[發明專利]多元復合絮凝沉降劑及在砷污染水體治理中的應用

有效

• 申請號: 200910080595.5
• 申請日: 2009-03-23
• 公開（公告）號: CN101503239A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 曲久輝;劉銳平;王洪杰;劉會娟;蘭華春
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F1/58
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 李 柏

技術領域

本發明屬于河流水體污染治理技術領域，特別涉及一種多元復合絮凝沉降劑及多元復合絮凝沉降劑在砷污染水體治理中的應用。?

背景技術

化學化工、冶金鋼鐵、能源礦產等工業生產過程產生的含砷廢水是水體環境污染的重要污染源，若未經妥善處理進入環境中將可能對河流、湖泊、水庫等水體環境造成嚴重污染，并危及沿岸飲用水源及水質的安全，對飲用水造成重大隱患。尤其對于某些高負荷含砷廢水在短時間內排放導致的水體砷污染事件，更有可能由于其污染負荷高、污染強度大等特點而對下游百姓生活、漁業生產、社會穩定等造成嚴重影響。近年來我國頻繁發生由于含砷廢水排放而導致的環境污染事件。例如，2006年4月，湖南岳陽發生新墻河砷污染事件；2008年，相繼發生云南陽宗海、廣西河池、河南商丘等砷污染事件。?

為了控制砷污染以及對人體、水生動植物與生態造成的風險，我國對不同水體環境中砷濃度限值進行了嚴格的規定。國家現行飲用水標準(GB5749-2006)明確規定飲用水中砷最大濃度必須低于0.10mg/L；地表水環境質量標準中要求四類及其以上水體中砷濃度應該低于0.05mg/L；工業廢水排放標準中規定排放入水體中的工業廢水中砷濃度應低于0.50mg/L。此外，對于土壤、農業灌溉用水、食物等體系中砷的濃度也作明確規定。?

水中砷的去除技術主要包括吸附、絮凝-沉淀-過濾、絮凝-直接過濾、電滲析、離子交換、膜分離等。對于除砷吸附材料，常見的除砷材料主要有活性炭、活性氧化鋁、赤泥、斜發沸石、改性活性炭、羥基氧化鐵、?錳砂、水合錳氧化物、鐵錳復合氧化物/硅藻土等材料。上述用于去除飲用水中砷的吸附材料雖然具有吸附砷的能力，但往往存在平衡吸附容量過低、沉降速度過快、吸附反應時間不足、缺乏適宜的混合等環境水力學條件等問題，從而難以具有明顯的除砷效果。本申請人前期開發的鐵錳復合氧化物/硅藻土除砷吸附材料(CN2006100081358)，有效提高了材料吸附?容量及其吸附砷的動力學反應速度，但仍由于其沉降過快而難以有效沉降去除水中的砷。李圭白等開發的復合氧化絮凝劑(CN200410058308.8)在水中沉降速度能夠明顯降低，但在除砷過程中對混合、反應的水力學條件要求很高，難以應用于龐大湖泊、水庫、河流等水體砷污染治理。此外，蔡亞岐等人發明了氧化鐵-氧化鋁復合納米材料(CN200710118307.1)。該材料能夠有效去除水中砷、氟等污染物，但材料制備工藝復雜，成本昂貴，難以在工程實際中大規模應用。?

對于飲用水中砷的去除，往往將顆粒態吸附材料裝填在吸附柱中，含砷水流經吸附柱過程中砷污染物得以從水相中吸附去除；對于湖泊、水庫等靜止水體中砷的去除技術，國內外迄今為止鮮有報道。本申請人前期開發的多元復合金屬氧化物除砷沉降劑(CN200810266740.1)，通過形成沉降劑的吸附與沉降作用將水中砷沉降至湖底，從而實現水體中砷的去除。但是，該除砷沉降劑主要針對湖泊、水庫等靜止水體砷污染的如下特點進行治理：受污染水體的空間分布相對集中，易于實施除砷沉降劑投加等工程措施；沉降時間可以在數天、數十天甚至上百天的時間尺度范圍。采用該除砷沉降劑(CN200810266740.1)能夠解決湖泊、水庫等靜止水體砷污染問題。但是，對于遭受砷污染的河流，河道長度往往在數十至數百公里范圍，范圍過廣而難以投加除砷沉降劑；河道斷面不規則，難以對投加工程過程進行合理設計與控制；河道砷污染處理所允許的沉降時間往往相對較短，往往要求數小時到數十小時范圍內能夠完成砷的沉降。因此，若采用多元復合金屬氧化物除砷沉降劑(CN200810266740.1)在上述較短時間范圍內吸附了砷的沉降劑難以充分沉降而除砷效果有限，而若形成顆粒較大沉降劑加快沉降速率則難以確保吸附除砷效果。因此，采用上述針對湖泊、水庫等靜止水體的多元復合金屬氧化物除砷沉降劑及其工程技術方案難以有效解決河流砷污染水體治理工程的問題。?

針對河流水體地形地貌特點以及砷污染特點，開發性能高效、成本低廉、使用方便、且可在工程中大規模應用的河流砷污染治理方法，這是目前研究與工程應用中亟需解決的難點問題。本發明以上述多元復合金屬氧化物除砷沉降劑(CN200810266740.1)為基礎，在投加多元復合金屬氧化物除砷沉降劑之后一定時間，再投加一種多元復合絮凝沉降劑，從而優化控制除砷吸附與沉降過程，實現水中砷的吸附與沉降過程可控，確保砷的去除。?

發明內容

本發明的目的之一是針對水中砷污染物，尤其是河流等水體中砷，提供一種性能高效、經濟可行、易于在工程中大規模應用的多元復合絮凝沉降劑。?