Mechanism of removing arsenic(Ⅲ)with ferric chloride

采用XPS、SEM、TEM和红外分析的方法研究了三氯化铁除砷(Ⅲ)的机理。结果表明,三氯化铁是通过吸附共沉淀的方式去除水中的砷(Ⅲ)。XPS的数据表明在氯化铁处理含砷(Ⅲ)废水时有氧化还原反应发生;从SEM和TEM图可以看出随着溶液pH的升高,沉淀物从颗粒状态逐渐变为不规则的絮凝状态,颗粒粒径逐渐增大,表面有吸附物质存在;而从沉淀物的红外光谱图可以推断无砷酸铁生成。     

三氯化铁除砷的工艺研究

为了减少铁盐除砷过程中产生的危险废渣的数量,研究了三氯化铁作为除砷剂处理砷(Ⅲ)和砷(Ⅴ)废水的工艺条件,主要包括pH值、铁砷摩尔比(nFe/As)、反应时间等.结果表明,用三氯化铁处理含砷(Ⅲ)1647.8 mg·L-1废水的最佳工艺条件为:pH=9、反应时间1h、nFe/As=2；处理含砷(Ⅴ) 3697.2 mg· L-1废水的最佳工艺条件为:pH=8、反应时间1h、nFe/As=2.此外,阳离子型絮凝剂PAM209cc适合于铁砷沉淀物的沉降,对砷(Ⅲ)废水和砷(Ⅴ)废水的最佳投加量分别为40 mL· L-1、20 mL· L-1.     

三氯化铁和硫酸亚铁除砷的比较研究

分别采用三氯化铁和硫酸亚铁作为化学沉淀除砷药剂,比较研究了三氯化铁和硫酸亚铁处理高浓度模拟含砷（V）废水的工艺条件。试验结果表明,在最佳条件下三氯化铁砷去除率为99．92％,硫酸亚铁的砷去除率为99．97％;三氯化铁的用量少且产生的含砷沉淀物也较少。但由于三氯化铁中氯离子较高,导致滤液中氯离子严重超标,不利于废水的达标排放。因此,硫酸亚铁更适合处理工业高浓度含砷废水。     

钛改性水滑石深度脱砷性能研究

选择了层状水滑石类化合物,通过添加钛柱撑剂进行了水滑石改性研究,考察了制备条件以及柱撑剂改性对水滑石晶体结构和吸附性能的影响,通过X射线光电子能谱(XPS)、原红外光谱(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)及透射电子显微镜分析(TEM)钛改性前后水滑石进行了表征。结果表明,光催化条件下钛柱撑水滑石脱砷效果优秀,20 min内脱砷率达95%;水浴振荡法制备的水滑石晶体结构规整性较为理想,晶粒尺寸均匀,XRD图谱表明吸附脱砷性能与晶型之间并无明显联系。     

三氯化铁改性红砖颗粒对3价砷的去除研究

将建筑红砖废料作为饮用水除砷材料,经酸洗和三氯化铁改性,制备负载铁氧化物红砖颗粒(ICBP)。吸附动力学试验结果表明,ICBP对As(III)的吸附速率较快,8 h左右可达到吸附平衡;吸附等温线试验结果表明,ICBP对As(III)的饱和吸附量约为5.97 mg/g;溶液离子浓度提高可促进As(III)的去除,而碱性条件和磷酸根将对As(III)的去除造成干扰。ICBP对水中As(III)有良好的去除效果,有较好的工程应用前景。     

次氯酸钠预氧化与氯化铁混凝相结合除砷效果的研究

以韩江河水为实验对象,试验了利用次氯酸钠预氧化,将三价砷氧化为五价砷,然后用氯化铁混凝沉淀的除砷效果。实验结果表明,次氯酸钠预氧化与氯化铁混凝沉淀相结合,在宽的pH值(6.0～8.0)条件下,除砷效果明显,效率基本在85%以上;河水中的泥土颗粒及其它胶体颗粒有利于砷的去除;次氯酸钠的氧化作用不仅降低了砷的毒性,也提高了砷的去除率。     

