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聚合硫酸鐵對水中砷的去除效果及去除條件研究

    發布時間:2016年8月25日        【

砷是當前環境中使人致癌的較普遍、危害性較大的物質之一。世界衛生組織在1968年頒布的環境污染報告中把砷排在首位。砷的As”、As價化合物均是原生毒物,AsH比As毒性更大。一般情況下,土壤、水體、空氣、植物和人體都含有微量的砷。微量的砷對人體不會構成危害,但如攝入量超過排泄量,砷就會在人體的肝、腎、肺、脾、子宮、胎盤、骨骼、肌肉等部位,特別是毛發、指甲中蓄積,從而引起慢性砷中毒,潛伏期長達幾年甚至幾十年。因此,研究地表飲用水和地下水中砷的去除具有重大意義。目前,飲用水的除砷措施主要可概括為混凝法、吸附法、離子交換法等。

聚合硫酸鐵(PFS)是一種新型無機高分子絮凝凈水劑,有很強的混凝能力,沉降速度快,適用pH值范圍廣,腐蝕性小,凈水效果好;同時投藥量少、費用低,處理后水質優良、無毒,不產生鋁污染,且有良好的破油、除臭、脫色作用,故具有很好的發展前景。由于工業廢水成分復雜,不同類型廢水的成分有很大差別,因此同一凈水劑不可能對所有廢水的凈化條件和效果都完全一致。

筆者采用聚合硫酸鐵作為凈水劑,對廢水中的砷進行了凈化條件及效果的試驗,確定了廢水凈化時較適宜pH值、較佳投加量、初始砷濃度與去除效果的關系等,為該凈水劑的實際應用提供了一定依據。

用1000mg/L的標準砷(Ⅲ)儲備液配置不同濃度的砷溶液,在溶液中加入一定量的聚合硫酸鐵,調節溶液pH值后移人帶塞的干凈小瓶中,中速震蕩30min,靜置過夜。取上清液稀釋一定倍數后,按照砷溶液:濃鹽酸:50A硫脲一5抗壞血酸混合溶液=7.5:0.5:2的關系配置成上機溶液,用AFS-830雙道原子熒光光度計進行檢測,得出溶液中砷的殘留濃度并計算去除率,分析實驗結果。

實驗結果表明:

(1)聚合硫酸鐵去除砷的較佳pH值范圍為6~8。pH值增大或減小都會使砷的去除率降低。

(2)聚合硫酸鐵去除水中砷的主要機理是利用其水解形成的水合鐵離子與水中的各種砷的離子和化合物形成沉淀,水解產生的各種單核和多核的絡合離子會通過壓縮雙電層、吸附、卷掃等作用將這些沉淀物及砷化物進一步去除。

(3)當pH=7時聚合硫酸鐵對砷的去除量與砷的初始濃度成正比。此外聚合硫酸鐵對砷的絮凝沉淀還符合Freundlich等溫吸附特性。

(4)砷的去除率隨聚合硫酸鐵加入量的增加而升高。當加入的PFS量較小時,溶液中砷的濃度隨著加入量的增加而急劇降低,但當加入量超過某一數值后,溶液中砷的濃度基本保持不變,即有一個投加量較佳點。當砷的初始濃度小于5000g/L時,用該法可將砷的濃度降低到50,Ug/L以下,達到我國《生活飲用水衛生標準》。

(5)在實驗的Fe/As范圍內,砷去除率隨Fe/As比值的增加而增大,但當Fe/As比值大于2O時,砷去除率的增加速度減緩甚至達到穩定。

(6)在該實驗條件下,Ca抖、Mg有利于砷的絮凝沉淀,POi一對砷的去除有不利影響,而且POi一的濃度越大其影響越大。

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