地下水的除氟与除砷

目前，世界性的环境污染、环境破坏问题日益严重。

即使在日本，土壤、地下水的污染也成为明显的社会问题。

根据２０００年末由日本环境省公布的“１９９９年公用水域及地下水质测定结果”。

可以确认测定的上述水质受到了污染，影响人体健康的重金属镉、铅、砷３项超过环保标准。

其中砷的超标率最高，按照１９９３年制定的严格的环保标准，水质中的砷一直在以最大的超标率发展。

其他国家和地区也有地下水受到污染的实例。

（１１流经印度、孟加拉国国境附近的恒河流域的地下水，已被确认自１９８８年以来，有几千平方公里范围内的地下水被污染，这一地区的地下水砷浓度最高达３．７ｍｇ／Ｌ，饮用该地下水的人超过１００万，其中有２０万人患有砷中毒病——皮疹。

（２）据报道，中国内蒙古自治区１９９４年末时，砷中毒病例扩展到５市、１１个县。

饮用砷污染的地下水ｆ地下水砷浓度最高为１．８６ｍｇ／Ｌ）的村达６２７个，人口３０万，砷中毒患者为２０００人。

日本ＮＫＫ集团公司，从事城市垃圾、水处理等环保相关设备的设计，以其具备的环境管理技能与实绩，正在按市场需求，竭尽全力开展工作。

如在保护土壤、地下水资源等方面对环境进行全面调查、监测，从而提出恢复、净化的措施等。

下面介绍ＮＫＫ集团与钢管矿业公司共同开彭惠民译发的除去地下水中砷的技术。

１砷污染的原因地下水中的砷污染，可以认为多数是由自然界中的砷污染引起的。

砷在地层中分布广，由于砷矿多数是伴随矿床形成而产生的，在一些矿山、矿床就有砷。

另外，火山、地热地带，喷气、热水、温泉水中可以产生砷。

并且，岩石在风化、浸蚀的过程中，逐渐变成细小颗粒，形成土壤，在这一过程中由于这类岩石颗粒在土壤的富集，自然而然引发的污染，比其他有害物质的数量多。

从前述的环境省公布的水质调查结果可见，砷超标件数的半数以上是由自然原因引起的。

不能将属于自然原因导致地下水砷污染，与工厂排水中泄漏事故等引起人为污染相提并论。

但是，随着人们环保意识的增强，对于可能危害人体健康的高浓度砷，及可能对周围环境造成显著影响的砷污染．已不能以它是自然界本身产生的为理由而听之任之。

砷去除技术与装置在地下水治理中的应用研究砷是一种广泛存在于地下水中的有毒物质，对人体健康产生严重影响。

因此，砷去除技术与装置在地下水治理中的应用研究已成为保障人民饮水安全的重要课题。

本文将探讨砷去除技术与装置的原理、常见方法以及在地下水治理中的应用研究。

砷的危害性无需多言。

砷对人体的长期摄入会导致多种疾病，包括皮肤病、癌症、神经系统和心血管系统疾病等。

尤其是在缺乏和自然灾害频发的发展中国家，砷污染地下水几乎变成了一种难以逾越的饮水难题。

因此，砷去除技术与装置的研究显得尤为重要。

砷的去除技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法等。

物理方法主要利用吸附剂、过滤介质和膜分离等原理，通过物理吸附或过滤将砷去除。

化学方法采用氧化、沉淀和络合等反应将砷转化为不易溶解的化合物从而去除砷。

生物方法则是通过微生物或植物吸附、抑制和还原等生命活动将砷去除。

在物理方法中，吸附剂是砷去除的主要手段之一。

常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁和沸石等。

活性炭因其高吸附能力和广泛的应用被广泛认可；氧化铁则通过与砷形成络合物实现去除；沸石则通过孔道结构和阳离子交换等机制去除砷。

化学方法中的氧化法是一种重要的处理技术，常用的氧化剂包括臭氧、高锰酸钾和次氯酸钠等。

氧化法能够将砷从其难以去除的三价形态转化成容易去除的五价形态，从而提高了砷去除效率。

除此之外，沉淀和络合等化学反应也在砷去除中得到应用。

生物方法则是一种环境友好且经济有效的砷去除技术。

这种方法利用微生物或植物来吸附、抑制和还原砷。

微生物可以通过吸附砷并将其转化为不溶性沉淀物来去除砷。

植物则可以通过根系吸附砷并将其储存在地下，或者通过还原反应将五价砷还原为三价砷，从而去除砷。

除了砷去除技术，砷去除装置也是保证地下水治理中砷去除效果的关键。

常见的砷去除装置包括反渗透膜法、离子交换法和气体扩散法等。

反渗透膜法是一种利用高压驱动地下水通过特殊膜的方式将砷去除的技术，适用于砷浓度较低的地下水。

目录一、概述.............................................................................................................................. - 1 -1.1地下水中砷的物理化学性质................................................................................ - 1 -1.2砷污染概况............................................................................................................ - 1 -1.3原生高砷地下水赋存环境和砷的来源................................................................ - 2 -二、地下水除砷技术.......................................................................................................... - 3 -2.1 物理化学方法....................................................................................................... - 3 -2.1.1 离子交换法................................................................................................ - 3 -2.1.2 吸附-过滤法 .............................................................................................. - 3 -2.1.3 氧化法...................................................................................................... - 4 -2.1.4 膜分离法.................................................................................................... - 5 -2.2 生物方法............................................................................................................... - 6 -2.2.1 植物类...................................................................................................... - 6 -2.2.2 微生物类.................................................................................................... - 8 -2.2.3 生物源性类................................................................................................ - 9 -三、结论和展望................................................................................................................ - 11 - 参考文献............................................................................................................................ - 12 -地下水除砷技术摘要：砷是一种毒性很高的物质,地下水中存在砷污染, 将对人体健康产生危害。

