饮用水中砷去除技术的研究现状与展望
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含砷废水的去除技术1概述含砷废水常见于半导体工业、采矿工业、农药、玻璃、硫酸工业中,砷和砷化合物大多具有强毒性,并认为是一个致癌因素。
某些地区的地表水中也含有砷,因此废水中砷的去除对环境保护是相当重要的。
2回收利用废水中的三价砷可以用沉淀法进行回收,如硫酸厂中的废水,可用硫化钠在20~40℃下进行处理,所得的硫化砷用硫酸铜在70℃进行处理,冷却后进行分离,分出硫化铜后,再与硫酸铜溶液反应,并在>70℃通入空气或氧,使砷成为五价,再分出硫化铜,溶液通入二氧化硫或硫酸厂的尾气,使五价砷还原成三价砷,并结晶,过滤干燥,即可回收三氧化二砷[1]。
在从蒽醌磺酸制备氨基蒽醌过程中,以前曾用过Na2HAsO4作为催化剂,其废水可以先在90℃加入过氧化氢,再通过一个阳离子交换树脂处理,出水中形成的H3AsO4可以用20%的NR3(R=C8~16的烷基)在二甲苯中的溶液进行萃取,约有95%以上的砷被回收,其纯度可达97~98%,可以回用于氨基蒽酯的生产。
而出水中砷的最终浓度可降至0.005~0.007mg/L[2]。
3沉淀及混凝沉降法砷的主要处理方法有硫化物沉淀法, 或与多价重金属如三价铁等络合并与金属氢氧化物进行共沉定。
第二种方法是水处理技术中常采用的传统混凝沉降法。
此外也可采用活性炭和矾土吸附或离子交换。
3.1 铁盐法铁盐法是处理含砷废水主要方法,由于砷(V)酸铁的溶解度极小,所以除直接用铁盐处理[3][4][5][6][7][8][9][10]外,也可在处理含砷废水时,先进行氧化处理,使废水中的三价砷先氧化成五价砷,使沉淀或混凝沉降法的效果更好。
由于空气对三价砷的氧化速度很慢,所以常用氧化剂进行氧化,常用的氧化剂有氯,臭氧,过氧化氢,漂白粉,次氯酸钠[11][12][13]或高锰酸钾,也可以在亚硫酸钠存在下进行光催化氧化[14][15]。
如在活性炭存在下也可以进行空气催化氧化,再与镁,铁,钙或锰等盐作用,脱砷能力可以提高10~30倍[16]。
过氧化法在砷去除中的应用技术与装置研究砷是世界范围内重要的环境问题之一,其存在于地下水和饮用水中,严重威胁着人们的健康和生存环境。
过氧化法是一种常用的砷去除技术,通过利用高效氧化剂过氧化物来将砷转化为无害的沉淀物,有效解决了砷污染问题。
本文将介绍过氧化法在砷去除中的应用技术以及相应的装置研究。
1. 过氧化法概述过氧化法是一种通过加入过氧化物溶液来处理含砷水体的方法。
过氧化物可以提供活性氧,与砷形成复合物,进而将砷氧化成无害的沉淀物。
在过氧化法中,过氧化物的种类和浓度、处理条件都会对砷去除效果产生影响。
2. 过氧化法的应用技术2.1 过氧化物选择常用的过氧化物有氢氧化过氧化钠(NaOH2O2)、过氧化氢(H2O2)等。
选择合适的过氧化物是砷去除效果的关键。
氢氧化过氧化钠对于砷的氧化能力高,但会产生一些副产物,对于一些特殊环境下的水体可能不适用。
过氧化氢氧化能力较弱,但其副产物较少,更适用于一些特殊情况。
2.2 pH调节pH值对于过氧化法的砷去除效果有着重要的影响。
通常情况下,将水体pH值调至碱性范围,可以提高过氧化物与砷的反应速率,并增强砷的氧化能力。
但是,在过度碱性条件下,过氧化物的稳定性可能受到影响,导致反应速率下降。
因此,在实际应用中,需要根据水体的pH值情况进行合理的调节。
2.3 反应时间与温度控制反应时间和温度也是影响过氧化法砷去除效果的重要因素。
一般来说,较长的反应时间能提供更多的反应机会,增加砷的氧化率。
而较高的反应温度能促进过氧化物的分解,加快反应速率。
但是,过长的反应时间和过高的反应温度也会增加操作成本,需要根据实际情况进行调整。
3. 过氧化法的装置研究为了实现过氧化法在砷去除中的高效运行,需要设计相应的装置。
常见的装置包括混凝反应槽、过滤器、沉淀池等。
3.1 混凝反应槽混凝反应槽是过氧化法最关键的装置之一。
在混凝反应槽中,过氧化物与砷进行反应,形成沉淀物。
反应槽的设计应考虑到氧化物的混合与砷的接触,通常采用搅拌或气体曝气来提高混合程度。
含砷的污水处理方法污水处理是一项重要的环境保护工作,其中处理含有砷的污水是一项具有挑战性的任务。
砷是一种有毒物质,对人类和环境都具有潜在的危害。
因此,开辟高效可行的含砷污水处理方法至关重要。
本文将介绍几种常见的含砷污水处理方法,并对其原理、优缺点及适合范围进行详细说明。
1. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种常用的含砷污水处理方法。
活性炭具有较大的比表面积和孔隙结构,能够有效吸附砷离子。
该方法的原理是将含砷污水通过活性炭床,砷离子在活性炭表面发生吸附反应,从而达到去除砷的目的。