三种三价铁吸附剂除As（Ⅴ）性能的比较

为从铁化物中筛选到经济有效的除砷材料,首先研究了pH和铁砷比对砷吸附效果,随后考察了铁砷化合物的还原性溶解对砷释出的影响。结果表明Fe（Ⅲ）化合物去除As（Ⅴ）效果较好,最佳去除pH为5～8,铁砷比越大,砷的去除率越高。此外,当以氯化铁、硫酸铁作为吸附剂时,吸附后砷的溶出率与吸附剂中Fe（Ⅲ）的还原率呈正相关,在硫酸铁溶液中两者的相关系数最高达0.98。但当Fe（Ⅲ）以固体氧化铁存在时,还原后砷的溶出率与铁的溶出率的相关系数偏低。     

三种三价铁吸附剂除As（V）性能的比较

为从铁化物中筛选到经济有效的除砷材料,首先研究了pH和铁砷比对砷吸附效果,随后考察了铁砷化合物的还原性溶解对砷释出的影响。结果表明Fe（Ⅲ）化合物去除As（V）效果较好,最佳去除pH为5～8,铁砷比越大,砷的去除率越高。此外,当以氯化铁、硫酸铁作为吸附剂时,吸附后砷的溶出率与吸附剂中Fe（Ⅲ）的还原率呈正相关,在硫酸铁溶液中两者的相关系数最高达0．98。但当Fe（Ⅲ）以固体氧化铁存在时,还原后砷的溶出率与铁的溶出率的相关系数偏低。     

Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)混凝-微滤去除废水中As的对比研究

以混凝-微滤工艺处理5mg.L-1的模拟含砷废水,对比了FeSO4和Fe(2SO4)3混凝剂的效果。结果表明:Fe(Ⅱ)比Fe(Ⅲ)有更好的混凝效果,对As(Ⅴ)的混凝-微滤去除率可达到99.21%,并且无论Fe(Ⅱ)还是Fe(Ⅲ),对As(Ⅴ)的去除率均高于As(Ⅲ)。Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)水解产物的Zeta电位、红外吸收光谱和X-射线衍射测试分析表明其表面电位和结构基本相同,电中和能力相当。比表面积和粒度分布测试结果显示相对于Fe(Ⅲ),Fe(Ⅱ)水解产物的粒度较小,比表面积较大,说明Fe(Ⅱ)比Fe(Ⅲ)混凝效果好的原因主要是能对砷起到更好的吸附作用。扫描电镜(SEM)图表明铁盐混凝处理As(Ⅴ)所形成的絮体粒度比处理As(Ⅲ)所形成的大,因此,将As(Ⅲ)预氧化为As(Ⅴ)可使混凝除砷絮体更易从水中分离。     

改性稻壳去除废水中砷(Ⅴ)的动态吸附试验

针对目前铅锌选矿厂尾矿库废水总砷超标的问题,采用高锰酸钾改性稻壳对尾矿库含砷废水进行动态吸附实验研究,探讨了进水pH、进水流量、运行方式、高锰酸钾改性用量以及再生次数对吸附砷(Ⅴ)性能的影响,并用SEM、XPS、BET和Zeta电位等对改性稻壳进行表征分析。结果表明:高锰酸钾改性稻壳作吸附剂能有效去除尾矿库废水中的砷(Ⅴ),在达到吸附穿透点前,出水中的砷低于《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466—2010)规定的总砷排放限值(0.3 mg/L),Thomas模型能很好地描述吸附过程。高锰酸钾改性稻壳再生后对砷仍能保持95%以上的吸附量,表明其具有良好的再生性能。     

Mg-Fe-La层状三金属氧化物对水中As(Ⅴ)的吸附性能研究

研究利用水热法制备Mg-Fe-La层状三金属氧化物(Mg-Fe-La TmO),通过吸附动力学和吸附等温线等实验探索其对As(Ⅴ)的吸附行为.结果 表明,Mg-Fe-La TmO对As(Ⅴ)的吸附行为符合准二级动力学模型与Freundlich模型,饱和吸附量达65.2 mg/g,高于一般吸附剂.XPS显示Mg-Fe-La TmO对As(Ⅴ)的吸附机理主要是形成了铁砷和镧砷络合物.     