地下水中砷氟去除技术研究现状作者：姚嘉宋昌贵罗高团来源：《科学与财富》2016年第12期摘要：目前，在全世界范围内，地下水中的砷氟污染十分普遍。

由于砷氟都是剧毒物质，过量摄入将会对人体造成严重危害。

当前去除地下水中砷氟的方法有：吸附法、混凝法、离子交换法、膜分离技术等等。

文章通过对以上几种方法的对比分析，各类方法均有各自的优缺点。

例如膜分离技术节能环保、操作简便、高效，但处理成本过高，以及能源供应等问题还有待解决。

就目前发展现状而言，吸附法和混凝法运用广泛；就长远发展来看，离子交换法与膜分离法有广大前景；而就环保角度来说，有关生物技术的方法值得考虑以及发展。

关键词：氟砷地下水1 引言目前，根据世界卫生组织的数据显示：在全球范围内，地下水中对人类健康危害最重的无机污染物是氟和砷。

随着社会的进步与发展，地下水中砷氟污染问题日益严重，因此，如何高效并且同时去除地下水中砷氟污染物对保护国家生态环境、提高人民身体健康指数具有十分重要的意义。

2 应用技术2.1 除氟技术除氟的技术现在有很多，概括起来主要包括：吸附法、沉淀法、膜分离法[1]。

2.1.1 吸附法吸附法，由于其成本低并且效果稳定的特点，被广泛用于地下水除氟。

吸附法是通过吸附剂与氟离子发生吸附作用、离子交换作用以及络合作用，从而将氟离子浓度降低的过程。

就当前而言，国内外使用的吸附剂种类繁多。

常用除氟的吸附剂有氧化铝、活性氧化铝、活性炭、骨炭、沸石、硅藻土，粉煤灰、稀土类金属络合物等[2]。

2.1.2 沉淀法化学沉淀法该方法是当前除氟技术中最广泛运用，并且最适合用于去除高氟地下水中氟离子的方法。

化学沉淀法的原理是通过向水中加入某种阳离子与无机混凝剂将氟离子除去。

根据所使用的化学药品的种类可分为：石灰沉淀法、电石渣沉淀法、钙盐一磷酸盐法、钙盐一铝盐法、钙盐一镁盐法等[3]。

2.1.3 膜分离法膜分离法是利用隔膜将氟离子与水分开的技术，主要包括纳滤、电解析和反渗透等技术。

国联质检Untied Nations Quality Detection 权威检测机构地下水除砷方法概述---国联检测实验室提供我国除已确定的新疆、内蒙古、山西等饮水型地方性砷中毒病区外，在宁夏、湖南、吉林、浙江、青海和辽宁等地也存在饮水高砷病区。

地方性砷中毒病区不仅有饮水型，还有燃煤型，如贵州省有燃煤型地方性砷中毒病区。

砷及砷化物的毒性与其水溶性的大小有关。

水溶性大，其毒性也大。

元素甚极易氧化性为毒性很强的三氧化二砷。

人长期饮用含砷量达0.1-4.7mg/L的水可引起慢性中毒。

三氧化二砷的致死量为60-200mg。

居住在特定地理环境的居民长期通过饮水、空气、食物摄入过多的砷而引起的以皮肤色素脱失、着色、角化等为主的全身性的慢性中毒，称为地方性砷中毒。

我国的内蒙古、新疆、台湾等地饮水中含量高达0.2-2.0mg/L，严重超过我国现行饮用水卫生标准<0.01mg/L，导致地方性砷中毒，饮用水除砷是防治地方性砷中毒的关键措施，所以安全有效经济的饮水除砷方法的研究显得尤为重要。

除砷措施-混凝法混凝法是目前在工业生产和处理生活饮用水中运用最广泛的除砷方法，可使工业废水达到排放标准，使生活饮用水达到饮用标准。

最常见的混凝剂是铁盐，如三氯化铁、硫酸亚铁、氯化铁；铝盐，如硫酸铝、聚合氯化铝；还有硅酸盐、碳酸钙、煤渣经粉碎及高温焙烧活化后做混凝剂，另外还有聚硅酸铁等做混凝剂。

研究表明，铁盐的除砷效果好于铝盐，所以在除砷过程中常对所处理的水进行预氧化，把三价As氧化为五价As，在进行混凝，为了提高氧化效果，有时还会加入催化剂促进氧化。

袁涛等人通过正交试验，观察混凝剂成分变化、助凝剂的添加等因素对除砷效果的影响，发现当混凝剂成分分别为硫酸铁、硫酸铝、硫酸铁与硫酸铝聚合而成的复合物、硫酸铁和硅酸钠的聚合物时，单纯用硫酸铁的除砷效果是最好的，在待除砷水中添加活性炭或高岭土对上混凝剂的除砷效率无明显增强作用。