该方法具有操作简单、成本低廉的优点,但活性炭饱和后需要进行再生或者更换,且对于高浓度砷污水处理效果有限。
2. 氧化沉淀法氧化沉淀法是一种常见的含砷污水处理方法。
该方法利用氧化剂将砷离子氧化成沉淀物,然后通过沉淀物的沉淀作用将砷离子从污水中去除。
常用的氧化剂包括氯气、过氧化氢等。
该方法具有去除效果好、适合范围广的优点,但氧化剂的使用量较大,操作复杂,且产生的沉淀物需要进行处理和处置。
3. 离子交换法离子交换法是一种常见的含砷污水处理方法。
该方法利用离子交换树脂对砷离子进行吸附交换,从而将砷离子从污水中去除。
离子交换法具有去除效果好、可循环使用的优点,但需要定期对离子交换树脂进行再生或者更换,且对于高浓度砷污水处理效果有限。
4. 膜分离法膜分离法是一种常用的含砷污水处理方法。
该方法利用膜的选择性透过性,将砷离子从污水中分离出来。
常用的膜分离方法包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
膜分离法具有去除效果好、操作简单的优点,但膜的成本较高,且需要定期清洗和维护。
综上所述,含砷污水处理方法主要包括活性炭吸附法、氧化沉淀法、离子交换法和膜分离法等。
选择合适的处理方法应根据砷污水的浓度、水质要求、经济成本等因素进行综合考虑。
在实际应用中,可以根据具体情况选择单一的处理方法,也可以采用多种方法的组合,以达到更好的处理效果。
同时,为了保证处理效果和操作安全,应定期监测和维护处理设备,并合理处置产生的废物和沉淀物。
饮用水除砷的物理方法一、过滤法过滤法是一种简单有效的物理方法,通过使用特定的过滤材料来去除饮用水中的砷。
常用的过滤材料包括活性炭、石英砂、陶瓷等,这些材料具有较强的吸附能力,能够有效地吸附砷离子。
过滤器的设计应该考虑到过滤材料的密度和孔径大小,以确保能够有效地过滤砷离子。
二、沉淀法沉淀法是一种利用化学反应使砷沉淀下来的物理方法。
常用的沉淀剂有氢氧化铁、氢氧化铝等。
在饮用水中加入适量的沉淀剂,砷离子会与沉淀剂发生反应生成沉淀物,然后通过过滤或沉淀沉淀物的方法将砷离子从水中去除。
三、蒸馏法蒸馏法是一种通过蒸发和凝结的过程来去除饮用水中的砷。
这种方法利用了水和砷的沸点差异,将水蒸发后再重新凝结,从而去除砷离子。
通过这种方法可以得到高纯度的水,但是蒸馏法的能耗较高,不适用于大规模的水处理。
四、电离子交换法电离子交换法是一种通过交换树脂来去除饮用水中的砷的物理方法。
树脂通常是一种具有特定功能的聚合物,能够吸附砷离子并释放出其他离子。
当水通过树脂床时,砷离子会被树脂吸附,而其他离子则被释放出来。
随着时间的推移,树脂中的吸附位点会逐渐饱和,需要进行再生或更换。
五、逆渗透法逆渗透法是一种利用半透膜来去除饮用水中的砷的物理方法。
半透膜是一种具有特殊孔径的膜材料,能够过滤掉水中的砷离子和其他杂质,只保留水分子通过。
逆渗透法不仅可以去除砷离子,还可以去除其他溶解性固体、有机物和微生物等。
以上是几种常用的物理方法,用于解决饮用水中砷的问题。
在实际应用中,可以根据水质和处理需求选择合适的方法。
另外,物理方法通常需要与化学方法结合使用,以达到更好的去除效果。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况综合考虑,选择合适的处理工艺。
通过科学的水处理方法,我们可以有效地去除饮用水中的砷,确保饮用水的安全和健康。
含砷的污水处理方法一、引言污水处理是保护环境和维护人类健康的重要任务之一。
然而,含砷的污水处理是一个具有挑战性的问题,因为砷是一种有毒物质,对人体和环境都有害。
因此,寻觅高效、经济且环保的含砷污水处理方法至关重要。
二、含砷污水的特点含砷污水通常来自于冶金、化工、电镀等工业过程,其特点如下:1. 高浓度:含砷污水中砷的浓度通常较高,超过了环境标准的限制;2. 多种形态:砷在污水中以无机砷和有机砷的形式存在,其中无机砷的毒性更高;3. 溶解度低:砷的溶解度较低,使其难以从污水中去除。
三、常见的含砷污水处理方法1. 化学沉淀法化学沉淀法是一种常见的含砷污水处理方法。
通过加入适量的化学试剂,如铁盐、铝盐等,使砷形成沉淀物,从而实现砷的去除。
然而,化学沉淀法存在着试剂成本高、沉淀物处理难点等问题。
2. 吸附法吸附法是另一种常用的含砷污水处理方法。
通过添加吸附剂,如活性炭、氧化铁等,将砷吸附在吸附剂表面,从而实现砷的去除。
吸附法具有去除效率高、操作简单等优点,但吸附剂的再生和处理也是一个挑战。
3. 膜分离法膜分离法是一种高效的含砷污水处理方法。
通过使用逆渗透膜、纳滤膜等膜材料,将砷离子和其他杂质分离,从而实现砷的去除。
膜分离法具有去除效率高、操作简便、无化学试剂添加等优点,但膜的成本较高,维护和清洗也需要一定的技术支持。
四、新兴的含砷污水处理技术1. 生物修复法生物修复法是一种环保且经济的含砷污水处理技术。
