專利名稱：海水沖洗赤泥除砷吸附劑的應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種將海水沖洗赤泥作為 除砷吸附劑的應(yīng)用方法。
背暴技術(shù)
砷(包括單質(zhì)和大多化合物)是一種劇毒物質(zhì)，廣泛分布于自然 界的空氣、水和土壤中。砷的化合物是一種具有類金屬特性的原生質(zhì) 毒物，具有廣泛的生物效應(yīng)，己被美國疾病控制中心和國際防癌研究 機(jī)構(gòu)確定為第一類致癌物。地方性砷中毒引起了世界范圍的廣泛關(guān) 注，工業(yè)生產(chǎn)如煉銅、氧化鋅生產(chǎn)、農(nóng)藥廠、玻璃廠和礦山排水等， 都會(huì)產(chǎn)生大量的含砷超標(biāo)廢水。此外，天然地下水和地表水中也含有 砷。目前，除砷措施主要可概括為吸附法、混凝法、直接沉淀法、離 子交換法、萃取法、反滲透法、生物法等。而在這些方法中，吸附法 具有高效、經(jīng)濟(jì)、方便易行等特點(diǎn)，所以在理論研究和實(shí)際應(yīng)用中， 吸附法是運(yùn)用得最為廣泛的方法。在吸附技術(shù)中，目前廣泛采用的吸 附劑主要為活性碳和活性氧化鋁等，這些吸附劑存在著價(jià)格昂貴、吸 附容量低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
赤泥是鋁土礦提取氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中的殘?jiān)?，具有高堿性、高含 水量的特點(diǎn)，因其外觀呈紅色而被稱為"赤泥"，赤泥主要組分為氧
化鐵、氧化鋁、氧化鈦等金屬氧化物，經(jīng)過處理后可作為很好的除砷 吸附劑。本發(fā)明以赤泥為原料，采用海水沖洗的赤泥作為水質(zhì)除砷吸 附劑，該吸附劑制備簡(jiǎn)單、清潔無害、價(jià)格低廉、吸附容量高，用于 除砷后可用堿液再生。用赤泥作為吸附材料，可以變廢為寶，有益于 環(huán)境保護(hù)。其主要技術(shù)內(nèi)容為將海水沖洗赤泥作為吸附劑用于去除 水中砷的陰離子，將待處理水樣調(diào)節(jié)至中性或偏酸性可提高除砷能 力，增加鈣離子濃度可提高其吸附處理效果，吸附后的吸附劑采用氫
氧化鈉(NaOH)溶液進(jìn)行再生。
海水沖洗赤泥制備及其應(yīng)用方法如下
1、 海水沖洗赤泥制備方法
① 10g赤泥加入1000ml海水，將赤泥懸濁液在磁力攪拌器上攪 拌兩小時(shí)。
② 靜置半小時(shí)，將上清液去除。
③ 加入海水，繼續(xù)攪拌兩小時(shí)，如此反復(fù)多次，至赤泥懸濁液 pH值為7左右時(shí)停止攪拌，靜置后將上清液去除。
將赤泥用離心機(jī)分離，然后100度烘干。
⑤烘干后的赤泥研磨過80目篩分，用作吸附試驗(yàn)。
2、 除砷方法
靜態(tài)除砷方法取一定體積某種濃度的含砷水，如水樣堿性，則 調(diào)節(jié)pH值至中性或弱酸性，按吸附劑與水中砷質(zhì)量比為5000: l投 加海水沖洗赤泥，攪拌4小時(shí)，靜置沉降，上清液為被處理含砷液。水中鈣離子可顯著提高吸附處理效果，如原水中存在鈣離子或投加適 量鈣的可溶性鹽類，可減少吸附劑投加量。
動(dòng)態(tài)除砷方法:取粒徑為30目一100目吸附劑填充于內(nèi)徑為2cm 的吸附柱內(nèi)，柱內(nèi)吸附層高10cm。將待處理含砷水從柱頂部勻速加 入柱內(nèi)，待底部含砷超過允許出水濃度則停止進(jìn)水，將吸附劑再生后 重新裝填運(yùn)行。
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明
除砷實(shí)例1 (靜態(tài))
取1000ml含五價(jià)砷(As (V)) 0.5mg/L、 f丐離子20mg/L、 pH=7 的待處理水樣，投加海水沖洗赤泥2.5g，在25度條件下以400r/min 的轉(zhuǎn)速振蕩4小時(shí)，離心取上清夜測(cè)定As (V)含量低于0.05mg/L， 吸附去除率達(dá)98%。
除砷實(shí)例2 (動(dòng)態(tài))
將含五價(jià)砷(As (V)) 0.5mg/L、鈣離子20mg/L、 pH=7的待處 理水樣以lml/min的流速連續(xù)通過內(nèi)徑2cm、吸附層高10cm的吸附 柱，流出水樣1000毫升，出水含砷量仍未超過0.05mg/L。
3、吸附劑再生方法
將吸附分離后的吸附劑放入0.2M氫氧化鈉溶液，每克吸附劑的 氫氧化鈉溶液用量為20ml，混合液攪拌4小時(shí)，離心分離，再生吸 附劑用蒸餾水洗滌三次，烘干研磨過80目篩分，重復(fù)利用。
權(quán)利要求
1. 海水沖洗赤泥除砷吸附劑的應(yīng)用方法，其特征在于采用以海水對(duì)赤泥進(jìn)行沖洗制備的材料作為吸附劑用于去除水中含砷的陰離子，并采用氫氧化鈉(NaOH)溶液再生。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制備的吸附劑，其特征在于也可用于去除水中Fˉ、 PO43-等陰離子。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制備的吸附劑，用于去除水中含砷的陰離子，其特征在于最佳使用pH值范圍是3 7,吸附反應(yīng)平衡時(shí)間為4小時(shí)，增加鈣離子濃度可提高該吸附劑吸附處理效果。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的再生方法，其特征在于NaOH的最佳濃度為0.1 0.6mol/L,最佳的再生反應(yīng)時(shí)間為2 4小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及將海水沖洗赤泥作為除砷吸附劑的應(yīng)用方法。其主要技術(shù)特征在于以鋁土礦提取氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中的殘?jiān)嗄酁樵?，采用海水沖洗制備的材料作為水質(zhì)除砷吸附劑，吸附后用堿液再生。該吸附劑價(jià)格低廉、制備簡(jiǎn)單、清潔無害、除砷率高。將待處理水樣調(diào)節(jié)至偏酸性可提高除砷性能，吸附后的吸附劑采用氫氧化鈉(NaOH)溶液進(jìn)行再生。該吸附劑可用作廢水和飲用水除砷材料。
文檔編號(hào)C02F1/28GK101205088SQ200610165428
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者張書武, 欒兆坤, 王艷青, 賈智萍 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心