但采取过滤措施后，去除率明显提高，这说明混凝剂水解产物形成的胶体具有较大的比表面积，能和砷酸根发生吸附共沉淀，使砷的去除率明显提高。

除氟除砷的原理和方法除氟除砷的原理和方法是指将水中的氟离子和砷离子去除，以确保水质的安全和健康。

在这里会介绍一些常见的除氟除砷的方法。

首先我们来了解一下氟和砷对人体健康的影响。

氟在适量的情况下对人体有益，可以预防牙齿龋齿。

但是，如果水中的氟离子浓度超过一定限度，长期饮用含氟水可能引起慢性氟中毒。

氟中毒的主要表现有骨骼病变、关节疼痛和牙齿异常等症状。

砷是一种剧毒物质，会严重影响人体的健康。

砷中毒可导致多种急性和慢性症状，如恶心、呕吐、腹痛、皮肤炎症、肝肾损害以及癌症等。

那么，除氟除砷的原理是什么呢？常见的除氟除砷方法主要包括化学法、物理法和生物法等。

化学法是指通过添加化学药剂来与氟和砷离子发生反应，将其转化为不溶性的沉淀物或使其变为易于去除的形式。

常用的化学药剂主要有石灰、氧化铁、铝盐等。

物理法是指利用物理过程去除水中的氟和砷离子。

最常见的就是活性炭吸附法和反渗透膜法。

活性炭是一种非常有效的吸附剂，能够通过吸附作用去除水中的有机物、异味以及一些无机离子。

但是活性炭对氟离子和砷离子的吸附效果较差，需要经过改进以提高其去除效果。

反渗透膜是一种以高压为动力，通过半透膜将水中的溶质和杂质分离的技术。

反渗透膜能有效去除水中的离子、微生物以及大部分溶解性有机物。

但是反渗透膜对砷的去除效果有限，对砷的去除率一般在80%左右。

生物法是利用微生物对水中的氟离子和砷离子进行处理，这种方法不仅可以降低成本，还具有环保性。

目前，常用的生物法包括微生物还原法和植物吸附法。

微生物还原法是利用某些细菌或真菌的还原代谢能力，将六价砷还原为三价砷。

这样的还原反应可以使砷离子转化为不溶性的砷化物沉淀，从而达到去除砷的目的。

植物吸附法是指利用一些植物对水中的氟和砷进行吸附，从而去除氟和砷离子。

常见的植物吸附剂包括水莲、雀榕和菊花等，这些植物内部的组成可与氟和砷形成复合物从而达到去除氟和砷的效果。

在除氟除砷的过程中，我们需要根据实际情况选择合适的除氟除砷方法。

如何去除地下水中的As(Ⅴ)地下水砷(As)污染已受到人们的广泛关注[1, 2].中国有1 960万人受到地下水As威胁[3]，部分农村地区地下水作为当地唯一饮用水源，其As浓度超出国家饮用水标准150倍(GB 5749-2006，10 μg · L-1)[4]，因此经济有效地对地下水中的砷进行去除显得迫在眉睫[5].地下水中As的去除方法主要包括絮凝沉淀法、吸附法和离子交换法等，其中絮凝沉淀法具有成本低廉、易于操作等优点，被广泛应用于地下水除As工艺中[6].氯化铁(FeCl3)是一种常用的高效絮凝剂，已经广泛用于地下水中As的去除[7, 8, 9, 10, 11].然而，现阶段对运行参数的调节、清洗系统的建立及固体残渣的处理尚无系统研究，这严重影响了地下水As安全有效地去除和水处理系统的完善.FeCl3絮凝沉淀法除As机制主要是FeCl3水解为氢氧化铁[Fe(OH)3]，从而吸附并去除As[12, 13].