通过利用具有砷还原能力的微生物,将无机砷还原为有机砷或者沉淀为砷硫化物,从而实现砷的去除。
生物修复法具有成本低、无化学试剂添加、对环境友好等优点,但需要对微生物的培养和管理有一定的要求。
2. 高级氧化法高级氧化法是一种通过氧化反应将砷转化为无毒或者低毒物质的含砷污水处理技术。
常用的高级氧化剂包括臭氧、过氧化氢等。
高级氧化法具有去除效率高、无需添加化学试剂等优点,但对反应条件和氧化剂的选择有一定的要求。
3. 离子交换法离子交换法是一种通过将砷离子与其他离子进行置换,从而实现砷的去除的含砷污水处理技术。
《吸附法处理重金属废水的研究现状及进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展,重金属废水排放量不断增加,对环境和人类健康造成了严重威胁。
重金属废水处理技术的研究显得尤为重要。
其中,吸附法因其操作简便、成本低廉、效率高等优点,成为处理重金属废水的重要方法之一。
本文将就吸附法处理重金属废水的现状及进展进行综述。
二、吸附法处理重金属废水的原理及特点吸附法处理重金属废水的原理主要是利用吸附剂的特殊性质,通过物理或化学作用将废水中的重金属离子吸附在其表面或内部,从而达到去除重金属的目的。
吸附法具有操作简便、成本低廉、效率高、无二次污染等优点。
三、吸附法处理重金属废水的研究现状1. 吸附剂种类及研究进展目前,吸附剂种类繁多,主要包括活性炭、生物吸附剂、矿物吸附剂、合成树脂等。
其中,活性炭因其比表面积大、吸附性能强、再生性好等优点,成为应用最广泛的吸附剂。
生物吸附剂则因其来源广泛、成本低廉、对重金属具有较好的亲和性等特点,受到了广泛关注。
此外,一些新型吸附材料如纳米材料、复合材料等也在不断涌现。
2. 吸附过程及影响因素吸附过程受多种因素影响,包括吸附剂种类、废水pH值、温度、浓度、流速等。
研究表明,适当的pH值有利于提高吸附效果,而温度和浓度则影响吸附速率。
此外,吸附剂的粒径、比表面积等也是影响吸附效果的重要因素。
3. 研究成果及应用实例近年来,众多学者针对不同种类的吸附剂进行了大量研究,取得了一系列成果。
例如,利用活性炭、生物吸附剂等处理含铅、汞、铬等重金属废水,取得了显著的去除效果。
同时,一些实际应用案例也证明了吸附法在处理重金属废水方面的有效性。
四、吸附法处理重金属废水的进展1. 新型吸附材料的研究与开发随着科技的发展,新型吸附材料如纳米材料、复合材料等不断涌现。
这些新型材料具有更高的比表面积、更好的吸附性能和再生性能,为重金属废水的处理提供了更多选择。
2. 吸附过程的优化与改进针对吸附过程中存在的问題,学者们不断优化和改进吸附过程。
饮用水深度处理技术发展趋势饮用水的深度处理技术是指将原始水源经过多种处理方法后,达到消除水中有害物质、提高水质的目的。
随着水资源短缺和水污染的日益严重,饮用水深度处理技术的发展已经成为社会关注的焦点。
以下是饮用水深度处理技术发展趋势的分析:1.协同处理技术的发展:传统的饮用水处理技术通常依靠单一的处理方法,如过滤、消毒等。
然而,现代饮用水深度处理技术趋向于综合应用多种方法,通过相互协同作用来提高水的处理效果。
例如,结合超滤、活性炭吸附和紫外线消毒等技术,可以有效地去除水中的有机物、重金属等有害物质,提高水的质量。
2.检测监控技术的应用:随着科学技术的进步,饮用水质量检测监控技术也得到了极大的发展。
新型的高灵敏度、高准确度的检测仪器的广泛应用,使得人们可以更加精确地监测饮用水中的各种污染物质。
同时,智能化的监控设备和远程监测系统的应用,也使得水质监测和预警更加便捷和及时,从而保障饮用水的安全性。
3.新型材料的应用:新型材料的发展为饮用水深度处理技术提供了更多的选择。
例如,纳米材料被广泛应用于饮用水深度处理技术中,具有大比表面积、高吸附性能和高催化活性等优点,可以高效去除现有技术难以消除的水中有害物质。
此外,具有高附着力的新型膜材料也被应用于饮用水处理中,可以有效地去除微生物、重金属离子和胶体等物质。
4.绿色环保技术的推广:在饮用水深度处理技术的发展中,绿色环保技术的应用已经成为一种趋势。
绿色环保技术包括生物技术、植物提取技术等,可以代替传统的化学方法,减少对环境的污染,降低处理成本。
例如,利用植物的吸附和活性炭的吸附协同作用可以达到环保高效的水处理效果。
综上所述,饮用水深度处理技术在不断发展,主要体现在协同处理技术的发展、检测监控技术的应用、新型材料的应用以及绿色环保技术的推广等方面。
这些趋势的出现将进一步提高饮用水的处理效果和水质的安全性,为人们提供更加高品质的饮用水资源。
家庭饮用水中重金属的检测与判定研究随着人们生活水平的提高,对饮用水的质量要求日益提高。
不少家庭都会购买水龙头下面的过滤器对水进行处理,但是过滤器只能去除水中的杂质、色素等物质,对于家庭饮用水中的重金属来说,过滤器却不起作用。
