[發明專利]一種采用錳鐵氧化物材料去除水中阿散酸的方法

有效

• 申請號: 202010448506.4
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111573770B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 俞漢青;柯明坤;黃貴祥
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/06;B01J20/30;C02F101/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 任美玲

本發明提供了一種采用錳鐵氧化物材料去除水中阿散酸的方法，將錳鐵氧化物材料投加到含阿散酸的水中，調節pH值至酸性，投加過一硫酸鹽。本發明使用錳鐵氧化物材料去除水中阿散酸，具有去除效率高、同步降低水中總砷濃度、材料能回收及循環使用、去除效率受氯離子和腐殖酸等物質干擾較小的特點。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種采用錳鐵氧化物材料去除水中阿散酸的方法。

背景技術

在過去的幾十年中，阿散酸等苯砷酸類化合物已廣泛用作飼料添加劑，以促進家畜和家禽的生長，并防止它們生長過程中沾染疾病。這些苯砷酸類化合物在被家禽和家畜攝入后，它們在動物體內幾乎不能被代謝轉化，因而會通過糞便或者尿液直接進入到自然界中。據估計，全世界每年有成千上萬噸的苯砷酸類化合物從各地的家禽及豬養殖場被排放到環境中。苯砷酸類化合物雖然毒性不高，但其在環境中會被轉化為毒性更大的無機砷，從而對水生生態和水體安全構成嚴重威脅。因此，如何去除苯砷酸類化合物就顯得尤為重要。

迄今為止已經開發出了許多從水中去除阿散酸的方法。鐵基材料及金屬有機框架材料可以作為吸附劑吸附去除阿散酸，但這一過程通常非常耗時。有研究表明，阿散酸在鐵和鋁等氧化物上的吸附常數要低于AsO₄^3-的吸附常數。相比純吸附過程而言，化學氧化和吸附相結合的技術因其能將阿散酸氧化為AsO₄^3-來提高總砷的去除效率，而被認為更具有應用前景。基于芬頓反應或高鐵酸鹽的技術能將阿散酸完全氧化，并隨后通過新形成的Fe³⁺的原位絮凝去除溶液中的總砷。但這類技術應用的鐵基試劑不可重復使用，同時產生含砷的固體廢棄物，使得它們在實際應用中顯得昂貴而且復雜。據報道，MnO₂能單獨用于阿散酸的吸附和氧化，但其吸附能力較弱，且會造成嚴重的Mn²⁺浸出，造成二次污染。基于鐵氧化物的非均相芬頓技術雖然能氧化阿散酸并吸附去除水中的砷，但其催化效率往往不高。目前，仍缺乏經濟、高效的阿散酸處理技術。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種采用錳鐵氧化物材料去除水中阿散酸的方法，本發明使用錳鐵氧化物材料去除水中阿散酸，具有去除效率高、同步降低水中總砷濃度、材料能回收及循環使用、去除效率受氯離子和腐殖酸等物質干擾較小的特點。

本發明提供了一種采用錳鐵氧化物材料去除水中阿散酸的方法，其特征在于，將錳鐵氧化物材料投加到含阿散酸的水中，調節pH值至酸性。

優選的，所述錳鐵氧化物材料的制備方法包括以下步驟：

A)將含錳無機鹽及保護劑的溶液與含鐵無機鹽溶液混合攪拌后進行陳化，得到普魯士藍類似物前驅體；

B)將所述普魯士藍類似物前驅體煅燒，得到錳鐵氧化物材料。

優選的，在含錳無機鹽及保護劑的溶液中，所述含錳無機鹽為四水合氯化亞錳和四水合硝酸錳，濃度為5.0～10.0mmol/L；所述保護劑為聚乙烯吡咯烷酮K30，濃度為20～40g/L；

在含鐵無機鹽溶液中，所述含鐵無機鹽為鐵氰化鉀，濃度為1.0～1.6mol/L。

在含錳無機鹽及保護劑的溶液與含鐵無機鹽溶液混合后得到的混合溶液中，Mn和Fe的摩爾濃度比為3：2～2：1。

優選的，所述煅燒的方法為：在空氣下于350～550℃條件下煅燒1～3h。

優選的，使用乙酸/乙酸鈉緩沖溶液調節溶液pH≤4；所述緩沖溶液中，乙酸根離子的濃度為10～40mmol/L。

優選的，所述錳鐵氧化物的投加量為0.2～0.8g/L。

優選的，調節pH值至酸性后，還包括向所述含阿散酸的水中投加過一硫酸鹽，投加量為0.05～0.8g/L，所述過一硫酸鹽與錳鐵氧化物材料的用量比為1：8～2：1。