近年来扩展X射线吸收精细结构(extended X-ray absorption fine structure,EXAFS)谱能够在分子水平上揭示As的去除机制[14, 15].然而，地下水基质的复杂性会影响As和Fe相互作用机制，文献报道地下水中广泛存在的Ca2+和Mg2+等离子会影响As的去除[16]，但其对FeCl3去除实际地下水中As的影响机制尚不明确.本研究采用FeCl3絮凝-直接过滤工艺去除地下水中As，以批实验和现场絮凝-直接过滤实验为基础，优化铁盐投加量及过滤参数，确定清洗方法及固体残渣处理方法，为安全饮用水提供新的解决思路.同时应用EXAFS对As-Fe微观结合结构进行表征，结合电荷分布多位络合(CD-MUSIC)模型对地下水中As的吸附行为进行模拟，最终得到As的去除机制. 1 材料与方法 1.1 试剂与仪器利用Na2HAsO4 ·7H2O配制浓度为1 000 mg ·L-1的As(Ⅴ)储备液.并用0.1mol ·L-1NaCl溶液稀释至100 μg · L-1，作为模拟水.絮凝剂为FeCl3，将其配制为1 000 mg ·L-1的Fe(Ⅲ)储备液.所用试剂均为分析纯.现场絮凝-直接过滤实验在我国山西省进行[17]，含As地下水水质参数见表 1.表 1 山西地下水和滤后水的水质参数实验所用仪器为WH-962旋转培养器(太仓市华利达实验设备公司)，FE20K酸度计(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司) .1.2 批吸附实验为优化FeCl3的投加量，向100 mL实际地下水样品中加入不同量的FeCl3，使其最终Fe浓度为0.1~5 mg ·L-1，在旋转培养器上反应2 h(30 r ·min-1)后，测定pH值，将悬浊液过0.45 μm滤膜，用AAS测定溶液中As浓度.为研究地下水基质对As的去除影响，并探明地下水中砷的去除机制，分别研究在不同pH下模拟水与实际地下水中As的去除.称取0.1mg Fe加入125 mL聚丙烯瓶中，分别加入100 mL实际地下水和As(Ⅴ)浓度为100 μg · L-1的模拟水.用1 mol ·L-1的HCl和1 mol ·L-1的NaOH将pH调至3~11之间，在旋转培养器上反应2 h(30 r ·min-1)后，上清液过 0.45 μm滤膜，用AAS测定溶液中As浓度. 1.3 直接过滤实验本实验综合了FeCl3絮凝-直接过滤、絮体清洗方法及固体残渣处理步骤，设计了以下砷去除工艺(图 1).图 1中过滤柱直径为0.36 m，上层填充无烟煤，厚0.30 m; 下层为石英砂(粒径0.35~0.45 mm)，厚0.61 m.底部填充0.05 m厚的网状石榴砂(8~12目)和砂砾(直径6.25 mm×3.13 mm)作为支撑.工艺运行过程中采用下向流过滤，流速为11.36 L ·min-1;采用上向流清洗，流速为37.85 L ·min-1，清洗时间为10 min.将清洗水导入沉淀池后产生的泥浆压制成泥饼，达到处理固体残渣的目的.