镉、铬、铅、汞等重金属对人体健康的危害已经得到广泛的认识。
因此,对家庭饮用水中重金属的检测与判定研究是非常有必要的。
一、检测方法目前,常见的家庭饮用水中重金属检测方法有原子吸收光谱法、感应耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体质谱法等。
这些方法常用于科研单位、环保部门等专业机构,检测费用昂贵,需要耗费大量时间和人力物力。
对于一般家庭来说,选用贴近实际、简单易行的检测方法是更加实际的选择。
一些商家或者个人的检测仪器(例如热原子吸收光谱仪)可以在家中进行重金属检测。
此外,各地的环保部门或者市场监管局也会定期开展免费的水质检测活动,家庭可以通过参加这些活动了解到自己家中饮用水的质量。
二、判定标准饮用水中重金属含量的判定标准是十分重要的。
根据《中华人民共和国饮用水卫生标准》,影响人体健康严重的重金属种类及其限制指标如下:重金属名称限制指标μg/L铜(Cu) 2.0铅(Pb) 0.01锌(Zn) 15.0铵(NH4) 1.0镉(Cd) 0.005铬总量(Cr) 0.05砷总量(As) 0.05汞(Hg) 0.001镍(Ni) 0.02若通过检测发现饮用水中某一种或多种重金属超过了上述指标,则说明该水不适宜饮用,应该尽快进行处理或更换水源。
但是需要特别注意的是,同样一种重金属在不同的媒介中(例如地下水、饮用水、生活用水)的限制指标是不一样的,因此在判定饮用水中重金属含量是否合格时需要遵循相应的国家标准。
三、危害家庭饮用水中重金属超标对人体健康的危害可不容小觑。
例如,镉超标进入人体后可累积在肝、肾、脾、骨等组织中,引起慢性肾病、多发性骨髓瘤、癌症等疾病。
铅超标可影响儿童身体脑功能的发育,引起贫血、神经衰弱等症状。
水污染防治技术的研究与应用水污染是当今世界面临的一大环境问题,对人类健康和生态系统稳定产生了严重影响。
因此,水污染防治技术的研究与应用变得至关重要。
本文将探讨一些当前研究热点和应用前景广阔的水污染防治技术,并介绍其原理和效果。
一、生物除污技术生物除污技术是一种利用生物群落来降解和去除有机物和污染物的技术。
其中,生物滤池是一种常用的技术手段。
通过构建多层过滤介质,如麦秸、竹炭等,可以提供良好的生物附着基质,并利用微生物的降解作用来净化水体。
这种技术操作简单、成本低廉,并且对水体中一些特定的有机物质具有较高的去除效果。
二、化学沉淀技术化学沉淀技术是通过添加化学药剂,使污染物与药剂发生反应,并生成不溶于水的沉淀物,从而达到去除水中污染物的目的。
常用的化学药剂有聚合氯化铝、硫酸铁等。
这些药剂能够与水中的重金属离子、悬浮物和有机物结合形成絮凝物,随后沉淀到水底。
化学沉淀技术广泛应用于工业废水、城市污水和农业污水的治理,具有操作简单、效果确切的特点。
三、高级氧化技术高级氧化技术是一种通过光催化、臭氧氧化、电解氧化等手段,将有害物质氧化为无害物质的技术。
其中光催化技术是一种利用半导体材料吸收光能,激发电子,并与吸附在材料表面的氧气发生反应,产生具有强氧化性的氢氧自由基,在水中可分解有害有机物质。
这种技术在理论上具有很大的潜力,并且在实际应用中已经取得了一些成功。
然而,高级氧化技术仍面临着工业界推广应用的技术难题,如光催化反应速度慢、电解氧化设备高成本等。
四、生态修复技术生态修复技术是通过利用植物、微生物等生物体来修复受污染的水体。
例如,利用植物如芦苇、菖蒲等的根系吸附富营养化水体中的氮磷等营养物质,从而净化水体。
这种技术不仅可以去除水中的污染物,还能提供良好的生态系统服务功能。
在实践中,生态修复技术被广泛应用于湖泊、河流和水库的水体恢复中,取得了良好的效果。
总之,水污染防治技术的研究与应用是当今社会的一个重要议题。
农村饮水中常用水处理技术分析获得安全饮用水是人们健康的有效保障。
全国正在实施的农村饮水安全工程是实现这一保障的重要举措,采取适宜的水处理技术,对实现这一保障目标至关重要。
本文梳理了“十一五”期间承担的“农村安全供水集成技术研究与示范”项目中分析研究的农村饮水不安全问题主要类型,对这些类型的水采取了相应的处理技术,并对这些技术进行比较分析。
一、常规饮用水消毒技术农村分散供水和大部分集中供水无消毒措施,很大部分农村人口饮用水大肠杆菌超标,饮用水消毒的普及是饮水安全的基本保证。
1.液氯消毒工艺氯消毒工艺已有上百年历史,目前已经达到高度自动化的程度。
向水中注入氯气(或液氯)以消除水中的细菌,这一手段在杀灭肠道传染病等方面发挥了重要作用。
但氯气本身是一种能够严重威胁人体健康的有毒物质。
氯在杀死水中某些细菌的同时,能与水中的一些有机物产生反应,形成卤化有机化合物,如三氯甲烷,是一种国际上公认的强致癌物质。
对氯消毒工艺进行改进可以减少三氯甲烷的生成。
尽管氯消毒有其缺点,但消毒效果好,目前还没有能全部代替它的消毒剂。
液氯消毒适合于农村集中供水消毒,采用此方法时应加强工艺管理,注意提高工艺。
