CN101139150A - 预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法 - Google Patents
预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101139150A CN101139150A CNA2007100726579A CN200710072657A CN101139150A CN 101139150 A CN101139150 A CN 101139150A CN A2007100726579 A CNA2007100726579 A CN A2007100726579A CN 200710072657 A CN200710072657 A CN 200710072657A CN 101139150 A CN101139150 A CN 101139150A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arsenic
- underwater
- preoxidized
- composite
- iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
预氧化－复合电解去除地下水中砷的方法，它涉及一种去除地下水中砷的方法，属于水处理技术领域。它克服了纯的零价铁比较贵，而且纯的零价铁的腐蚀速度比较慢，限制了砷在零价铁上的吸附的缺陷。本发明包括如下步骤：利用臭氧、高铁酸钾、高锰酸钾、H2O2、光催化氧化试剂或Fenton试剂对含砷地下水进行预氧化，从而把As(III)转化为As(V)；经过预氧化的水通过含有铸铁屑和炭粒的滤床，预氧化阶段剩余的氧化剂促进本步骤的反应。
Description
技术领域
本发明涉及一种去除地下水中砷的方法，属于水处理技术领域。
背景技术
地下水是我国城市和工农业用水的主要水源，在我国新疆、内蒙古、陕西、贵州、吉林、宁夏、青海等省份的一些城市都不同程度地存在着饮用水中砷超标的问题，发展高效、价廉的方法去除地下水中的砷已经是亟待解决的问题。
目前常用的水中除砷工艺可以分为离子交换法、反渗透法、混凝沉淀法和吸附法。由于其他会与砷竞争的离子浓度通常远远高于砷的浓度，离子交换法用于砷的去除通常效率不高。反渗透工艺可以把砷的浓度降到10μg/L，但是该工艺成本非常昂贵，而且经常需要预处理以去除会导致膜结垢的物质。虽然混凝沉淀法简便、易于实施，如与氧化剂相配合，还可同时去除水中的As(III)和As(V)，但该法很难把水中砷的浓度降到达标排放，而且会产生大量的含砷废渣，造成对环境的二次污染。吸附法在处理含砷量较低的饮用水时，具有处理效率高、吸附干扰小等优点，而且吸附剂可以再生重复使用，不会对环境造成二次污染，缺点是作用时间较长，处理费用较高等问题。
活性氧化铝是常用的砷吸附剂，但是活性氧化铝作为吸附剂有如下缺点：一是活性氧化铝在吸附饱和后需要再生，再生液会产生而且需要进一步处理，而且每一次再生都会丧失一部分吸附能力；二是通常在酸性条件下活性氧化铝对砷的去除效果才比较好，但是在酸性条件下，活性氧化铝常常有比较大的溶解度，水中微量的铝离子对人体有害，会引起神经退化方面的疾病。国外已经有研究者利用纯的零价铁来修复被砷污染的地下水，但是纯的零价铁比较贵，而且纯的零价铁的腐蚀速度比较慢，限制了砷在零价铁上的吸附。铸铁屑主要来源于加工厂的废弃物，如锉屑、切屑、刨屑和Fe粉末等，价廉易得，而且铸铁屑中的Fe3C可以作为阴极促进铁的腐蚀反应。已经有研究显示单位重量的铁腐蚀新生成的铁氧化物比一些老化的铁氧化物，如四方纤铁矿和针铁矿，具有更高的吸附容量。但是国内外利用铸铁屑去除水中的砷还鲜见报道，而利用预氧化作为铸铁屑吸附砷的前处理工艺国内外都还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，以克服纯的零价铁比较贵、腐蚀速度比较慢从而限制了砷在零价铁上的吸附的缺陷。本发明包括如下步骤：一、利用臭氧、高铁酸钾、高锰酸钾、H2O2、光催化氧化试剂或Fenton试剂对含砷地下水进行预氧化，从而把As(III)转化为As(V)；二、经过预氧化的水通过含有铸铁屑和炭粒的滤床，预氧化阶段剩余的氧化剂促进本步骤的反应。
当经过预氧化的含砷地下水通过含有铸铁屑和炭粒的滤床时，铸铁屑中的纯铁作为阳极，碳化铁及杂质作为阴极，会发生微电解反应。而往铸铁中投加的炭粒可作为宏观阴极材料，与铸铁屑组成宏观电池，发生宏电解反应。由于复合电解反应的发生，铸铁屑表面会生成一些铁氧化物，炭粒表面也可能会被铁氧化物包裹，这些铁氧化物对水中的As(V)亲和力比较强，可以把水中的As(V)有效去除。本发明采用氧化剂把As(III)氧化成As(V)，降低了As的毒性并且可以促进As在铁氧化物表面的吸附。碳化铁及杂质的存在和炭粒的投加可以加剧零价铁的腐蚀反应和表面铁氧化物的生成，从而解决零价铁单独用于砷的吸附受到腐蚀速率限制的问题。本方法具有投资成本小、操作简单、工作可靠等优点，铸铁屑不需回收、不需外加电源、不需复杂的处理装置，是一种很有发展前途的除砷工艺。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式由如下步骤组成：一、利用臭氧、高铁酸钾、高锰酸钾或H2O2对含砷地下水进行预氧化，从而把As(III)转化为As(V)；二、经过预氧化的水通过含有铸铁屑和炭粒的滤床，预氧化阶段剩余的氧化剂促进本步骤的反应。
