[發(fā)明專利]一種利用納米赤鐵礦去除水中砷的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610272331.X | 申請日： | 2016-04-27 |
| 公開（公告）號： | CN105692853B | 公開（公告）日： | 2018-11-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 周躍飛;陳天虎;劉海波;張羽;皮匯鈺 | 申請（專利權(quán)）人： | 合肥工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | C02F1/58 | 分類號： | C02F1/58;C02F1/72;C02F1/28;C02F103/06 |
| 代理公司： | 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101 | 代理人： | 何梅生;盧敏 |
| 地址： | 230009 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 利用 納米 赤鐵礦 去除 水中 方法 | ||
本發(fā)明公開一種利用納米赤鐵礦去除水中砷的方法，其特征是：利用具有多孔結(jié)構(gòu)的褐鐵礦礦石為原料，經(jīng)過破碎、煅燒制備成具有赤鐵礦晶體結(jié)構(gòu)的納米結(jié)構(gòu)化多孔顆粒材料；以該顆粒材料作為濾料裝填到濾柱或?yàn)V池中，對含砷地下水進(jìn)行處理，即可實(shí)現(xiàn)砷的去除。本發(fā)明以納米赤鐵礦去除水中砷，可使出水中砷離子含量小于0.01mg/L，去除率穩(wěn)定在97％以上，出水水質(zhì)達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；且作為濾料的納米赤鐵礦可再生重復(fù)使用，顯著降低了成本。
一、技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于飲用水處理領(lǐng)域，具體涉及超標(biāo)含砷地下水除砷處理的方法。
二、背景技術(shù)
科學(xué)研究表明砷對人體健康有很大的危害，是需要嚴(yán)格控制攝入量的致癌物質(zhì)之一。飲用水是砷的重要攝入來源，超過0.01mg/L就會對人體健康帶來風(fēng)險，因此世界各國都已修改飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。然而，隨著飲用水砷容許濃度的修訂，世界上大約30％左右以地下水作為原水的飲用水需要進(jìn)行除砷處理。我國的內(nèi)蒙古、新疆、山西、臺灣等地的地下水飲用水源中砷含量高達(dá)0.2～2.0mg/L。青海、甘肅、陜西、河南、安徽淮北、蘇北、山東等地也出現(xiàn)地下水砷含量超過飲水標(biāo)準(zhǔn)的情況。
在水中砷主要是三價和五價。在地表氧化水體中砷主要以五價砷(AsO43-)的形式存在，而在缺氧地下水中砷主要以三價(As33-)形式存在。很多情況下地下水中同時存在五價砷As(V)和三價砷As(III)。故地下水除砷將涉及對兩種不同價態(tài)及存在形式的砷的去除。目前砷的去除有多種方法，其中混凝/過濾、吸附、離子交換等是主要方法。
混凝/過濾法主要利用混凝劑的強(qiáng)大吸附作用吸附砷，然后通過過濾或者使用濾膜除去混凝產(chǎn)物，從而達(dá)到去除砷的目的。水廠中常用的混凝劑是鋁鹽和鐵鹽。大量研究表明，各種混凝劑中鐵鹽的除砷效果最好。但三價鐵鹽混凝劑對As(V)的去除率基本可達(dá)90％以上，且較為穩(wěn)定，而對于As(III)的去除效果不佳。此外，不論用何種沉淀藥劑，必然會帶來大量含砷有毒污泥的處理問題，引起二次污染。有學(xué)者研究用高鐵酸鹽(主要成分為K2FeO4)與高錳酸鉀作為氧化劑，以FeCl3作為混凝劑來去除飲用水中的砷，處理后水樣中砷殘留量小于0.05mg/L。與傳統(tǒng)的鐵鹽法和氧化鐵鹽法對比，此法不僅簡單、高效、無二次污染，更有利于飲用水除砷。然而，隨著新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，這種處理?xiàng)l件不能滿足要求，還需做進(jìn)一步研究。
吸附法也是一種十分有效，且適用范圍最為廣泛的地下水除砷手段，同時不會產(chǎn)生大量含砷泥渣。活性氧化鋁曾經(jīng)是應(yīng)用最為廣泛的除砷吸附材料，但活性氧化鋁具有適用pH偏酸性、吸附容量低、再生頻繁、鋁溶出較高等缺陷。鐵鹽水解產(chǎn)生的無定形水合氧化鐵被證實(shí)對于As(V)和As(III)均有極強(qiáng)的親和力。因此大量的研究圍繞無定形水合氧化鐵展開。例如，將無定形水合氧化鐵固定在粒狀活性炭的表面、陰離子樹脂表面均顯示良好的除砷效果。但是這些吸附材料發(fā)揮作用的只是表面的含鐵氧化物，因此對As(III)的吸附容量都不高。最近的研究熱點(diǎn)集中在Fe0上，它最大的特點(diǎn)在于對As(III)的吸附較為理想。目前零價鐵構(gòu)建地下水滲透墻除砷已經(jīng)在工程中應(yīng)用，但是隨著零價鐵與水的反應(yīng)，逐漸鈍化失去吸附砷的能力，還存在引起水中鐵離子濃度過高的問題。
基于上述問題，能夠有效去除水中砷的方法亟待發(fā)掘。
三、發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種利用納米赤鐵礦去除水中砷的方法，以期可以高效的去除水中的砷。
本發(fā)明利用納米赤鐵礦去除水中砷的方法，其特點(diǎn)是包括如下步驟：
(1)選擇具有多孔結(jié)構(gòu)的褐鐵礦礦石，其中針鐵礦的含量不低于80％；將所述褐鐵礦礦石破碎，獲得粒徑在0.5～2mm的顆粒物；
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