2.次氯酸钠水消毒处理技术在所有的消毒剂中,液氯最为经济。
但是,由于液氯运输、管储方面不安全,而且在投加时因气体同水体的溶解性较低,氯气瓶气压不断变化,存在投加计量不够准确的问题。
氯气扩散性极强,对环境存在毒害作用。
次氯酸钠液是一种广泛用于包括自来水、中水、工业循环水、游泳池水、医院污水等各种水体的消毒剂。
同其他消毒剂相比,次氯酸钠液非常具有优势。
它清澈透明,互溶于水,彻底解决了像臭氧等气体消毒剂因难溶于水而不易做到准确投加的技术问题;也没有液氯、二氧化氯等药剂时常具有的跑、泄、漏、毒等安全隐患。
它不仅消毒效果好,投加准确,操作安全,使用方便,易于储存,还可以在任意环境工作状况下投加,适用于农村小型集中供水消毒。
3.二氧化氯水消毒处理技术二氧化氯(ClO 2)是一种高效强力广谱杀菌剂。
如何去除水中的砷
砷以-3、0、+3、+5价的氧化态广泛存在于自然界,水中的砷来自于矿物和矿石的分解、工业废水和大气沉积。
地表水中砷主要是+5价;在还原条件下的地下水中为+3价。
在我国,地下水砷含量高的地区人口超过千万,饮用水中砷超标会导致人体慢性中毒。
我国生活饮用水卫生标准中规定水中砷含量不应超过50μg/L。
目前适用于处理含砷饮用水的方法有以下几种。
(1)铁盐混凝法除砷向水中投加铁盐混凝剂,如FeCl3铁盐水解生成氢氧化铁絮体能吸附水中的砷,可通过后续的沉淀、过滤工艺去除含砷絮体。
此法适用于砷含量超标不多的地表水、地下水,得到的除砷水中砷含量可降至50μg/L 以下。
(2)预氧化除砷用氧化剂Cl2、O3将三价砷氧化成五价砷,与铁盐混凝剂配合,可显著提高混凝法除砷效果。
该法适用于砷含量较高(<2mg/L)的地下水。
(3)石灰沉砷法在含砷且硬度较高的地下水中加入石灰,使化合态的砷转变为难溶的砷酸钙或偏亚砷酸钙,沉淀分离可除去水中的砷。
水中砷地下水中的砷污染的分布砷是周期表中第四周期,第五主族元素,在自然界中普遍存在。
单质砷是一种黑色非金属,不溶于水、酸和醇类,毒性极低。
自然界中单质砷比较少见,大多数都是以硫化物的形式存在于岩石和砷矿中,常见的含砷矿物有雄黄、雌黄、砷硫铁矿,毒砂、斜方砷矿、硫砷铜矿等。
砷的化合物一般以+5, +3, 0、-3四种价态存在。
水体中的砷,通常以无机状态存在,有三价砷As(III)和五价砷As(V)两种化学价态。
砷在地下水中分布广泛,世界范围内至少有22个国家和地区受到地下水砷污染的影l 据中国新闻网2007年8月30口报道,“英国研究人员30口发表的报告认为,全球将有1.4亿人因为用水受到砷中毒之害、导致更多的人患癌症”。
根据联合国儿童基金会2009年4月5口在达卡发布的新闻公报,全世界约有6000万人饮用水受砷污染,其中80%在亚洲。
在全球范围的高砷地下水区,孟加拉国和孟加拉州是人类受高砷地下水威胁最严重的地区,受影响区地下水中砷的浓度范围大,为0.5-3200ug/L;在匈牙利平原南部的冲积物中(包括罗马尼业的部分区域)已经发现砷浓度高于50 ug/L的地下水;在墨西哥中北部的Lagunera 地区、智利北部(包括Antofagasta 、Calama和Tocopilla等城市)及阿根廷中部的Chaco-Pampean平原都发现了地下水砷问题。
在美国,高砷地下水影响的地区主要包括内华达、加利福尼业和业利桑那州。
在内华达州,至少有1000眼私人民用井砷含量超过50ug/L。
在加利福尼业州的图莱里(Tulare)盆地,大多数地下水的砷含量在1-2600ug/L之间。
我国于2007年7月1日,由国家标准委和卫生部联合发布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)强制性国家标准和13项生活饮用水卫生检验国家标准正式实施,其中规定砷的最高允许浓度为1 0ug/L。
按照此饮用水砷标准,我国砷中毒危害病区的暴露人口高达1500万之多,已确诊患者超过数万人。
《重金属废水处理技术的研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,重金属废水已成为全球性的环境问题。
重金属废水含有如铅、汞、镉等有毒物质,一旦未经处理直接排放到自然环境中,将对生态系统及人类健康造成严重威胁。
因此,重金属废水处理技术的研发与应用显得尤为重要。
本文将就重金属废水处理技术的现状、发展趋势及其实验研究进行详细探讨。
二、重金属废水处理技术现状目前,国内外对重金属废水处理技术的研究主要集中在物理法、化学法以及生物法三大类。
其中,物理法主要包括沉淀法、吸附法、膜分离法等;化学法主要包括氧化还原法、中和沉淀法等;生物法则主要利用微生物对重金属的吸附、沉淀等作用进行废水处理。
三、重金属废水处理技术的研究进展1. 沉淀法:通过添加沉淀剂,使废水中的重金属离子形成沉淀物,从而降低废水中重金属的含量。
