去除水中的砷

                   去除水中的砷
 
1.  砷
     砷是一种有毒致癌物质，也是致癌、致突变因子，对动物有致畸作用。
砷在水环境中主要以三价和五价两种价态存在。
    单质砷因不溶于水，摄入有机体后不被吸收而完全排出，一般无害；有机砷（除砷化氢的衍生物外），一般毒性较弱；三价砷离子对细胞毒性最强，尤以三氧化二砷的毒性最为剧烈，三价砷进入人体内，可与蛋白质的巯基结合形成特定的结合物，阻碍细胞的呼吸而显毒性作用，而且三价砷对线粒体呼吸作用也有明显的作用；五价砷离子毒性不强，当吸入五价砷离子时，产生中毒症状较慢，要在体内被还原成三价砷后，才发挥其毒性作用。
2.  除砷方法的研究
2.1  混凝沉淀法除砷
     对于处理含砷地表水的饮用水处理工艺主要是采用以投加适量铁盐混凝剂和氧化剂为核心的强化常规处理工艺。饮用水强化常规除砷的机理是先投加氧化剂将可能存在的三价砷氧化成五价砷，再投加适量铁盐混凝剂，形成氢氧化铁与五价砷的共沉淀物，并借助形成的矾花絮体对水中五价砷进行络合吸附，混凝除
砷的pH值保持在6.5— 8之间。
    含砷水源水经采用以上强化除砷工艺，混凝沉淀过滤后的出水可以满足新国
标的要求。袁涛等人在待除砷水中添加活性炭或高岭土对混凝剂的除砷效率无明显增强作用，但采取过滤措施后，砷去除率明显提高，这说明混凝剂水解产物形成的胶体颗粒吸附有砷，同时在pH值较高时铁离子还会产生大量的氢氧化铁胶体，这种胶体具有较大的比表面和较高的吸附能力，能和砷酸根发生吸附共沉淀，使砷的去除率明显提高。
2.2   吸附法除砷
2.2.1  改性沸石吸附
    天然沸石特定的结构决定了它具有较好吸附和离子交换等性质，其具有较大的比表面积，能产生较大的扩散力，故可用作出色的吸附剂。沸石对水中的砷有一定的吸附作用，且经改性的沸石对砷有很强的去除能力。
2.2.2  活性氧化铝吸附
    采用活性氧化铝作吸附剂，利用其高比表面积和不溶性的特性，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。该法是一种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。
2.2.3  新生态MnO2吸附
    新生态MnO2具有较强的氧化性和吸附性，能与水中的砷发生吸附共沉，从而达到除砷的效果。
2.3  与铁共沉法除砷
    砷可以通过与铁吸附共沉来去除，且除砷效果较佳。水中初始铁含量和水中铁砷比对砷去除率有一定的影响。大多数情况下，水中铁含量保持在1.5 mg/L或更高，并且铁砷比至少是20：1，这时，砷去除率通常保持80％ 一95％。某些情况下，在除铁工艺的起始处加入一些铁盐混凝剂，这对于除砷工艺的优化是十分必要的。当pH在5.5—8.5范围内，对除砷效果影响不大，但超出这个范围除砷效果则会大大降低。因此，进水砷含量严重超标的系统可以通过调节pH来增加砷去除率。
2．4 离子交换法除砷
    离子交换法具有能有效回收有价金属的特点，是一种有效的脱砷方法，但是，离子交换法处理费用高，使用有限。
2．5 生物法除砷
    水体中的砷主要是无机砷(砷酸盐和亚砷酸盐)，生物能够蓄积砷，而且也能对其进行氧化和甲基化。
    由于甲基化的砷如甲基砷、二甲基砷、三甲基砷的毒性比无机砷低得多，利用这一特性可采用生物法对含砷废水进行处理。生物法除砷的原理在于某些特殊菌种在培养过程中会产生一种类似于活性污泥的物质，这种物质起絮凝作用，它会与砷结合而形成沉淀，达到除砷的目的。但是，生物法菌种培养周期长，对环境要求苛刻，而且常被用于废水除砷。除砷方法总结，见表1。
表1  砷处理方法简介
    处理方法 简单介绍 优点 缺点
沉淀法 钙沉淀剂，石灰-铝盐，石灰-镁盐，硫酸亚铁-苏打，氢氧化钙-氯化铁等。 工艺简单，投资低 需要大量的化合物，最终产物的处理上有局限性离子交换法 水合锆氧化物充填多孔树脂。
    用海藻酸珠粒-CaCl2和FeCl3溶液处理 可有效地脱除砷 需要进行预处理且成本较高。
    膜分离法 微滤、超滤、纳米过滤和反渗透等 节能、无二次污染，常温操作 成本高，需要大量回流水电解法 以铝或铁作为阴极和阳极生成砷氢氧化物工艺简单，成本低 生成浮渣易造成二次污染。
    吸附法活性铝、活性铝土矿、活性炭、飞灰、中国粘土、赤铁矿、长石、硅灰石等 较为成熟、简单易行 进行预氧化、吸附剂再生，回收上的问题生化法 微生物、植物、海生动物等 较成熟，经济，无二次污染，固定投资资本较高。
沸石是火山熔岩形成的一种架状结果铝硅酸盐矿物质，能构有效的去除水体中的砷。
利用斜发沸石这一特性，对其进行改性，研究改性沸石对水中砷的去除效果。结果表明，经十六烷基三甲基溴化铵改性的斜发沸石对砷有很强的去除能力，在pH 为7-8的条件下，改性沸石的吸附容量可达8.5 mg/g，该方法工艺简单，成本低廉，没有二次污染。
火山石的形成、化学成分以及结构与沸石大致相同，对水体中砷有吸附能力，从而可以通过火山石吸附达到去除水体中砷的目的。
    总而言之，有效的去除饮用水中的砷化物，保障老百姓的饮用水安全，是克兰斯特（北京）科技发展有限公司的首要任务！