载铁活性炭吸附剂的制备及除砷(Ⅲ)性能研究

考察了载铁活性炭制备过程中铁盐种类、铁盐浓度、熟化温度对载铁活性炭吸附砷性能的影响,得出最佳制备条件为0.8 mol/L氯化铁浸渍、60℃熟化。静态吸附实验表明,载铁活性炭对As(Ⅲ)的吸附去除率明显高于活性炭,吸附等温线更符合Langmuir模型,为单分子层吸附。当pH为7~10时,载铁活性炭对As(Ⅲ)的去除率在70%以上,当pH=8时,As(Ⅲ)去除率高达90.48%。再生实验表明,此吸附剂具有良好的可再生性能。     

TiO2@Fe3O4的制备及对砷的去除性能

采用溶剂热法制备了Fe_3O_4包覆的TiO_2纳米复合材料TiO_2@Fe_3O_4,并研究其对砷的吸附去除及光催化氧化效果。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)的形貌表征表明Fe_3O_4均匀地包覆在TiO_2表面。采用Langmuir方程和Freundlich方程对吸附等温线进行拟合,结果表明吸附等温线更符合Langmuir模型。TiO_2@Fe_3O_4复合材料对As(Ⅲ)和As(V)均具有很好的吸附性能,吸附容量分别为303 mg/g和125 mg/g。光催化试验表明羟基自由基的产生促进了光催化氧化效果。该材料可以有效去除水体中的砷并且在使用后可用磁性分离的方式快速分离回收。TiO_2@Fe_3O_4复合材料经2次再生后与第1次使用相比,对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除率分别减少9.3%和6.9%,但仍分别达到77.9%和80.5%,显示了一定的实用性。     

铁锰复合氧化物对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附研究及其在沼液中的应用

研究了铁锰复合氧化物(FMBO)吸附去除As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的性能。结果表明FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)均具有较好的吸附能力,其饱和吸附量分别为111.10、71.40 mg·g-1。As(Ⅲ)和As(Ⅴ)是通过与FMBO表面的Fe—OH基团进行交换并形成内层络合物的形式被FMBO吸附,且As(Ⅲ)的吸附是吸附和氧化共同作用的结果。另外,沼液中共存离子对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附有不同的影响。Zn2+能够增加FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附量,且增加幅度随着Zn2+浓度的增加而增加;磷酸根对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附有明显的抑制作用,当磷与砷的分子摩尔比为1时,FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附量分别降低了34.70%、31.50%;但是有机物(腐殖酸、动物蛋白及尿素)对FMBO吸附As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的影响不大。利用FMBO对实际沼液中的砷进行吸附,结果表明砷的去除率平均达到65%左右,使吸附后某些沼液中砷的浓度达到生活饮用水标准和地表水排放标准。因此,将FMBO用于砷污染的沼液及水体的治理具有很好的应用前景。     

氢氧化铁胶体对砷吸附行为的初步研究

研究了pH值、铁与砷的量比和初始砷浓度等因素对用氢氧化铁胶体吸附去除砷的影响,确定了最佳吸附条件。研究结果表明,在初始As(Ⅴ)或As(Ⅲ)浓度为0.1mmol/L条件下,去除As(Ⅴ)的最佳pH值为4～8,去除As(Ⅲ)最佳pH值为6～9;在初始As(Ⅴ)浓度为0.5mmol/L条件下,去除As(Ⅴ)的最佳pH值为5～7,吸附后溶液中砷含量低于0.5mg/L,达到了《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中工业废水最高容许排放总砷浓度一级标准。通过等温吸附试验的研究,得出了As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的饱和吸附容量分别为0.4971mol/kg和0.3068mol/kg。     

