[發(fā)明專利]一種同步氧化及原位吸附去除水中有機砷的方法

在審

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• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111333168A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 馬軍;王盼新;江進;程海軍;何旭;紀潤靈;丁健
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/28;C02F101/10;C02F101/38
• 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

一種同步氧化及原位吸附去除水中有機砷的方法，它涉及含有有機砷水的處理方法，本發(fā)明解決水中的有機砷污染物，尤其是大規(guī)模飲用水除砷水廠水源水中的有機砷無法實現同步氧化及原位吸附去除的問題，該方法包括將二價鐵鹽和過硫酸鹽加入到含有機砷的水中，實現同步氧化降解及原位吸附去除水中有機砷，其中二價鐵鹽和過硫酸鹽的摩爾比為：1:0.8～4。本發(fā)明的方法工藝操作簡單，適用的水質條件廣，可高效去除水中所含有的代表性的有機砷—對氨基苯胂酸，尤其適用于大規(guī)模飲用水除砷水廠水源水中的有機砷去除。本發(fā)明應用于砷的去除領域。

技術領域

本發(fā)明涉及含有有機砷水的處理方法，特別涉及以對氨基苯胂酸為代表的有機砷的去除方法，尤其是在飲用水中去除微量及痕量有機砷的應用方法。

背景技術

對氨基苯胂酸(阿散酸)，3-硝基-4-羥基苯胂酸(洛克沙胂)等有機砷作為合成抗菌劑,已經被廣泛用作豬、雞等畜禽飼料的添加劑，它們具有殺滅細菌，原蟲及螺旋體的作用，并且能夠促進畜禽生長，提高飼料效率。但是這些有機砷在動物體內幾乎不會被分解，大部分會通過糞便排出。養(yǎng)殖廢水大部分經過簡單處理或未處理直接排放，導致每年有超過幾千噸的有機砷排放到環(huán)境中。在中國南部的珠江三角洲的養(yǎng)豬場周圍的土壤中，有機砷的檢出濃度高達771μg/kg,明顯高于其他地區(qū)。盡管阿散酸，洛克沙胂作為有機砷，毒性較低，但是在環(huán)境中能夠被生物降解或者環(huán)境氧化成三價、五價等高毒性的無機砷，導致自然水體富砷化，對生態(tài)環(huán)境和人體生存產生極大的威脅。

砷污染對人類健康的危害已廣為人知,長期飲用含高砷的水源,會發(fā)生肺癌、皮膚癌、腎癌和肌肉萎縮等疾病。因此,我國規(guī)定廢水中砷的排放標準為0.5mg/L,我國最新《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)對砷的濃度限值做出了嚴格的規(guī)定，要求飲用水中砷的最大濃度必須低于10μg/L。因此已經有大量文獻和專利對無機砷(As(III)和As(V))的去除進行了研究報道，主要包括吸附劑吸附法、中和沉淀法、絮凝沉淀法、鐵氧體法、硫化物沉淀法等。但由于有機砷含有復雜的有機官能團，常見的無機砷的去除方法很難高效的去除有機砷。截止目前，已經公開報道的有機砷的去除方法并不是很多，可以概括為厭氧處理工藝和氧化+吸附工藝。相比于厭氧處理工藝，氧化+吸附方法，具有所用時間短，工藝簡單等優(yōu)勢。但是氧化過程和吸附過程所要求的最適環(huán)境條件(如pH等)往往不一致，不斷調節(jié)兩個階段的反應條件會導致該工藝在實際應用過程中成本變高，可行性降低。

專利公開號為CN 109942070A，專利名稱為《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》專利申請，公開了向含砷待處理水中加入亞硫酸鹽和鐵鹽，再將pH值調節(jié)至4～6，再攪拌反應，再在室溫下靜置，得到出水。本發(fā)明與單純吸附法相比、本發(fā)明用藥量少且處理效率高，效果穩(wěn)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。

該專利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(tài)的砷(As³⁺)或含砷有機物(ASA)，可高效將正三價態(tài)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。

但是該方法所使用的亞硫酸鹽用量較大，且需要加入氧氣的參與，還需要調節(jié)pH才能完成反應。最主要的是該專利不能實現有機砷部分氧化成五價砷(As(V))，部分未氧化的情況下，將有機砷完全去除。該專利需要將有機砷完全氧化成五價砷(As(V))后，才能去除有機砷。