图 1 FeCl3絮凝-直接过滤去除地下水中As(Ⅴ)工艺原理1.4 EXAFS分析为研究地下水中As(Ⅴ)的去除机制，对沉淀池(图 1)中泥浆进行EXAFS分析.EXAFS实验在上海光源14W1线站进行，样品均匀涂于两层Kapton胶带之间，使用Lytle检测器在荧光模式下采集As原子k边的EXAFS谱，能量扫描范围为11 667~12 867 eV.EXAFS谱图使用已报道方法进行分析[18, 19]. 1.5 CD-MUSIC模拟采用CD-MUSIC模型模拟不同pH下As(Ⅴ)的去除曲线，使用1-pK TPM(三电层结构，Three Plane Model)，所用软件为Visual MINTEQ[20].在CD-MUSIC模型中，吸附后的金属离子或含氧阴离子不是被看成点电荷，而是具有一定的空间电荷分布[19].三电层结构将固体表面定义为0层，非特性吸附离子所在的滑动层面为2层.在这两层之间，吸附态离子中朝向溶液方向的氧原子所在的面为1层.如As(Ⅴ)吸附在羟基氧化铁上，与Fe相连的两个氧原子位于0层，另外两个氧原子位于1层，形成双齿双核内层表面络合结构.根据已有报道，吸附位点浓度为6 mmol ·g-1，吸附剂比表面积为400 m2 ·g-1[21]. 1.6 固体废物毒性浸出实验(TCLP)本研究采用TCLP对工艺中产生的泥饼进行安全评价[18].实验中的浸取剂采用pH=2.88的醋酸溶液(5.7 mL冰醋酸于蒸馏水中，定容至1 L).浸取剂的pH用1 mol ·L-1的HNO3和1 mol ·L-1NaOH调节，浸取剂和泥饼比例为20 ∶1(液体∶固体，mL ∶g)，在旋转培养器上反应18 h(30 r ·min-1)后，将上清液过 0.45 μm滤膜，测定溶液中的As浓度. 1.7 As的测定地下水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)采用巯基修饰的石英砂(T-sand)进行现场分离[22]，样品中As和Fe的浓度均利用石墨炉原子吸收光谱仪(AAS，美国PerkinElmer)测定，As的检测限为0.7 μg · L-1，Fe的检测限为0.6 μg · L-1. 2 结果与讨论 2.1 地下水中As(Ⅴ)的去除实际地下水过滤前后各项水质参数见表 1.原水中As(Ⅴ)浓度为40 μg · L-1，As(Ⅲ)浓度低于检测限(0.7 μg · L-1).As(Ⅴ)为地下水中As的存在形态，这可能是由于氧化还原电位较高(178 mV)所致[23]，这一结果与大同盆地某些地下水样品中As的形态分布相似[24].在FeCl3投加量优化实验中，水中As(Ⅴ)浓度随投加量增加而降低(图 2)，当FeCl3投加量高于0.6 mg ·L-1时，As(Ⅴ)浓度从40 μg · L-1降低至10 μg · L-1以下.FeCl3投加量继续增加到1.5 mg ·L-1时As(Ⅴ)浓度进一步降低到5 μg · L-1以下.随着FeCl3投加量的继续增加，溶解态As(Ⅴ)浓度继续下降到小于1 μg · L-1.FeCl3投加量从0.1 mg ·L-1增加至5 mg ·L-1时溶解态Fe浓度均低于27 μg · L-1，这表明大部分Fe3+形成了Fe(OH)3沉淀.