利用电解锰渣制备As(Ⅲ)吸附材料及其性能研究

通过对工业废弃物电解锰渣(electrolytic manganese residues, EMRs)进行改性制备As(Ⅲ)吸附材料（改性EMRs），探究了NaOH用量、超声及微波对其表面结构及吸附性能的影响。结果表明：该工业废渣在固液比M(EMRs)∶V(NaOH, aq) = 1∶10(C _NaOH，aq = 2.0 mol·L^-1)条件下，经超声反应（200 W）2 h脱除大部分Si、S、Ca后，再微波（700 W）反应5 min以使Fe、Mn等活性吸附基团在其表面沉积，最后经105℃烘干制得改性EMRs。SEM结果表明，EMRs改性后表面形成片层纳米结构，对砷具有良好的吸附性能，可将初始As(Ⅲ)浓度为50 mg·L^-1废水出水中砷降至0.042 mg·L^-1，符合国家地表水环境质量标准Ⅰ类水质量要求(GB 3838—2002)；同时，经3% NaOH溶液再生处理后可继续使用。XPS结果表明，改性EMRs吸附砷性能与其表面Fe₃O₄、FeOOH、MnO₂等对As(Ⅲ)具有吸附作用或氧化作用的活性物种的增多密切相关。     

饮用水除砷吸附剂的研究进展

砷在水体中主要以As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的无机酸形式存在,对人体的危害很大,吸附法是国内外研究最广泛的饮用水除砷技术之一.详细说明了饮用水除砷的吸附剂类型,指出:复合材料效率高、费用低,目前应用最为广泛;纳米材料与砷结合后性质稳定,除砷效率最高,是今后的主要发展方向;生物吸附材料以其高吸附率、低成本成为研究的热点.     

高温蒸发制备载铁活性炭吸附砷性能研究

针对水体中砷污染日益严重问题,选用五种不同的铁盐对活性炭进行改性,采用高温蒸发法制备复合材料(GAC-Fe);利用X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)对复合材料进行表征;研究了修饰物投加量、铁盐质量、反应液pH值和温度对砷吸附效果影响。结果表明,活性炭负载FeSO_4·7H_2O,投加5 mL H_2O_2制备的复合材料效果最佳;铁盐投加量越多,复合材料的铁含量和吸附容量均增加,但铁析出量也迅速增加;吸附砷在中性条件下效果较好;温度与吸附容量呈负相关,其最大吸附容量为2.551 mg/g;解析实验表明复合材料解吸率达80%,有利于吸附后砷的收集。     

高温蒸发制备载铁活性炭吸附砷性能研究

针对水体中砷污染日益严重问题,选用五种不同的铁盐对活性炭进行改性,采用高温蒸发法制备复合材料(GAC-Fe);利用X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)对复合材料进行表征;研究了修饰物投加量、铁盐质量、反应液pH值和温度对砷吸附效果影响。结果表明,活性炭负载FeSO_4·7H_2O,投加5 mL H_2O_2制备的复合材料效果最佳;铁盐投加量越多,复合材料的铁含量和吸附容量均增加,但铁析出量也迅速增加;吸附砷在中性条件下效果较好;温度与吸附容量呈负相关,其最大吸附容量为2.551 mg/g;解析实验表明复合材料解吸率达80%,有利于吸附后砷的收集。     

零价铁(ZVI)去除水中的As(Ⅲ)

采用市售还原铁粉(零价铁,ZVI)及其与石英砂的复合物为吸附剂,对水中As(Ⅲ)的吸附分别做了分批试验和连续性试验。分批试验结果表明,ZVI吸附水中As(Ⅲ)的去除效果受pH主导,其最佳pH范围4～9,ZVI主要通过其表面吸附及其腐蚀产物对As(Ⅲ)的吸附共沉淀作用达到对As(Ⅲ)的去除,同时,在ZVI腐蚀的过程中还伴有在ZVI表面As(Ⅲ)的氧化、还原作用,As(Ⅲ)的氧化受ZVI腐蚀过程的影响,其氧化过程主要发生在Fe²⁺氧化为Fe³⁺的阶段;连续性试验利用ZVI与石英砂复合物对模拟含砷废水进行吸附研究,从吸附柱进水至吸附饱和共20 d时间,经计算,ZVI对As(Ⅲ)的吸附容量为89.90 mg·g^-1,ZVI腐蚀产物在石英砂表面的晶态类型对As(Ⅲ)的吸附容量有影响,无定形态的ZVI腐蚀产物对As(Ⅲ)的吸附容量最大,质量分数和原子分数分别可达到6.73%和2.15%。