論重金屬離子砷的處理技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)

丁家志

摘 要 隨著近代工業(yè)的不斷發(fā)展，砷污染已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的世界問(wèn)題。近年來(lái)，對(duì)于砷離子去除的技術(shù)發(fā)展迅速。本文章主要簡(jiǎn)要介紹了幾種砷離子去除技術(shù)的基本原理、反應(yīng)機(jī)理、特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 砷污染 混凝 沉淀 離子交換 反滲透

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1砷污染的概況

地球地質(zhì)原因造成的污染和人類活動(dòng)原因造成的污染，這兩種污染是由砷引起的環(huán)境水污染，第一種稱為地方性飲用水砷污染，第二種則是人為排放砷污染。

（1）天然水砷污染。砷廣泛存在自然界中，主要以三硫化二砷、二硫化砷、硫砷化鐵等砷的硫化物形式存在。砷常常也存在于非無(wú)色的金屬硫化礦中。全世界上有大約4萬(wàn)噸的砷是通過(guò)含砷巖礦進(jìn)入生物圈的。

（2）人為因素造成的砷污染人為引起砷污染源來(lái)污染燃煤、金屬生產(chǎn)、礦冶、自水污染和食物污染。很多工業(yè)部門在他們生產(chǎn)過(guò)程中釋放含砷三廢。

2砷的介紹

砷是一種重金屬離子，它位于第四周期，是金屬元素和非金屬元素的過(guò)渡期。砷的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)在理論上和現(xiàn)實(shí)中都差別很大。它不但具有金屬元素的性質(zhì)，而且具有非金屬的性質(zhì)。砷作為人體的非必須元素很容易隨著食物和空氣等進(jìn)入人體。砷能以許多形式存在，既包括無(wú)機(jī)物形態(tài)，又包括有機(jī)物形態(tài)。砷的化合物是劇毒，人體攝入少量的砷都有可能造成死亡。三價(jià)砷更是毒于五價(jià)砷，且砷在水中，空氣中和土壤中的含量各有不同。砷也是地殼元素的組成部分之一。

3除砷技術(shù)

3.1混凝法

混凝法是目前在工業(yè)上和生活中使用最為廣泛的一種除砷方法，它具有成本低廉、易于操作、除砷效率高等優(yōu)點(diǎn)，能使處理后的含砷水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)?；炷ǔ榈脑硎抢镁哂袕?qiáng)大吸附能力的混凝劑的吸附作用將砷吸附，轉(zhuǎn)化為沉淀，再通過(guò)過(guò)濾等方式將砷與水分離。達(dá)到除砷的目的。常見(jiàn)的混凝劑有鐵鹽、鋁鹽、比表面積大的粉煤等無(wú)機(jī)物以及一些高分子粘結(jié)劑。在混凝法除砷的過(guò)程中，五價(jià)砷比三價(jià)砷更加容易形成穩(wěn)定的化合物而沉淀，所以在使用混凝法除砷的過(guò)程中，若加入一定量的氧化劑使得三價(jià)砷轉(zhuǎn)化成為五價(jià)砷再沉淀，除砷效果將會(huì)有很大的改良。

3.2沉淀法

投加一定的物質(zhì)使砷離子直接沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾除去砷。通過(guò)加入的物質(zhì)使砷離子發(fā)生沉淀而得到去除。該方法大多數(shù)適用于含砷量較多的廢水處理中，處理后的廢水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，除此之外也可以結(jié)合其他方法達(dá)到除砷的目的。

3.3離子交換法

離子交換法有很多優(yōu)點(diǎn)，操作簡(jiǎn)便，處理量大，分離效果好等優(yōu)點(diǎn)。提高各種物質(zhì)的回收利用，降低成本，并且非常環(huán)保，因此國(guó)內(nèi)外有越來(lái)越多的人開(kāi)始應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外許多報(bào)道顯示，離子交換技術(shù)在處理砷低濃度水中應(yīng)用非常廣泛，許多離子交換劑也應(yīng)運(yùn)而生。例如二氧化鈦。離子交換法的應(yīng)用是我國(guó)在砷處理方面買進(jìn)堅(jiān)實(shí)的一大步，相信未來(lái)的前景會(huì)很好。

