[發(fā)明專利]一種樹脂吸附法去除液體中的砷的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010623774.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN102113696A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寇曉康;王日升;劉金華;王程;關(guān)利敏;李彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安藍(lán)曉科技有限公司
• 主分類號(hào): A23L2/80
• 分類號(hào): A23L2/80
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李紅團(tuán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種去除液體中砷的方法，具體涉及一種樹脂吸附法去除液體中砷的方法。

背景技術(shù)

我國(guó)果品資源豐富，果品加工業(yè)正大力發(fā)展果汁加工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化、集團(tuán)化、品牌化。隨著果汁濃縮汁加工業(yè)的快速發(fā)展和國(guó)際貿(mào)易中競(jìng)爭(zhēng)的加劇，果汁濃縮清汁產(chǎn)品的質(zhì)量也越來越多地受到了人們的重視。除了色值和透光率作為衡量果汁產(chǎn)品質(zhì)量高低的兩項(xiàng)最重要的理化指標(biāo)之外，果汁中甲胺磷、棒曲霉和褐變成分的控制，重金屬含量也成為果汁出口關(guān)注的主要問題。

果品生產(chǎn)過程中的鉛，砷等農(nóng)藥殘留問題成為果汁生產(chǎn)企業(yè)面臨的巨大出口技術(shù)壁壘。眾所周知砷和砷的可溶性化合物皆劇毒，而且，毒性的大小隨化合物不同而不同，一般的三價(jià)砷毒性高于五價(jià)砷，無機(jī)砷毒性高于有機(jī)砷，低劑量的無機(jī)砷攝入，即對(duì)身體健康有很大的負(fù)面影響，容易引發(fā)皮膚癌、膀胱癌、腎癌等疾病，并且最新研究結(jié)果表明，砷對(duì)人體健康的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了估計(jì)，因此各國(guó)均對(duì)飲用水及食品中的砷含量有嚴(yán)格要求，這也對(duì)我國(guó)的果汁企業(yè)提出了一個(gè)更高的出口準(zhǔn)入門檻。

國(guó)內(nèi)外除砷方法目前主要集中于水體中砷的控制研究如：沉淀法，氧化法，離子交換法，生物除砷等。

沉淀法主要是利用外加藥劑或能量，與水體中砷的污染物發(fā)生化學(xué)作用或物理化學(xué)作用，形成沉淀或絮凝體礬花從水質(zhì)中分離出來，從而達(dá)到除砷目的。該方法主要包括熱沉淀法、共沉淀法、沉淀絮凝-上浮法等。常用的沉淀劑有硫化物、鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽、石灰水等它們的共同特點(diǎn)是在水體中均可以與砷酸根形成硫化砷或砷酸鹽沉淀過濾除去。該方法的缺陷是需要大量的沉淀劑，產(chǎn)生大量的含砷廢渣無法利用，長(zhǎng)期堆積則容易造成二次污染。因此該方法的應(yīng)用受到一定的限制。

氧化法是用游離氯、次氯酸鹽、臭氧、高錳酸鹽等氧化劑將其三價(jià)砷氧化為五價(jià)砷，然后去除。但在飲用水中為盡量限制化學(xué)藥品的使用，以避免氧化劑的殘留或在氧化過程中產(chǎn)生副產(chǎn)物，因此氧成為飲水除砷過程中首選的氧化劑。但溶解氧的氧化動(dòng)力學(xué)很慢，需要合適的催化劑來促使反應(yīng)的進(jìn)行。該方法的缺陷是飲用水中應(yīng)盡量限制化學(xué)藥品的使用，以避免氧化劑的殘留或在氧化過程中產(chǎn)生副產(chǎn)物，因此氧成為飲水除砷過程中首選的氧化劑。但溶解氧的氧化動(dòng)力學(xué)很慢，需要合適的催化劑來促使反應(yīng)的進(jìn)行。氧化法除砷對(duì)三價(jià)砷來說，是一種行之有效的方法，但往往是反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢，投資較高，因此在某種程度上限制其應(yīng)用。

離子交換法也是一種有效的脫砷方法。Suzuki等人在Suzuki?TM，Bomani?J?O，Matsunaga?H，et?al.Removal?of?As(III)and?As(V)by?a?por?ous?s?pherical?resin?loaded?with?monoclinic?hydrous?zirconium?oxide[J].Chemistry?Letters，1997，1：119～25.公開了一種利用單斜晶的水合氧化鋯填充多孔樹脂去除三價(jià)砷和五價(jià)砷的方法，可將砷的濃度降低到0.1mg/L，達(dá)到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。CN1660703公開了一種從水中除去砷的方法，通過使水與強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂接觸而從水中除去砷，該陰離子交換樹脂包含至少一種金屬離子或含金屬的離子，其砷酸鹽的K_SP不大于10^-5，條件是該金屬不是鋯。但是由于使用離子交換樹脂會(huì)對(duì)果汁的組分、品質(zhì)造成很大影響，所以不能使用離子交換樹脂去除果汁中的砷；此外該方法只能處理濃度較低、處理量不大、組成單純且有較高回收價(jià)值的廢水，其處理工藝比較復(fù)雜，成本較高，所以難以工業(yè)化。

生物除砷技術(shù)：砷不但能被生物體富集濃縮，而且也會(huì)被這些生物氧化和甲基化。由于甲基化的砷的毒性比無機(jī)砷低得多，因此，水體的微生物對(duì)砷富集的過程也是一個(gè)對(duì)砷降解脫毒的過程。利用這一特性可以采用生化法對(duì)高濃度含砷廢水進(jìn)行處理。該方法雖然除砷效果好，費(fèi)用低，處理后二次污染小，但是篩選能夠有高效氧化和甲基化砷的菌種需要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間和不小的研發(fā)費(fèi)用。

以上方法均為一般水資源或者廢水中砷的去除，如果采用以上處理方法，果汁的理化指標(biāo)和果汁品質(zhì)會(huì)發(fā)生很大改變。

吸附法是以具有高比表面積、不溶性的固體材料作吸附劑，通過物理吸附作用、化學(xué)吸附作用等機(jī)制將水中的砷污染物固定在自身的表面上，從而達(dá)到除砷的目的。