As范围内,砷去除率随Fe/As比值的增加而增大,但当Fe/As比值大于2O时,砷去除率的增加速度减缓甚至达到稳定。

(6)在该实验条件下,Ca抖、Mg有利于砷的絮凝沉淀,POi一对砷的去除有不利影响,而且POi一的浓度越大其影响越大。

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