近年来,新型的复合沉淀剂因其高效、环保的特点受到广泛关注。
2. 吸附法:利用吸附剂对重金属离子的吸附作用,将废水中的重金属离子吸附到吸附剂上,达到净化水质的目的。
近年来,活性炭、生物炭等新型吸附材料在重金属废水处理中得到了广泛应用。
3. 膜分离法:利用膜的选择透过性,将废水中的重金属离子与水分离。
该方法具有操作简便、效率高等优点,但膜的制备成本较高,且易受污染。
4. 生物法:利用微生物对重金属的吸附、沉淀等作用进行废水处理。
近年来,微生物的基因工程改造使得其在重金属废水处理中的应用潜力得到了进一步挖掘。
四、实验研究以某化工厂排放的重金属废水为例,采用新型复合沉淀剂对其进行处理实验。
首先,取样并进行重金属含量检测,然后向废水中添加一定量的复合沉淀剂,进行搅拌、沉淀后再次检测水样中的重金属含量。
实验结果表明,新型复合沉淀剂在处理该化工厂排放的重金属废水中表现出良好的效果,有效降低了废水中重金属的含量。
五、结论与展望本文对重金属废水处理技术的现状及研究进展进行了详细分析,并通过实验验证了新型复合沉淀剂在处理某化工厂排放的重金属废水中的效果。
PFAS在自来水环境中的迁移与去除技术探索PFAS(全氟烷磺酸类物质)是一类广泛存在于环境中的有机污染物。
其在自来水中的存在引发了人们对饮用水安全的担忧。
本文将探讨PFAS在自来水环境中的迁移路径以及目前已有的去除技术,并探索未来的发展方向。
一、PFAS在自来水环境中的迁移路径PFAS一般来源于工业废水排放、消防泡沫使用和生活用品等多个渠道。
它们具有稳定性高、生物降解性差的特点,因此在自来水环境中具有一定的迁移能力。
研究发现,PFAS主要通过以下途径迁移至自来水中:1. 土壤和地下水:PFAS能够从受污染的土壤中迁移至地下水,并随着地下水流动进入自来水源。
这是一种主要的迁移路径。
2. 水体:如果受污染的水体直接与自来水源相连,PFAS也可以通过水体传输进入自来水系统。
3. 大气降水:PFAS会随着大气降水沉积到地表水中,从而进入自来水源。
4. 水生生物:作为水生生物的富集因子,PFAS也可以通过食物链的传递,进入自来水环境。
二、PFAS在自来水中的去除技术针对PFAS的去除技术已经得到了广泛研究和应用。
以下列举几种主要的技术:1. 传统水处理技术:包括活性炭吸附、颗粒状活性炭吸附、混凝沉淀、纤维过滤、反渗透等。
这些技术在一定程度上能够去除PFAS,但效果有限,且操作成本较高。
2. 光催化氧化技术:利用紫外线或者可见光激活催化剂,产生自由基对PFAS进行氧化降解。
这种技术具有高效、无副产物等优点,但也存在催化剂的选择和再生等问题。
3. 高级氧化技术:例如臭氧氧化、过氧化物降解、臭氧过程等,能够对PFAS进行高效降解。
但需要合理调控条件,以确保处理效果和工艺稳定性。
4. 离子交换技术:通过合适的吸附剂(如树脂)对PFAS进行选择性吸附。
这种技术简单易行,且可以进行循环利用,但对饮用水系统的连续操作存在一定难度。
5. 膜技术:包括纳滤、超滤、逆渗透等,能够有效拦截PFAS颗粒,但对于低浓度、高通量的处理仍然存在挑战。
中国关于砷的研究进展引言砷是一种具有潜在毒性的元素,其在地球上的分布广泛且具有多种物理和化学形态。
由于人类活动的影响,环境中砷的污染问题日益严重,对人类健康和生态环境构成威胁。
中国作为世界上人口最多和工业化的国家,研究砷的分布、存在形态和测定方法等具有重要意义。
本文将综述中国在砷研究领域的最新进展。
研究现状近年来,中国在砷的研究方面取得了显著成果。
通过对全国范围内的调查和监测,明确了砷在环境中的分布特征和含量范围。
研究发现,由于自然因素和人类活动的影响,部分地区土壤、水源和农产品中砷的含量较高,可能对人类健康产生影响。
测定方法和技术方面,中国学者不断探索和实践,提出了许多快速、准确的方法。
例如,利用原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法等先进技术,实现了对环境样品中砷的准确测定。
这些方法不仅提高了砷的检测灵敏度和准确性,而且降低了分析时间和成本。
研究方法在砷的研究方法上,中国学者进行了大量创新和实践。
其中,湿法化学分析是常用的传统方法,包括氢化物发生-原子荧光光谱法、氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法等。
这些方法具有较高的灵敏度和准确性,但分析时间较长,需要使用大量有毒试剂。
气相色谱法是一种分离和分析有机化合物的常用技术,可用于环境中有机砷的测定。
该方法具有高效、灵敏、选择性好等优点,但需要针对不同有机砷化合物进行前处理。
电化学分析法是一种在环境分析中应用广泛的方法,具有快速、简便、灵敏度高等优点。
中国学者利用电化学分析法实现了对环境中无机砷和有机砷的同时测定,为环境监测提供了新的工具。
