一种基于亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐增强As(III)和/或As(V)去除的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐增强As(III)和/或As(V)去除的方法，该方法为在含有As(III)和/或As(V)的水体中加入亚铁或铁盐溶液和过硫酸氢钾溶液，保持室温搅拌，完成As(III)和/或As(V)的去除反应。本发明专利技术所述的方法亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐可以高效快速去除As(III)和/或As(V)，而且与亚铁或铁离子耦合等物质的量浓度的过二硫酸盐体系和亚铁或铁离子耦合等物质的量浓度的过氧化氢体系相比较，亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐可以显著增强As(III)和/或As(V)的去除。除。

【技术实现步骤摘要】
一种基于亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐增强As(III)和/或As(V)去除的方法


[0001]本专利技术涉及一种增强As(III)和/或As(V)去除的方法，具体涉及基于亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐增强As(III)和/或As(V)去除的方法，属于水处理


技术介绍

[0002]无机砷(As)是最常见的重金属污染物之一，主要源于冶炼、采矿、施用农药化肥和燃烧化石燃料等人为活动。有研究证实，As的过度暴露会导致神经系统疾病、器官损伤、贫血等。目前，已经将砷列为重要的节制污染物之一。因此探寻可快速将污染水体中无机砷去除的技术与方法是符合国情需要的、迫在眉睫的、亟待解决的问题。
[0003]目前，水体中As(III,V)常见的去除方法包括电絮凝，混凝/沉淀，离子交换，吸附等。其中，由于混凝剂价格低廉、对环境危害小、操作工艺简单等优点，混凝技术常用于水体中As(III)或As(V)的去除。但对于水中无机砷的高效去除，往往需要投加高剂量的混凝剂，因此寻求增强混凝效果的方法迫在眉睫，以大大提高混凝剂的利用效率和降低工业成本。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了解决水体无机砷污染状况，本专利技术提供了一种不仅能够结合亚铁或铁离子和过一硫酸盐离子将As(III)转化为As(V)，而且同时能够将两者均从水体中去除的方法。
[0005]技术方案：本专利技术所述一种基于亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐增强As(III)和/或As(V)去除的方法，所述方法为在含有As(III)和/或As(V)的水体中加入亚铁盐溶液或铁盐溶液和过一硫酸盐溶液，常温搅拌反应，过滤，即可完成As(III)和/或As(V)的去除。
[0006]其中，所述常温搅拌反应的时间为10
‑
60s。
[0007]其中，所述水体中As(III)和/或As(V)的浓度为0.2
‑
5.0mg/L。
[0008]其中，所述水体的pH大于3.7。
[0009]其中，所述加入亚铁盐溶液或铁盐溶液在水体中的浓度为62.5
‑
500μM。
[0010]其中，所述加入过一硫酸盐溶液在水体中的浓度为16
‑
320μM。
[0011]去除机理：在水体pH大于3.7时，三价铁会形成羟基氧化物或氢氧化物沉淀，该沉淀物可以作为吸附剂吸附水体中的无机砷。然而其对于As(III)的吸附能力十分有限，该沉淀的吸附能力对于As(V)而言则十分可观，因此可利用二价铁或三价铁与过一硫酸盐耦合体系将As(III)快速氧化为As(V)，同时，二价铁耦合过一硫酸盐体系中的亚铁离子会快速氧化生成三价铁离子。体系中生成的或直接添加的三价铁离子可以原位生成吸附剂以吸附As(V)，从而高效快速去除As(III)和/或As(V)，该方法可有效地提升As(III)和As(V)的去除效果，且操作工艺简单、处理时间短。
[0012]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具备以下显著优点：本专利技术所述的亚铁离子或铁离子耦合过一硫酸盐可以高效去除As(III)和As(V)。而且，与亚铁离子或铁离子耦合其