一般来讲，铁盐絮凝过程中由于H+的释放会导致水中pH的降低，但是本研究中pH变化不明显(7.8~7.5，图 2)，这主要由于地下水中碱度较高(150 mg ·L-1)所致.为达到经济有效的处理效果，本研究在现场直接过滤实验中选择FeCl3投加量为1.5 mg ·L-1.图 2 山西地下水去除As(Ⅴ)的FeCl3絮凝剂投加量的优化现场直接过滤结果(图 3)表明，在92 h的运行过程中，出水中As浓度均低于10 μg · L-1，满足饮用水要求，水压逐渐达到6 psi，此时流速为12.36 L ·min-1，滤后水体积达到65 371.25 L.使用387.5 L滤后水对过滤柱进行清洗，以38.75 L ·min-1的流速持续10 min即可.整个过程可提供安全饮用水64 984 L，经计算，所需的絮凝剂费用仅为5.3 元.同时，清洗液进入沉淀池进行沉淀.图 3 FeCl3投加后实际地下水中As(Ⅴ)的处理结果2.2 EXAFS谱图分析EXAFS可在微观水平上直接揭示吸附态砷在铁氧化物表面的分子结构.对泥饼中砷的k 边EXAFS谱拟合，结果表明第一个峰为As-O轨道，As-O平均距离为0.169 nm，配位数为4.1[图 4(a)和4(b)]，符合As(Ⅴ)的四面体构型结构[19].第二个峰经拟合为As-Fe轨道，As-Fe原子间距离为0.321 nm，配位数为1.4[图 4(b)]，拟合距离及配位数表明As(Ⅴ)在Fe(OH)3表面形成了双齿双核络合结构[图 4(c)][14, 15, 25].该结构并未受到地下水共存离子的影响，表这种稳定的络合吸附结构有利于吸附态As的固定.(a)为k3-weighedEXAFS谱图; (b)为与之对应的傅里叶转换拟合结果; (c)为吸附结构; 图中点线为实验数据，实线为计算结果图 4 地下水As(Ⅴ)的絮凝污泥的扩展X射线精细结构光谱(EXAFS)的k边数据2.3 CD-MUSIC模拟As(Ⅴ)的吸附行为模拟水中As(Ⅴ)在不同pH下的去除结果(图 5)表明，当pH<7.5时，As(Ⅴ)被全部吸附; 当pH=8.5时，As(Ⅴ)吸附率降至83%; 当pH>10时，As(Ⅴ)吸附率小于3%，这符合阴离子的吸附特征[19, 26].在实际地下水中[图 6(a)]，As(Ⅴ)去除率随pH增加而减小，在pH=4时As(Ⅴ)吸附量达到100%; pH=9.5时As(Ⅴ)吸附量为40%，这与模拟水结果(图 5) 相似.然而，当pH>9.5时，实际地下水中As(Ⅴ)去除量开始增加，在pH>11时达到80%以上，这一结果与模拟水结果差异较大，这表明应用模拟水研究As的去除行为具有一定的局限性.根据报道，这可能是由于在高pH时，As(Ⅴ)与地下水中阳离子形成了沉淀，促进了As(Ⅴ)的去除[27].图 5 模拟水中100 μg ·L-1 As(Ⅴ)不同pH下的吸附曲线 [1 mg ·L-1Fe(Ⅲ)]及CD-MUSIC模拟(a)为As(Ⅴ)去除率(点)及CD-MUSIC模拟曲线(实线); (b)为CD-MUSIC模拟计算下As(Ⅴ)的不同形态分布曲线图 6 地下水中100 μg ·L-1As(Ⅴ)不同pH下的吸附曲线及CD-MUSIC模拟为研究As(Ⅴ)在模拟水与实际地下水中去除的差异性及其机制，应用CD-MUSIC模型对As(Ⅴ)的吸附曲线进行模拟分析[图 5和图 6(a)].