3.4反滲透法

反滲透法是利用反滲透膜進(jìn)行除砷的一種方法。反滲透膜可以有選擇的分離三價(jià)砷和五價(jià)砷，并且反滲透法環(huán)保高效。針對(duì)三價(jià)砷和五價(jià)砷含量不同，反滲透的去除率也不同。據(jù)可靠調(diào)查發(fā)現(xiàn)對(duì)五價(jià)砷的去除率在90%以上，對(duì)三價(jià)砷的去除率高達(dá)80%。由于反滲透法除砷受很多因素的影響，比如溫度，pH等。如果這些因素控制得好，去除率將會(huì)更高。該工藝部分技術(shù)還未完全成熟，還需要更深一步的探索和研究。

3.5其他方法

對(duì)于砷的去除還有其他方法，在實(shí)際生產(chǎn)中還可以采用電吸附和三維電極反接去除。一些方法還處于試驗(yàn)階段，現(xiàn)在還并沒(méi)有取得很好的效果，比如膜濾技術(shù)。該技術(shù)還處在試驗(yàn)階段，各種影響因素還沒(méi)完全發(fā)現(xiàn)，最適條件也沒(méi)有研究出來(lái)，所以并沒(méi)有用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。當(dāng)今社會(huì)的主題是環(huán)保，所以環(huán)保節(jié)能的技術(shù)愈發(fā)受人青睞，加上成本低，操作簡(jiǎn)單等，已經(jīng)成為砷離子去除的主題研究。這些技術(shù)大多數(shù)用于廢水中砷離子的去除，而給水中砷離子的去除技術(shù)現(xiàn)在很不成熟，這方面的報(bào)道也很少。除此之外，由于我國(guó)的國(guó)情決定，給水除砷很有必要，將來(lái)一定會(huì)成為一種趨勢(shì)。

4砷污染治理的展望

混凝法具有投資少操作方便的特點(diǎn)，但其有投藥量大，污泥產(chǎn)生量大，在處理水中引入其他物質(zhì)的缺點(diǎn)。吸附法對(duì)砷的吸附能力與吸附劑的表面積、溶液的pH值、溫度、吸附時(shí)間和砷的濃度有關(guān)，傳統(tǒng)的吸附劑吸附容量較低，新型的吸附劑吸附容量較大，但制造工藝復(fù)雜，成本高，尚處于實(shí)驗(yàn)室階段。離子交換法投資高，原水中含其它鹽量較高時(shí)，需對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理，需要酸堿再生，再生廢水必須經(jīng)處理合格后排放，存在環(huán)境污染隱患，細(xì)菌易在床層中繁殖，且離子交換樹(shù)脂會(huì)因氧化而失效?；炷V工藝就具有良好的除砷效果，出水砷的濃度完全符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，且成本低，出水率高，操作簡(jiǎn)單，應(yīng)成為我國(guó)研究發(fā)展的重點(diǎn)方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 凌波，李樹(shù)猷，朱琦平，等.強(qiáng)化飲水除砷劑的研制[J].衛(wèi)生研究，2001，30（3）：155-157.

[2] 許根福.處理高砷濃度工業(yè)廢水的化學(xué)沉淀法[J].濕法冶金，2009，28（1）：12-17.

[3] 郭維華，費(fèi)忠民.水中砷混凝去除機(jī)理的研究[J].蘇州城建環(huán)保學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，8（1）：70-77.

[4] 李艷紅，鄭重，于廣軍，等.幾種除砷劑除砷效果比較[J].內(nèi)蒙古地方病防治研究所，1994，19（增刊）：72.

[5] 曹會(huì)蘭.砷對(duì)人體的危害與防治[J].化學(xué)世界，2003（10）：559-560.

[7] 付慶芫，秦毅紅.無(wú)機(jī)離子交換劑除砷的研究[J].礦冶工程，1995，15（2）.

[8] 蔣偉琴.飲用水除砷技術(shù)研究進(jìn)展[J].科技資訊，2010（11）：8-10.