铁炭层上方和下方利用沙砾作为辅助填料层。水与氧化剂的接触时间控制在5-15分钟，而水在铁炭滤床中的水力停留时间根据水中砷浓度的不同可控制在5-60分钟。铸铁屑和炭粒使用之前要清洗，去除表面的污染物。铸铁屑与炭粒的混合比例为20-50∶1(重量比)或体积比1∶1-2∶1。铸铁屑和炭粒的粒径应控制在0.3-5mm，以增加腐蚀微电池的数量，控制腐蚀微电池的阴、阳极的电流密度，加快界面上的电化学反应的速度。去除地下水中的砷主要利用的是铁屑腐蚀后表面的铁氧化物对As(V)的强大的吸附能力、腐蚀过程中产生的铁离子和亚铁离子对As(V)的混凝作用以及铸铁屑的过滤作用。
所述氧化剂还可以是光催化氧化试剂或Fenton试剂，所述炭粒可以是活性炭、焦炭、石墨、粉煤灰和木炭中的一种或任意几种的混合物。通过利用铸铁和炭粒的混合物可以加剧铁的腐蚀速度，提高铁对污染物的去除效率，还能维持铁屑之间有一定的空隙率，防止铁屑结块，保持良好的水力条件。此外投加的炭粒还有一定的吸附能力，可以促进砷的去除。
具体实施方式二：本实施方式与实施方式一的不同之处是地下水在进入铁炭滤床之前要曝气，增加水中氧气的浓度，以促进铁的腐蚀和砷的吸附。
具体实施方式三：本实施方式与实施方式一的不同之处是地下水在进入铁炭滤床之前调解pH在3-6的范围内，以促进铁的腐蚀和砷的吸附。
具体实施方式四：本实施方式与实施方式一的不同之处是地下水在进入铁炭滤床之前投加Cl-，Cl-的浓度控制在10-4-10-2mol/L之间，以促进铁的腐蚀和砷的吸附。
具体实施方式五：本实施方式与实施方式一的不同之处是地下水在进入铁炭滤床之前投加Fe2+，Fe2+的浓度控制在10-4-10-2mol/L之间，以促进铁的腐蚀和砷的吸附。
具体实施方式六：本实施方式与实施方式一的不同之处是铸铁屑在与炭粒混合之前跟Fe3O4以0.5∶1-2∶1的比例混合并研磨，然后把表面覆盖了一层Fe3O4的铸铁屑与炭粒混合，并加入铁炭滤床。
具体实施方式七：本实施方式与实施方式一的不同之处是铸铁屑在使用之前需磨碎、筛分并采用酸或碱进行清洗、活化，而且铸铁屑的粒径应控制在1.0-2.0mm。
具体实施方式八：本实施方式与实施方式一的不同之处是控制铸铁屑和炭粒的混合比例，以使得复合电解反应速率最大并防止在运行过程中堵塞，控制炭粒：铸铁屑体积比为0.5∶1-2∶1。
Claims (10)
1.预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于它包括如下步骤：一、利用臭氧、高铁酸钾、高锰酸钾、H2O2、光催化氧化试剂或Fenton试剂对含砷地下水进行预氧化，从而把As(III)转化为As(V)；二、经过预氧化的水通过含有铸铁屑和炭粒的滤床，预氧化阶段剩余的氧化剂促进本步骤的反应。
2.根据权利要求1所述的预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于步骤二中投加作为催化剂的磁铁矿、Cl-或Fe2+。
3.根据权利要求1所述的预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于步骤二中的炭粒是活性炭、焦炭、石墨、粉煤灰和木炭中的一种或任意几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于步骤一后，地下水在进入铁炭滤床之前要曝气，增加水中氧气的浓度。
5.根据权利要求1所述的预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于步骤一后，地下水在进入铁炭滤床之前调解pH在3-6的范围内。
6.根据权利要求1所述的预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于步骤一后，地下水在进入铁炭滤床之前投加Cl-，Cl-的浓度控制在10-4-10-2mol/L之间。
7.根据权利要求1所述的预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于步骤一后，地下水在进入铁炭滤床之前投加Fe2+，Fe2+的浓度控制在10-4-10-2mol/L之间。
8.根据权利要求1所述的预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于铸铁屑在与炭粒混合之前跟Fe3O4以0.5∶1-2∶1的比例混合并研磨，然后把表面覆盖了一层Fe3O4的铸铁屑与炭粒混合，并加入铁炭滤床。
9.根据权利要求1所述的预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于铸铁屑在使用之前需磨碎、筛分并采用酸或碱进行清洗、活化，而且铸铁屑的粒径应控制在1.0-2.0mm。
10.根据权利要求1所述的预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法，其特征在于炭粒：铸铁屑体积比为0.5∶1-2∶1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100726579A CN100567181C (zh) | 2007-08-15 | 2007-08-15 | 预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100726579A CN100567181C (zh) | 2007-08-15 | 2007-08-15 | 预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101139150A true CN101139150A (zh) | 2008-03-12 |
