高效砷吸附劑的制備與研究.pdf

1、水是人類社會得以生存和發(fā)展必不可少的物質(zhì)。但近年來，隨著礦冶、陶瓷、皮革、農(nóng)藥等行業(yè)的快速發(fā)展，水環(huán)境中砷的污染日益嚴(yán)重，地方性砷中毒引起了世界范圍的廣泛關(guān)注。飲用水中砷的污染及其去除方法便成為了環(huán)境領(lǐng)域研究的熱門話題。吸附法作為最常用的除砷方法之一，也面臨著吸附劑成本高的問題，因此，如何制備一種成本低廉、除砷效果好的高效吸附劑便顯得尤為重要。而土壤作為一種天然的礦物材料，是水體當(dāng)中砷很好的吸附材料，有巨大的比表面積和帶電性，也能成為天

2、然的吸附劑和載體。同時土壤礦物容易粘合、費(fèi)用低、資源分布廣泛，經(jīng)過改性可提高其吸附能力，用于含砷水體中砷的去除，可以改善水質(zhì)從而符合我國的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本課題針對我國存在的水體砷污染的現(xiàn)狀，利用豐富廉價的土壤資源制備一種廉價、高效、安全、新型除砷劑，用于高砷水體的治理。
　　本研究首先測定了供試土壤的理化性質(zhì)數(shù)據(jù)，為高效砷吸附劑的制備提供了可行性證明。然后利用土壤易粘合、易改性的特點，通過煅燒及向土壤中引

3、入功能基團(tuán)的方法對供試土壤進(jìn)行改性，并分別以供試土壤本身、煅燒改性的供試土壤以及深度改性的供試土壤為吸附劑對模擬砷廢水進(jìn)行吸附。得到了三種吸附劑在除砷過程中各自的優(yōu)缺點及吸附的最佳條件。
　　供試土壤對于As3+的吸附過程在模擬廢水濃度為0.2mg/L、pH值為10.35、投加量為2.0g、溫度為25℃條件下達(dá)到最佳吸附效果，其吸附率為96.3％;而對于As5+的吸附在模擬廢水濃度為0.2mg/L、pH值為3.3、投加量為1.0g

4、、溫度為25℃條件下則能夠達(dá)到最佳吸附效果，其吸附率為99.3％。雖然供試土壤本身已經(jīng)具有較好的As吸附性能，但其溶脹性大，吸附完成后無法進(jìn)行回收，且由于pH范圍的原因，無法確定統(tǒng)一的吸附條件對兩種As離子均能達(dá)到很好的吸附效果。
　　通過煅燒方法加以初步改性的土壤對于As3+的吸附在模擬廢水濃度為0.2mg/L、pH值為11.5、投加量為1.0g、溫度為25℃條件的下達(dá)到最佳吸附效果，其吸附率為94.9％;而對于As5+的吸附在

5、模擬廢水濃度為0.2mg/L、pH值≤10.0、投加量為1.0g、溫度為25℃的條件下也能達(dá)到最佳吸附效果，其吸附率為99.7％。該種吸附劑雖然解決了溶脹性以及難以回收的問題，但仍舊不能解除pH值對兩種As離子吸附的限制，所以仍具有一定的改善空間。
　　通過添加PAC并煅燒后得到的高效砷吸附劑去除As3+的最佳條件為:模擬廢水濃度為0.2mg/L、溶液pH在中性范圍內(nèi)，吸附時間為1h，高效吸砷劑的投加量為1.5g，反應(yīng)于室溫下進(jìn)行

6、即可。此時對As3+的去除率能達(dá)到98.03％;而去除As5+的最佳條件為:模擬廢水濃度為0.2mg/L、溶液pH小于10即可，吸附時間為1h，高效吸砷劑的投加量為1.5g，也于常溫下進(jìn)行吸附，得到的最佳As5+去除率能達(dá)到99.8％。該吸附劑不僅達(dá)到了不溶脹可回收的目的，還進(jìn)一步提高了對兩種價態(tài)As離子的吸附率，其出水中As3+和As5+的濃度分別為0.0036mg/L和0.0004mg/L，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)的0.05mg/L，可用