他等物质的量浓度的氧化剂体系相比，亚铁离子或铁离子耦合过一硫酸盐可以显著增强As(III)和As(V)的去除。该方法操作简单，可行性强，效果优异，具有广阔的工业应用前景。
附图说明
[0013]图1为实施例1、对比例1、对比例7对As(III)的去除效果图；
[0014]图2为实施例2、对比例2、对比例8对As(III)的氧化效果图；
[0015]图3为实施例3、对比例3、对比例9、对比例13对As(III)的去除效果图；
[0016]图4为实施例4、对比例4、对比例10、对比例14对As(III)的氧化效果图；
[0017]图5为实施例5、对比例5、对比例11对As(V)的去除效果图；
[0018]图6为实施例6、对比例6、对比例12、对比例15对As(V)的去除效果图；
[0019]图7为实施例7对As(III)去除效果图；
[0020]图8为实施例8对As(III)去除效果图；
[0021]图9为实施例9对As(III)去除效果图；
[0022]图10为实施例10对As(V)去除效果图；
[0023]图11为实施例11对As(V)去除效果图；
[0024]图12为实施例12对As(V)去除效果图；
[0025]图13为实施例13对As(III)去除效果图；
[0026]图14为实施例14对As(III)去除效果图；
[0027]图15为实施例15对As(III)去除效果图；
[0028]图16为实施例16对As(V)去除效果图；
[0029]图17为实施例17对As(V)去除效果图；
[0030]图18为实施例18对As(V)去除效果图；
[0031]图19为不同体系生成的絮凝体的平均粒径大小图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步说明。
[0033]As(III)和As(V)溶液的配制：As(III)溶液是将亚砷酸钠(NaAsO2)溶解在超纯水中配制而成的，其浓度为0.2
‑
5.0mg/L，并将水溶液pH调整为大于3.7；As(V)溶液是将十二水合砷酸钠(NaHAsO4·
12H2O)溶解在超纯水中配制而成的，其浓度为0.2
‑
5.0mg/L，并将水溶液pH调整为大于3.7。
[0034]过一硫酸盐储备液的配制：配制过硫酸氢钾的浓度为49.9
‑
50.1g/L。
[0035]亚铁盐储备液的配制：配制亚铁离子的浓度为0.249
‑
0.251mol/L。
[0036]铁盐储备液的配制：配制铁离子的浓度为0.249
‑
0.251mol/L。
[0037]实施例1基于亚铁离子耦合过一硫酸盐高效快速去除As(III)
[0038]首先量取50mL As(III)溶液于体积为100mL的锥形瓶中，并将该溶液置于室温搅拌条件中。用精密移液器分别移取50μL亚铁盐储备液和75μL过一硫酸盐储备液，同时将二者加入到上述锥形瓶中，并开始计时，10s
‑
60s内，每隔10s用移液器取1mL锥形瓶中水体并迅速过0.22μm的水系滤膜，而后用电感耦合等离子体质谱仪检测过滤后水体中剩余总砷的信号响应值，水体总砷的标准曲线严格按照HJ
‑
700 2014标准文件建立，总砷的标准曲线范
围为1
‑
200μg/L，R2＝0.9999。根据测得的水体中剩余总砷的信号响应值在水体总砷的标准曲线上查到水体中剩余总砷的浓度，结果如图1所示。由图1可见，亚铁离子耦合过一硫酸盐体系对As(III)的去除效果显著优于亚铁离子耦合过二硫酸盐体系和亚铁离子耦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐增强As(III)和/或As(V)去除的方法，其特征在于，所述方法为在含有As(III)和/或As(V)的水体中加入亚铁盐溶液或铁盐溶液和过一硫酸盐溶液，常温搅拌反应，过滤，即可完成As(III)和/或As(V)的去除。2.根据权利要求1所述的基于亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐增强As(III)和/或As(V)去除的方法，其特征在于，所述常温搅拌反应的时间为10
‑
60s。3.根据权利要求1所述的基于亚铁或铁离子耦合过一硫酸盐增强As(III)和/或As(V)去除的方法，其特征在于，所述水体中As(III)和/或As(V)的浓度为0.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海普，方颖，蔡慧，刘倩文，张芸嘉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：