| CN100567181C CN100567181C (zh) | 2009-12-09 |
Family
ID=39191284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2007100726579A Expired - Fee Related CN100567181C (zh) | 2007-08-15 | 2007-08-15 | 预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100567181C (zh) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101920188A (zh) * | 2010-06-12 | 2010-12-22 | 华中农业大学 | 一种锰矿改性方法及在地下水渗透反应墙除砷中的应用 |
| CN101734761B (zh) * | 2008-11-18 | 2011-11-09 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种电压补偿式地下水还原性污染修复的方法 |
| CN101734760B (zh) * | 2008-11-18 | 2011-12-14 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种电解产氢的地下水还原性污染修复的方法 |
| CN102633346A (zh) * | 2012-05-07 | 2012-08-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种o3与活性炭联用去除水中砷的方法 |
| CN103342410A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-10-09 | 中山大学 | 一种强化零价铁除砷的水处理方法 |
| CN103894240A (zh) * | 2014-04-01 | 2014-07-02 | 李灏呈 | 一种砷中毒选择性催化还原脱硝催化剂的再生方法 |
| CN103922458A (zh) * | 2014-05-05 | 2014-07-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种水中微量砷的去除方法 |
| CN104591453A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-06 | 云南昆钢水净化科技有限公司 | 降解纳滤浓盐水中cod的方法 |
| CN104030405B (zh) * | 2014-06-25 | 2015-06-10 | 中国地质大学（武汉） | 一种电化学强化砂滤罐除砷方法 |
| CN104773878A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-15 | 韶关朗润环保科技有限公司 | 一种去除污水中微量铊的方法 |
| CN105016436A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-11-04 | 中国环境科学研究院 | 一种磁场强化铁碳除砷的方法 |
| CN106001096A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-10-12 | 湖南恒凯环保科技投资有限公司 | 一种基于高铁酸盐氧化共沉淀的砷污染土壤的修复方法 |
| CN106396029A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-02-15 | 昆明冶金研究院 | 一种scr催化剂的除砷方法 |
| CN106517478A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-03-22 | 同济大学 | 一种提高零价铁还原去除污染物的方法 |
| CN106621167A (zh) * | 2016-12-25 | 2017-05-10 | 中南林业科技大学 | 一种电场协同稳定化处理多价态含砷废渣的工艺及系统 |
| CN106865732A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-20 | 常州大学 | 一种高铁酸钾/活性炭联合处理邻苯二甲酸酯废水的方法 |
| CN109393298A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-01 | 江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司 | 一种米糠中重金属脱除方法 |
| CN109607704A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-12 | 内蒙古科技大学 | 以稀土尾矿为原料的多元催化铁碳微电极填料及其制备方法与应用 |