根据EXAFS结果，以Fe2O2AsO-22和Fe2O2AsOOH-1分别代表非质子化与质子化的As(Ⅴ)的吸附结构，两者吸附反应常数分别为28和35(表 2)[28].应用这两种结构对实际地下水进行模拟，结果表明，在pH 3~9.5范围内能够较好地拟合As(Ⅴ)的吸附趋势; pH>9.5时，只有将表 3中的沉淀方程加入模型中，As(Ⅴ)吸附的拟合结果才能与实验结果相吻合.这说明高pH条件下地下水中Ca2+、 Mg2+等阳离子与As(Ⅴ)形成沉淀，进而增加As(Ⅴ)的去除[27].表 2 CD-MUSIC模拟使用的表面参数和形态 1)表 3 CD-MUSIC模拟使用的反应和参数因此，实际地下水As(Ⅴ)去除存在两种机制：在pH 3~9.5范围内，As(Ⅴ)去除以Fe(OH)3吸附为主; pH>9.5时，As(Ⅴ)主要以与Ca和Mg形成沉淀的形式被去除.在pH 7~9范围内，CD-MUSIC模型高估了As(Ⅴ)的吸附效果，这可能是因为地下水中广泛共存的阴离子会对As(Ⅴ)去除构成竞争作用[29, 30]，而模拟时并未考虑此因素.值得注意的是，CD-MUSIC模拟结果表明溶解态As(Ⅴ)在pH=11时会增加，砷酸钙沉淀减少[图 6(b)].这是由于当pH>11时，地下水中高浓度的Ca2+、 Mg2+和CO2-3等形成的白云石[CaMg(CO3)2]会发生溶解，随后Mg2+与OH-形成水镁石[Mg(OH)2](图 7) .释放到溶液中的CO2-3会和Ca2+形成碳酸钙(CaCO3) 沉淀，水中剩余的CO2-3与As(Ⅴ)竞争游离态Ca2+[31]，这些反应都会增加砷酸钙的溶解.随着pH的进一步上升，Ca2+会与As(Ⅴ)形成更稳定的固体，因此溶解态As(Ⅴ)浓度又会降低[图 6(b)].图 7 CD-MUSIC计算的钙和镁在固相中方解石和白云石所占百分比2.4 反洗残渣的处理在选择As(Ⅴ)去除方法时，含As(Ⅴ)残渣的处理是一个至关重要的问题.本研究所采用的絮凝-直接过滤系统运行1 d，沉淀池产生的泥浆为15.86 L，从底部排水管排出(图 1).沉淀池上清液As(Ⅴ)浓度仅为4.5 μg · L-1，因此上清液可直接进入过滤系统; 沉淀池排出泥浆中固体浓度为11.75 g ·L-1，经计算每天产生的污泥干重为186.36 g，排出的泥浆经挤压成泥饼，含水率为80.2%，具体参数见表 4.表 4 过滤反洗污泥的特征指标泥饼经TCLP实验证明，As(Ⅴ)浓度为3.4 μg · L-1，远小于EPA提出的限定值(5 mg ·L-1)[18].这是由于Fe(OH)3对As(Ⅴ)有较强的亲和力[18]，而且双齿双核内层吸附结构有助于As(Ⅴ)的固定.因此，固体残渣可认为是无害物质.本实验结果与文献中报道的Fe(Ⅲ)絮凝处理As的残渣TCLP结果(1.5~5.6 μg · L-1)[36]一致. 具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。