生物传感器法是近年来发展迅速的一种新型分析技术,通过将生物分子识别元素与电化学或光学信号转换器结合,实现对特定污染物的快速、灵敏测定。
中国学者成功研制出针对无机砷和有机砷的生物传感器,为环境监测提供了新的思路。
研究成果通过深入研究和探索,中国学者在砷的研究方面取得了丰硕成果。
研究明确了砷在环境中的分布特征和含量范围,深入探讨了砷在环境中的存在形态和迁移转化规律。
饮用水中砷去除技术的研究现状与展望 摘 要: 近年来,水体砷污染已成为一个全球性的环境问题,采取有效的方法去除饮用水中的砷已受广泛关注。文章重点综述了各种去除饮用水中砷的技术方法,包括混凝沉淀、吸附、离子交换生 物技术、压力膜技术等,并就目前饮用水除砷技术的现状提出了展望。 关键词:砷污染,饮用水,吸附,离子交换,除砷
1 前言 砷在自然界中广泛存在,是地壳的组成成分之一。自然界中砷的来源主要有:(1)自然源:矿物及岩石的风化、火山的喷发、温泉的上溢水;(2)人工源:主要来源于矿化物的开采和冶炼。在雨水冲刷、风吹以及其他自然条件下,来自于自然源和人工源的砷以As3+ 和As5+ 的形式进入到附近的水体或农田里,导致这些水体或农田里含有高浓度砷。在有的矿井的排水系统中,砷的质量浓度高达7 mg/L,从而对地下水及饮用水源造成了很大的污染[1]。 砷在饮用水中通常以无机砷离子的形式存在,其中2种最主要的价态分别是As(Ⅲ)和As(V)。砷化合物有剧毒,容易在人体内累积,造成慢性砷中毒。长期饮用含高浓度无机砷的水的人群易患有皮肤病、周围血管病、高血压以及癌症等疾病[2]。近年来,在一些国家,尤其是在孟加拉国、中国以及蒙古的饮用水源中均发现能导致人体急慢性中毒的砷。我国新修订的生活饮用水卫生标准(GB5479—2006)规定,从2007年7月1 13起,饮用水中砷的最大允许浓度从50 g/L降低为10μg/L。据调查,按照新的生活饮用水卫生标准,中国水砷中毒危害病区的暴露人数高达1 500万之多,已确诊患者超过数万人。因此,研究符合中国国情的饮用水除砷技术就显得尤为重要。为此,本文综述了近年来国内外饮用水除砷技术的研究现状,并指出了其中存在的问题和今后的研究方向。
2 饮用水中砷去除的技术方法
自然水系中,存在有机砷和无机砷。其中无机砷主要以As3+ 和As5+存在,具体存在形式取决于水体的氧化还原电位和pH。在氧化环境如地表水中,砷主要以五价态存在,如(H2AsO4-,HAsO42-);在还原环境如地下水中,则主要以三价砷(如H3AsO3)存在。有机砷的主要存在形式是甲基胂酸(DMA)和甲基胂酸(MMA)。其中,DMA是暴露在机砷环境中的动物和人类的主要代谢产物。有机砷和无机砷在一定条件下可以相互转化,厌氧条件下,砷酸盐通过甲烷菌中甲基钴氨素作用,此时砷酸盐被还原,同时甲基化而生成二甲基胂酸[3]。目前砷的去除有多种方法,其中混凝沉淀、吸附、离子交换、生物技术、膜法等是主要方法。
2.1 混凝沉淀法 混凝沉淀法因其使用方便、易于掌握和接受而成为应用最多、最广泛的一种砷超标饮用水处理方法。最常见的混凝剂是铁盐和铝盐。大量研究表明,混凝沉淀法除砷效果和水中砷的氧化态、砷的初始浓度、混凝剂的种类和剂量、水质条件等因素有关。As(Ⅲ)去除的效果较差,As(V)去除率较高。将As(Ⅲ)氧化为As(V)可提高砷的去除率。当As(Ⅲ)初始浓度<0.8 mg/L 时,次氯酸钠1.25 mg/L即可有效地将As(Ⅲ)氧化成为As(V),达到与As(V)同样的去除效果[4]。若采用高铁酸盐混凝剂,则可同时取代次氯酸钠和铁盐2种试剂的投加,简化了处理方法,而且高铁酸盐的氧化能力比次氯酸钠、高锰酸钾等更强,在氧化过程中不会产生二次污染,更有利于饮用水的除砷[5]。袁涛等发现,适宜的过滤措施,如砂滤,可大大提高混凝剂的除砷效率,这可能与砂粒对砷的吸附作用有一定关系,但更主要的原因是砂滤的固液分离效果明显好于沉淀,可使微小的絮凝体更好地与水分离,从而使出水砷浓度更低。Meng等也发现,砂滤可以改善砷的去除效果,但出水砷浓度仍大于10微克每升。提高除砷效率的另一个方法是增大含砷絮体粒径。Song等用添加粒径为38~42微米的方解石的方法强化混凝沉淀除砷效果,结果发现次微米级的细小含砷絮体可吸附在方解石颗粒表面,变相增大了絮体粒径,提高了固液分离效果,使砷的去除率由85%上升到99%左右[6]。
2.2 吸附法 吸附法是以具有高比表面积、不溶性的固体材料作吸附剂,通过物理吸附作用、化学吸附作用或离子交换作用等机制将水中的砷污染物固定在自身的表面上,从而达到除砷的目的[7]。该方法是一种较为成熟且简单易行的水处理技术,一般适合于处理量大、浓度较低的水处理体系[8-9]。 主要的除砷吸附剂有活性氧化铝、活性炭、骨炭、沸石、磺化酶、生产氧化铝的废料赤泥等以及天然或合成的金属氧化物及其水合氧化物等[8]。当前国内外吸附法除砷方法使用的材料有以下6类[10]:稀土与黏土材料,复合材料,活性材料,改性材料,含铁矿物及纳米材料。 梁慧锋[11]等自制新生态MnO2悬浊液作吸附剂,结果表明新生态MnO2对As3+去除率高,作用速度快,pH<7时,As3+的去除率达80% 以上,阴离子与As3+的去除率接近100%。
