專利名稱：高效除砷復(fù)合吸附劑的制備和應(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，特別涉及一種水處理用除砷吸附劑的制備和與 其相適應(yīng)的除砷應(yīng)用方法。本發(fā)明的除砷吸附劑及配套方法，能有效去除原水中過量的砷， 有效控制凈化水中砷含量。技術(shù)背景砷是一種致癌物，也是一種誘導(dǎo)有機(jī)體突變的物質(zhì)，它能對人體免疫系統(tǒng)產(chǎn) 生危害。天然條件下地下水砷異常富集已經(jīng)威脅世界數(shù)億居民的身體健康。此外，人類生產(chǎn) 技術(shù)活動(dòng)排放的砷進(jìn)入水環(huán)境后，加劇了砷對人體健康的危害。長期飲用高砷水(砷含量大 于50 Pg/L)可導(dǎo)致慢性砷中毒(包括體弱、疲乏、記憶力下降、皮膚角化、指甲凹陷、軀 干色素異常、多發(fā)性神經(jīng)炎、聽覺系統(tǒng)損傷等)，提高人體癌癥(比如皮膚癌、膀胱癌和前 列腺癌等)發(fā)病率。我國大陸受飲用水砷影響的人口達(dá)400萬，且主要集中在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的 西北地區(qū)，比如新疆、內(nèi)蒙古、山西等。降低飲用水砷含量是減少這些癥狀發(fā)病率的根本途 徑。目前，用于水質(zhì)除砷的技術(shù)主要是混凝沉淀技術(shù)和吸附技術(shù)?；炷恋砑夹g(shù)相對較為成 熟，但會(huì)產(chǎn)生大量化學(xué)污泥，這些污泥的處理和處置相對困難，處理不當(dāng)可產(chǎn)生二次污染。 在吸附技術(shù)中，目前采用的吸附劑主要為活性氧化鋁和活性炭等，這些吸附劑存在著價(jià)格昂 貴、吸附容量低或者吸附劑溶出等問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明采用價(jià)格低廉的天然菱鐵礦和天然赤鐵礦為原料，兩種天然礦物材料 按照一定比例混合即可得到所需要的飲用水除砷復(fù)合吸附劑。該復(fù)合吸附劑成本低、清潔無 毒、吸附能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、使用壽命長。其主要技術(shù)內(nèi)容是將天然菱鐵礦和天然赤鐵礦 粉碎，分別得到它們的最佳粒徑，將兩種最佳粒徑的吸附劑以一定比例混合，所得到復(fù)合吸 附劑可有效去除水中砷的陰離子(包括砷酸根和亞砷酸根)。具體實(shí)施方法高效除砷復(fù)合吸附劑的制備和應(yīng)用方法如下1、 高效除砷復(fù)合吸附劑的制備方法采用的天然菱鐵礦由75_80%菱鐵礦、15-20%針鐵礦以及1-5%黃銅礦組成，天然赤鐵 礦由80-86%赤鐵礦、3-5%針鐵礦、1-5%菱鐵礦以及1-5%云母組成。經(jīng)粉碎加工形成最佳 吸附粒徑，其中天然菱鐵礦為0. 10-0. 50 mm，天然赤鐵礦為0. 25-1. 00 mm。高效除砷復(fù)合吸 附劑由0. 10-0. 50 mm天然菱鐵礦顆粒與0. 25-1. 00 mm天然赤鐵礦顆粒均勻混合而成，混合 而成的復(fù)合吸附劑各組分重量百分比為天然菱鐵礦60—80%;天然赤鐵礦20—40%。2、 除砷方法弱酸性，按復(fù)合除砷吸附劑與含砷水質(zhì)量比為1: 500投加復(fù)合吸附劑，每8小時(shí)攪拌2分 鐘，24小時(shí)后靜置沉降，上清液為被處理含砷水。動(dòng)態(tài)除砷方法取復(fù)合吸附劑填充于內(nèi)徑為3 cm的吸附柱內(nèi)，柱內(nèi)吸附層高15 cm 。 將待處理含砷水從柱底部勻速加入柱內(nèi)，待頂部出水含砷超過允許出水濃度則停止進(jìn)水。除砷實(shí)例1 (靜態(tài))取50 mL含五價(jià)砷(As(V)) 1000嗎/L、 Na+ = 0.01 mol/L、 pH =6.8的待處理水樣，投加復(fù)合除砷劑O. 1 g ，在20 。C條件下，靜置24小時(shí)(每8小時(shí) 攪拌2分鐘)，離心取上清液測定As(V)含量為50 pg/L，吸附去除率達(dá)95 %。除砷實(shí)例2 (動(dòng)態(tài))將含五價(jià)砷(As(V)) 1000 Pg/L、 Na+ = 0. 01 mol/L、 pH = 6. 8的 待處理水樣以2.15 mL/min的流速連續(xù)通過內(nèi)徑為3 cm 、吸附層高15 cm的吸附柱，流 出水樣300 L，出水含砷量仍未超過10 4g/L，可作為安全飲用水。
權(quán)利要求
1. 一種飲用水除砷的復(fù)合吸附劑，其特征是至少由天然菱鐵礦和天然赤鐵礦兩種材料組成。
2、 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合吸附劑，其特征在于它是由主要含有碳酸亞鐵且保持一定粒度 的天然菱鐵礦，及由主要含有氧化鐵且保持一定粒度的天然赤鐵礦混合而成，其中各組分 占總重量的百分比為天然菱鐵礦60 — 80% 天然赤鐵礦20 — 40%
3、 如權(quán)利要求2所述的復(fù)合吸附劑，其特征在于所采用的天然菱鐵礦所含菱鐵礦為75-80 o%，針鐵礦為15-20%，黃銅礦為1-5% (均為總量比百分?jǐn)?shù))。
4、 如權(quán)利要求2所述的復(fù)合吸附劑，其特征在于所采用的天然赤鐵礦所含赤鐵礦為80-86 %，針鐵礦為3-5%，菱鐵礦為1-5%，云母1-5% (均為總量比百分?jǐn)?shù))。
5、 如權(quán)利要求2所述的復(fù)合吸附劑，其特征在于所采用各組分物料的粒度為天然菱鐵礦0. 10-0. 50 mm 天然赤鐵礦0. 25-1. 00 mm
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能有效去除飲水中過量砷的復(fù)合吸附材料的制備技術(shù)及其應(yīng)用方法。本發(fā)明采用價(jià)格低廉的天然菱鐵礦和天然赤鐵礦為原料，經(jīng)粉碎使其控制在一定的粒度范圍，再把兩種礦物材料按照一定比例混合即可得到所需要的飲用水除砷復(fù)合吸附劑。該復(fù)合吸附劑的特點(diǎn)是，清潔無害、成本低、砷吸附容量大、除砷率高、性能穩(wěn)定，適應(yīng)于不同規(guī)模的飲用水除砷工藝。該材料可作為過濾器濾料，在20℃，pH＝6.5-7.5，空床接觸時(shí)間為30分鐘條件下除砷效果最佳。
文檔編號B01J20/06GK101274264SQ20071006482
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者郭華明 申請人:郭華明