高效砷吸附劑的制備與研究.pdf

1、水是人類社會(huì)得以生存和發(fā)展必不可少的物質(zhì)。但近年來(lái)，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(wèn)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(shí)土壤礦物容易粘合、費(fèi)用低、資源分布廣泛，經(jīng)過(guò)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(guó)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本課題針對(duì)我國(guó)存在的水體砷污染的現(xiàn)狀，利用豐富廉價(jià)的土壤資源制備一種廉價(jià)、高效、安全、新型除砷劑，用于高砷水體的治理。
　　本研究首先測(cè)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(diǎn)，通過(guò)煅燒及向土壤中引

3、入功能基團(tuán)的方法對(duì)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(duì)模擬砷廢水進(jìn)行吸附。得到了三種吸附劑在除砷過(guò)程中各自的優(yōu)缺點(diǎn)及吸附的最佳條件。
　　供試土壤對(duì)于As3+的吸附過(guò)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(duì)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(wú)法進(jìn)行回收，且由于pH范圍的原因，無(wú)法確定統(tǒng)一的吸附條件對(duì)兩種As離子均能達(dá)到很好的吸附效果。
　　通過(guò)煅燒方法加以初步改性的土壤對(duì)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(duì)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(wèn)題，但仍舊不能解除pH值對(duì)兩種As離子吸附的限制，所以仍具有一定的改善空間。
　　通過(guò)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(shí)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(shí)對(duì)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(shí)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(duì)兩種價(jià)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的0.05mg/L，可用