2.3 离子交换法 离子交换对As(Ⅴ) 具有较好的去除效果, 而As( Ⅲ) 由于以中性分子的形式存在于水体中, 通常比较容易穿透离子交换柱。离子交换对As( Ⅴ)的去除能力主要取决于树脂中相邻电荷的空间距离、官能团的流动性、伸展性以及亲水性[12]。 Korngold 等[13] 研究了两种强碱型树脂—Purolite-A-505 和Relite-490对砷的去除效果。试验结果证实:树脂的类型对砷的去除效果有很大影响,Purolite-A-505 型树脂的季铵基连接有3个甲基, 而Relite-490 连接有乙基、丙基或其它更长的官能团,因此对H2AsO4- 以及HAsO42- 的亲和能力更强。研究还发现pH 值对于As(Ⅴ) 去除效果同样有着较大的影响, 这是由于随着pH 值的升高,As(Ⅴ) 由H2AsO4-转化为HAsO42-, 而强碱型树脂对二价阴离子的选择性大于一价。此外,进水中高浓度的SO42- (大于120 mg/L) 、NO3- 、Cl- 、TDS( 大于1000 mg/L) 也会与As(Ⅴ) 形成竞争效应而导致离子交换失效。因此,离子交换除砷技术适合于较为洁净、背景离子强度较小的水体。
2.4 生物技术[14] 对于通常的物理化学预氧化工艺而言,生物工艺具有无法比拟的优势,其不需要添加化学药剂,作用时间持续,而且更加经济和环保,因而对于发展中国家而言具有广阔的应用前景。生物除砷主要有三种方法:植物修复、生物吸附和生物氧化。
2.4.1 植物修复 植物修复是指通过植物系统及其根系移去、挥发或稳定水体环境中的重金属污染物,或降低污染物中的重金属毒性,以期达到清除污染、修复或治理水体为目的的一种技术[15]。由于总的成本效益比很高,该工艺对发展中国家很有吸引力。 植物有根和根须,较大的接触表面积使他们能从水或土壤中提取砷污染物,整个过程包括植物地下根表面对砷的吸收,砷污染物在细胞膜上的运输和在植物体内的转运,最终在地上植物体内富集地面的植物可以通过收割或其他易于实施的管理手段来转移和消除砷污染。
2.4.2 生物吸附 生物吸附工艺采用自然材料或微生物有机体来去除水中的砷。比如在pH 6.0时,用含有四氧化三铁的黑曲霉菌可以去除95%的五价砷和75%的三价砷。粉状的辣木(也称棒槌树)树种对三价砷和五价砷的去除率也有60.2%和85.6%。把晒干的风信子根和200ppb的砷溶液接触一个小时,可以去除93%的五价砷和95%的三价砷,该工艺要求的最优pH值是2.5和8.0。
2.4.3 生物氧化 生物氧化已经应用在了除铁和除锰领域。已发现的铁氧化菌有很多,如铁锈色披毛菌和赭色纤毛菌。如果在填料柱上有合适的滤料,如多孔聚苯乙烯,再加上合适的氧化环境,会有利于这类微生物的沉积和富集。 该工艺的机理是,氧化后的铁形成了生物膜和四氧化三铁,和微生物一起沉积在滤料上。铁氧化菌会把三价砷氧化成五价砷,形成的砷酸盐溶液中的砷会被微生物进一步吸附成为生物氧化铁。该工艺的砷去除效率达到95%,而且不用添加额外的化学药剂,具有一定的经济性和环保性。 另外还有一些报道提到其他一些细菌菌株还可以氧化亚砷酸盐。
2.5 压力膜技术 膜分离法是利用膜的选择透过性,根据污染物质粒径与水分子不同借助较高的外压达到分离污染物的目的。根据膜孔径的大小,可分为微滤膜法(MF)、超滤膜法(UF)、纳滤膜法(NF)、反渗透膜法(RO)。其中,NF和RO属于高压膜;UF和MF属于低压膜。
2.5.1 高压膜技术 反渗透是最传统的膜技术,也是能够满足新的生活饮用水卫生标准的最有效的技术。它是利用比自然渗透压更高的外界压力,把水分子压过半透膜,而砷离子被膜截留在浓缩液一边,从而把砷从水中分离出来。反渗透的除砷效率与砷的形态及水中溶解性有机碳(DOC)的含量有关。As(V)的去除率可达95% ,远大于As(III)的55%[15] 。 纳滤也是一种高压膜过程,但与反渗透相比,纳滤膜所需的操作压力要低一些。纳滤膜的除砷效果与原水的pH值有关,纳滤膜的特征在其中起着重要的作用,甚至采用不同的膜,可以得到差别很大的实验结果。操作压力也会对纳滤膜除砷产生影响,其影响程度与砷的形态有关[16] 。As(V)的去除率普遍较高,与纳滤膜操作压力的联系不太密切。相对而言,As(III)的去除率与操作压力的关系更为密切。 由于饮用水中的砷多以溶解态为主,因此,反渗透和纳滤工艺的除砷效果非常好,尤其是反渗透,对砷的去除率一般都在95% 以上。反渗透和纳滤的缺点主要是产水率较低、能耗较大、对进水水质要求严格、膜的制造费用较高。所有这些都使得砷的去除成本升高,限制了高压膜技术的推