地下水除砷工艺流程地下水除砷可是个很重要的事儿呢，今天就来好好唠唠地下水除砷的工艺流程。

一、了解砷在地下水中的情况。

砷在地下水里就像个调皮的小坏蛋，它的存在可给我们带来不少麻烦。

有的地方砷的含量超标，这对人们的健康影响可大了。

砷超标的地下水要是被人喝了，可能会引起各种各样的健康问题，像是皮肤病变之类的，可吓人了。

所以啊，把它从地下水里除掉是非常必要的。

二、氧化工艺。

在除砷的工艺流程里，氧化是很关键的一步哦。

这就像是给砷来个大变身。

通过加入一些氧化剂，像过氧化氢之类的东西，能把地下水中的三价砷转化成五价砷。

为啥要这么做呢？因为五价砷比三价砷更容易被除掉呢。

这个过程就像是给砷做了个标记，让它在后面的处理过程里更容易被抓住。

三、沉淀工艺。

氧化之后呢，就到沉淀工艺啦。

这时候我们会加入一些沉淀剂，就像是撒下一张大网。

比如说石灰或者铁盐，它们和砷会发生反应，然后就形成沉淀了。

这个沉淀就像小沙子一样，慢慢地就会落到水底。

这时候的砷就被困在这些沉淀里啦，就好像被关进了小笼子一样。

不过这一步要注意哦，沉淀剂的量要加得合适，少了可能抓不住所有的砷，多了又可能会有其他的问题，就像做菜放盐一样，要恰到好处才行呢。

四、过滤工艺。

沉淀完了可还没结束哦，过滤这一步也不能少。

就像我们泡茶要过滤茶叶渣一样，在除砷的时候也要把那些沉淀和其他杂质过滤掉。

可以用砂滤或者活性炭过滤等方法。

砂滤就像是一个小小的筛子，把大颗粒的东西都拦住，活性炭过滤就更厉害啦，它能吸附很多小的杂质和残留的砷。

这一步做完，水就变得更干净一点了。

五、吸附工艺。

有时候啊，经过前面的步骤可能还有一些砷残留呢，这时候吸附工艺就登场了。

我们可以用一些特殊的吸附材料，比如一些改性的树脂或者黏土之类的。

这些吸附材料就像一个个小磁铁，把残留的砷紧紧地吸附住。

这个过程就像是给地下水做最后的清洁，确保砷的含量降到很低很低的水平。

六、监测环节。

在整个除砷的工艺流程里，监测环节是贯穿始终的。