| CN109626547A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-16 | 中南大学 | 一种使用亚铁离子催化氧化高浓度三价砷的方法 |
| CN111960569A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-20 | 安徽省环境科学研究院 | 一种基于零价铁的废水中硝酸盐处理方法 |
| CN113860474A (zh) * | 2021-11-10 | 2021-12-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种生物炭协同Fe(II)和溶解氧去除中性工业废水中重金属的方法 |
-
2007
- 2007-08-15 CN CNB2007100726579A patent/CN100567181C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101734761B (zh) * | 2008-11-18 | 2011-11-09 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种电压补偿式地下水还原性污染修复的方法 |
| CN101734760B (zh) * | 2008-11-18 | 2011-12-14 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种电解产氢的地下水还原性污染修复的方法 |
| CN101920188B (zh) * | 2010-06-12 | 2012-04-18 | 华中农业大学 | 一种锰矿改性方法及在地下水渗透反应墙除砷中的应用 |
| CN101920188A (zh) * | 2010-06-12 | 2010-12-22 | 华中农业大学 | 一种锰矿改性方法及在地下水渗透反应墙除砷中的应用 |
| CN102633346A (zh) * | 2012-05-07 | 2012-08-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种o3与活性炭联用去除水中砷的方法 |
| CN103342410B (zh) * | 2013-07-25 | 2015-03-25 | 中山大学 | 一种强化零价铁除砷的水处理方法 |
| CN103342410A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-10-09 | 中山大学 | 一种强化零价铁除砷的水处理方法 |
| CN103894240A (zh) * | 2014-04-01 | 2014-07-02 | 李灏呈 | 一种砷中毒选择性催化还原脱硝催化剂的再生方法 |
| CN103894240B (zh) * | 2014-04-01 | 2016-01-20 | 李灏呈 | 一种砷中毒选择性催化还原脱硝催化剂的再生方法 |
| CN103922458A (zh) * | 2014-05-05 | 2014-07-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种水中微量砷的去除方法 |
| CN104030405B (zh) * | 2014-06-25 | 2015-06-10 | 中国地质大学（武汉） | 一种电化学强化砂滤罐除砷方法 |
| CN104591453A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-06 | 云南昆钢水净化科技有限公司 | 降解纳滤浓盐水中cod的方法 |
| CN104773878A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-15 | 韶关朗润环保科技有限公司 | 一种去除污水中微量铊的方法 |
| CN105016436A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-11-04 | 中国环境科学研究院 | 一种磁场强化铁碳除砷的方法 |
| CN106001096A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-10-12 | 湖南恒凯环保科技投资有限公司 | 一种基于高铁酸盐氧化共沉淀的砷污染土壤的修复方法 |
| CN106517478A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-03-22 | 同济大学 | 一种提高零价铁还原去除污染物的方法 |
| CN106517478B (zh) * | 2016-10-18 | 2019-11-29 | 同济大学 | 一种提高零价铁还原去除污染物的方法 |
| CN106396029A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-02-15 | 昆明冶金研究院 | 一种scr催化剂的除砷方法 |
| CN106621167A (zh) * | 2016-12-25 | 2017-05-10 | 中南林业科技大学 | 一种电场协同稳定化处理多价态含砷废渣的工艺及系统 |
| CN106621167B (zh) * | 2016-12-25 | 2019-04-09 | 中南林业科技大学 | 一种电场协同稳定化处理多价态含砷废渣的工艺及系统 |
