[發(fā)明專(zhuān)利]一種同時(shí)去除地下水中砷氟的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010210241.0
• 申請(qǐng)日: 2010-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102295360A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲久輝;劉銳平;王洪杰;蘭華春;鞏文信;吳鹍;楊天明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/04
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下水中砷氟的處理方法，特別是指，一種同時(shí)去除砷氟的處理方法。

背景技術(shù)

飲用水砷氟污染及其水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)引起了國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。長(zhǎng)期飲用高砷水會(huì)使人體產(chǎn)生黑變病、角化癥和癌癥等一系列的健康問(wèn)題，長(zhǎng)期飲用高氟水則可導(dǎo)致斑齒病和氟骨病。我國(guó)是典型的同時(shí)遭受砷、氟污染的國(guó)家之一。由于環(huán)境地球化學(xué)因素，不少地區(qū)地下水表現(xiàn)出明顯的砷氟共存污染特征，并可能由于二者之間潛在的協(xié)同毒性效應(yīng)而導(dǎo)致某些地區(qū)地方病發(fā)病率異常升高。我國(guó)現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中規(guī)定砷與氟的標(biāo)準(zhǔn)限值分別為0.01mg/L和1mg/L。

天然水體中砷主要以砷酸鹽(As(V))及亞砷酸鹽(As(III))兩種形式存在。還原性地下水條件下，砷(III)為主要存在形式。與砷(V)比較而言，砷(III)毒性較強(qiáng)，對(duì)土壤、沉積物及金屬氧化物等的親和力較差，去除難度更大。天然水中氟主要以氟離子(F^-)的形式存在。國(guó)內(nèi)外對(duì)除砷、除氟技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究。從理論上而言，可去除砷的方法有混凝、沉降(共沉降)、吸附、離子交換、膜分離等；可去除氟的方法有混凝、吸附、離子交換、膜分離等。因此，從理論上說(shuō)混凝、吸附、離子交換、膜分離等均可實(shí)現(xiàn)砷氟同時(shí)去除。但迄今為止，國(guó)內(nèi)外仍缺乏可在工程中推廣應(yīng)用的可同時(shí)去除砷氟的技術(shù)。

事實(shí)上，混凝除砷除氟技術(shù)往往適合于大規(guī)模水廠(chǎng)，而地下水砷氟污染往往存在于農(nóng)村地區(qū)，混凝技術(shù)難以在類(lèi)似情況下使用。吸附技術(shù)是適合于農(nóng)村分散型供水系統(tǒng)的最佳技術(shù)，但可同時(shí)有效吸附砷氟的吸附劑鮮有報(bào)道。離子交換技術(shù)在競(jìng)爭(zhēng)交換作用下可去除砷氟，但受硫酸鹽、氯化物等離子的影響很大。膜分離技術(shù)中若采用反滲透技術(shù)可去除砷氟，但存在處理成本高、產(chǎn)生大量濃水等問(wèn)題。因此，以易于在農(nóng)村中應(yīng)用的吸附工藝為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)可同時(shí)吸附砷氟的吸附劑及其應(yīng)用方法，這可能是解決飲用水砷氟共存污染問(wèn)題的可行途徑。

鐵氧化物是可有效吸附砷的除砷活性組分，鋁氧化物是可有效吸附氟的除氟活性組分。因此，將二者進(jìn)行復(fù)配，即有可能獲得可同時(shí)去除砷氟的材料。例如，蔡亞岐等人發(fā)明了具有很強(qiáng)除氟能力的氧化鐵-氧化鋁復(fù)合納米除氟材料(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺篊N200710118307.1)，該材料對(duì)砷也表現(xiàn)出良好的吸附去除能力。但是，該材料制備工藝復(fù)雜，成本昂貴，且往往需要外加磁場(chǎng)才能較好地實(shí)現(xiàn)固液分離，從而難以在工程實(shí)際中應(yīng)用。許慶華等發(fā)明的凹凸棒除氟劑(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺篊N200510040604.X)的材料制備成本較低，但除砷除氟能力較弱，吸附劑投量較高，且需要復(fù)雜的絮凝、沉淀、澄清過(guò)濾等單元實(shí)現(xiàn)固液分離，不利于在農(nóng)村分散式除氟工程中應(yīng)用。

本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種成本低廉、使用方便、可同時(shí)去除砷氟的新方法。本發(fā)明不僅可以去除地下水、飲用水或工業(yè)廢水中砷、氟等污染物，還可去除汞、鉛、鋅、銅、鎘等重金屬。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)砷氟共存污染水，提供了一種經(jīng)濟(jì)有效、使用方便的處理方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種首先將水中溶解性砷氟轉(zhuǎn)化為顆粒態(tài)砷氟，之后通過(guò)固液分離過(guò)程將顆粒態(tài)砷氟從水中去除的方法。具體而言，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

(1)在充分?jǐn)嚢璧臈l件下，按照以下方式的任何一種向砷氟共存污染水中加入由鐵鹽、鋁鹽和堿液經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成的水合鐵鋁氫氧化物，通過(guò)吸附、沉降、共沉降、表面絡(luò)合等作用將水中溶解態(tài)的砷、氟污染物轉(zhuǎn)化成顆粒態(tài)砷氟。

1)將鐵鹽與鋁鹽的混合液在充分?jǐn)嚢钘l件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應(yīng)0.5～10min；之后將反應(yīng)生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分?jǐn)嚢钘l件下加入砷氟共存污染水中，反應(yīng)5～120min。

2)將堿液在充分?jǐn)嚢钘l件下加入鐵鹽與鋁鹽的混合液中，并在攪拌條件下繼續(xù)反應(yīng)0.5～10min；之后將反應(yīng)生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分?jǐn)嚢钘l件下加入砷氟共存污染水中，反應(yīng)5～120min。

3)將鐵鹽溶液在充分?jǐn)嚢钘l件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應(yīng)0.5～10min；再將鋁鹽溶液在充分?jǐn)嚢钘l件下加入鐵鹽與堿液的混合液中，并在混合條件下繼續(xù)反應(yīng)0.5～10min；之后將反應(yīng)生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分?jǐn)嚢钘l件下加入砷氟共存污染水中，反應(yīng)5～120min。