[發明專利]一種利用亞硫酸鹽與鐵鹽催化氧化體系去除水中砷的方法

在審

• 申請號: 201910321110.0
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109942070A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 馬軍;丁健;王盼新;程海軍;王憲實;曹影;王楨;張忠祥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;哈爾濱工業大學(威海);山東中歐膜技術研究有限公司
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種利用亞硫酸鹽與鐵鹽催化氧化體系去除水中砷的方法，它涉及一種去除水中砷的方法。本發明的目的是要解決現有除砷的工藝成本高，除砷效率低下，操作過程復雜，消耗藥品量高和產泥過多的問題。方法：向含砷待處理水中加入亞硫酸鹽和鐵鹽，再將pH值調節至4～6，再攪拌反應，再在室溫下靜置，得到出水。本發明與單純吸附法相比、本發明用藥量少且處理效率高，效果穩定，可在60分鐘內完成95％以上的有機砷去除，98％以上無機砷的去除。本發明適用于去除水中砷。

技術領域

本發明涉及一種去除水中砷的方法。

背景技術

砷(As)是一類金屬元素，廣泛分布于地殼中，是公認的高毒致癌物質，被用于殺蟲劑、除草劑、半導體材料、防腐劑、飼料添加劑等的生產和制作中，大量而頻繁的使用導致水環境中砷的濃度和分布范圍不斷增大，對水生動植物產生巨大影響，同時，可能通過食物鏈富集作用間接地進入人體，并對人體健康造成威脅。長期飲用砷超標的水，將可能導致皮膚色素沉積、皮膚癌、皮膚角質化、心血管疾病、肝癌等一系列問題。基于砷的毒性和環境安全性，我國對生活飲用水中砷的濃度做了一定的限制，《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)中規定砷濃度的限值為10μg/L。

砷的兩種常見價態為三價砷(As(III)，亞砷酸鹽和五價砷(As(V)，砷酸鹽，地下水中As(III)往往占總砷的67-99％以上，而且As(III)的毒性較As(V)高60倍，同時中性pH時，As(III)主要以分子態(H₃AsO₃)的形式存在，不易被去除。因此，通常需要將有機砷、As(III)氧化為易于去除的As(V)，再通過吸附沉淀的方式進行去除。常用的氧化劑主要有臭氧、次氯酸、高錳酸鉀、高鐵酸鉀、雙氧水(H₂O₂)、二氧化氯等。

現有的除砷技術工藝有膜法、吸附劑吸附法、芬頓法、高鐵氧化吸附法、過硫酸鹽催化氧化等方法，這些方法或成本較高，或工藝、結構復雜，操作難度大，或需要在極酸條件下反應，要求苛刻；或去除效率低，反應時間長。沒有可以同時滿足經濟、高效、普適、操作簡便這一系列特點的除砷技術工藝。

發明內容

本發明的目的是要解決現有除砷的工藝成本高，除砷效率低下，操作過程復雜，消耗藥品量高和產泥過多的問題，而提供一種利用亞硫酸鹽與鐵鹽催化氧化體系去除水中砷的方法。

一種利用亞硫酸鹽與鐵鹽催化氧化體系去除水中砷的方法，是按以下步驟完成的：

一、向含砷待處理水中加入亞硫酸鹽和鐵鹽，得到含有亞硫酸鹽和鐵鹽的待處理水；

步驟一中所述的含有亞硫酸鹽和鐵鹽的待處理水中亞硫酸鹽的濃度為0.1mmol/L～2mmol/L；

步驟一中所述的含有亞硫酸鹽和鐵鹽的待處理水中鐵鹽的濃度為0.01mmol/L～0.1mmol/L；

二、將含有亞硫酸鹽和鐵鹽的待處理水的pH值調節至4～6，再攪拌反應，再在室溫下靜置，得到出水，即完成一種利用亞硫酸鹽與鐵鹽催化氧化體系去除水中砷的方法。

本發明的原理：

本發明在偏酸性的有氧溶液中，鐵離子(Fe³⁺)可催化氧氣與亞硫酸根(SO₃^2-)反應產生硫氧自由基，該自由基可高效氧化水中正三價態的砷(As³⁺)或含砷有機物(ASA)，可高效將正三價態的砷(As³⁺)轉化為正五價砷(As⁵⁺)并在短時間內通過鐵離子的吸附作用除去，以保障水質。

本發明的優點：