| CN106865732A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-20 | 常州大学 | 一种高铁酸钾/活性炭联合处理邻苯二甲酸酯废水的方法 |
| CN109393298A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-01 | 江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司 | 一种米糠中重金属脱除方法 |
| CN109626547A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-16 | 中南大学 | 一种使用亚铁离子催化氧化高浓度三价砷的方法 |
| CN109607704A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-12 | 内蒙古科技大学 | 以稀土尾矿为原料的多元催化铁碳微电极填料及其制备方法与应用 |
| CN111960569A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-20 | 安徽省环境科学研究院 | 一种基于零价铁的废水中硝酸盐处理方法 |
| CN113860474A (zh) * | 2021-11-10 | 2021-12-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种生物炭协同Fe(II)和溶解氧去除中性工业废水中重金属的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100567181C (zh) | 2009-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100567181C (zh) | 预氧化-复合电解去除地下水中砷的方法 | |
| Li et al. | Removal of chloride from water and wastewater: removal mechanisms and recent trends | |
| CN101811793B (zh) | 一种含铬废水的预处理工艺 | |
| CN100429155C (zh) | 一种三维电极反应器的粒子电极催化剂填料及其制备方法 | |
| CN106698764A (zh) | 去除化学镀镍废水中磷和镍的方法及处理系统 | |
| WO2015109899A1 (zh) | 一种快速高效去除水体中重金属的方法 | |
| CN102101733B (zh) | 铁屑电解与电化学工艺处理电镀综合废水的方法 | |
| CN101920188B (zh) | 一种锰矿改性方法及在地下水渗透反应墙除砷中的应用 | |
| CN109626672A (zh) | 基于电化学和树脂组合工艺深度处理废水中硝态氮方法 | |
| CN101863564B (zh) | 基于树脂和沸石的饮用水源水深度净化处理方法 | |
| CN101700949B (zh) | 垃圾渗滤液净化工艺方法 | |
| CN102910707B (zh) | 一种活性炭篮作阳极电化学降解有机废水的方法及装置 | |
| CN102583679A (zh) | 一种混凝剂可循环使用的石化废水生化尾水处理方法 | |
| CN102295328B (zh) | 铁炭微电解装置 | |
| CN210176671U (zh) | 一种高盐高浓度难降解有机废水处理设备 | |
| Sahu et al. | Utilization of ferrous slags as coagulants, filters, adsorbents, neutralizers/stabilizers, catalysts, additives, and bed materials for water and wastewater treatment: A review | |
| CN101007671A (zh) | 一种用于难降解工业废水微电解处理的粉状微电极 | |
| Fu et al. | Three-dimensional electro-Fenton oxidation of landfill leachate concentrates using MnO2-doped TiO2-coated granular activated carbon as catalytic particle electrodes | |
| CN103043834A (zh) | 稀土冶炼废水处理工艺 | |
| CN105540946A (zh) | 一种含铊重金属废水微电解处理除铊工艺 | |
| CN1328181C (zh) | 电化学催化氧化污水处理器 | |
| CN104030428A (zh) | 一种工业废水深度处理的催化过氧化氢氧化方法 | |
| CN111333235A (zh) | 一种垃圾渗滤液处理系统和工艺 | |
| CN206915891U (zh) | 去除化学镀镍废水中磷和镍的处理系统 | |
| CN211999245U (zh) | 一种含砷有机废水处理系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091209 Termination date: 20120815 |