CN109289783B - 利用大蒜秸秆废弃物制备除砷复配吸附材料及使用方法 - Google Patents

利用大蒜秸秆废弃物制备除砷复配吸附材料及使用方法 Download PDF

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Abstract

一种利用大蒜秸秆废弃物制作除砷复配吸附材料及使用用方法，属于净水材料领域。本发明采集大蒜秸秆废弃物，洗净晒干、粉碎、筛分，得到颗粒物；将颗粒物于水中，反复浸泡换水、沥干后；再于食品级无机酸或小分子量有机酸中浸泡，反复操作5轮之后，将处理得到的颗粒材料分为两份，一份烘干，另一份不烘干，将不烘干的颗粒材料浸泡于含有高价金属离子的水中，反复操作5轮之后，沥干后再烘干。两份不同的颗粒材料按照质量比1：1～10的比例进行均匀混合筛分成平均粒度为2mm粗细的颗粒物，即可得到能够一次性除砷的复配吸附材料。取含砷地下水，在通氧条件下按照比例至少为1g/L或1kg/m3反复3次添加复配吸附材料，搅拌分散，每次反应30分钟以后，即可获得除砷达标的饮用水。

Description

利用大蒜秸秆废弃物制备除砷复配吸附材料及使用方法
技术领域
本发明涉及一种地下水中微量砷的深度净化技术，具体地是利用大蒜废弃物作基础本原料，负载高价金属离子而制作的吸附材料，采用直接投放式的吸附方法实现水中微量砷的吸附净化。
技术背景
砷，属于元素周期表中第15族，与氮、磷、锑、铋同族。它在自然界中常以+3价态和+5价态形式存在，具体以其氧阴离子形式存在：AsO3 3-和AsO4 3-。其中，+3价态的无机砷比+5价态的砷毒性更大(小白鼠试验LD50值约差50倍以上)。而至于有机砷，譬如海产品体内含有的砷，多以有机砷化合物形式存在，基本属于无毒的。因此，自然界中无机形态的砷，乃是毒物危害防治的重点对象。可溶性的砷化合物可以致人中毒，如长时间摄入低微浓度的砷，会诱发皮肤癌、肺癌、膀胱癌、肾癌等。由于砷在地壳中属于相对丰量的元素，其地壳中的平均含量大约为1.5mg/kg，因此全球各国很多地区的土壤或地下水中经常发现含有较高浓度的砷。水中的砷超标问题，既可能通过大自然演变造成，比如天然矿物溶解于水、火山喷发带出砷，也可能是冶金、采矿、石化精炼、燃煤燃油等过程引起。
在砷引起的污染中，有一类污染影响广泛、容易为人忽视的，乃是地下水含砷引起的地方性病症。在孟加拉国、尼泊尔、印度、中国等国家，许多地区汲取含砷的地下水供作饮用，因此导致当地居民发生严重的砷害病。在中国，据调查研究估测，仍然有近2000万人口受到含砷地下水的危害，主要集中在内蒙古河套地区、山西大同及运城地区、东北松嫩平原、西北地区等，因此，采取有效的措施降低水中砷的含量，达到安全饮用标准，对保障我国仍然以含砷地下水作饮用水源地区的人们而言，具有重要的实际意义。
目前从地下水中脱除砷的方法，经济有效的方法主要有沉淀絮凝法、吸附法等。以三价铁盐水解沉淀，新形成的氢氧化铁胶体具有发达的表面，可以将水中的微量砷通过混凝、吸附等作用脱除。该方法具有简单、易行的优点，但是较难脱除达到安全标准要求的深度。吸附法在处理这类微量有毒元素的净化方面，具有突出的优势。常见的有无机吸附材料，采用沸石、凹凸土、麦饭石、蛭石、滑石等，但是吸附容量偏小等缺点也比较突出；为了提高吸吸附效果，也有以其作为基本原料，通过浸渍、吸附、烧结等方法负载高价金属离子或者纳米粒子的方法，来实现其较好的脱砷效果；有用阴离子交换树脂的，也有负载纳米高价金属水氧化物粒子而显著提升其吸附脱砷效果的做法，但是都普遍存在对水的预处理要求苛刻、材料生产成本较高、日常使用维护的问题，因此也在一定程度上限制了该材料的推广应用。因此，如何选择合适的基体材料用作负载高价金属离子的材料，具有重要的意义。
由于地下水中的砷可能以+3价态和+5价态形式存在，其适合被吸附脱除的最佳pH范围区间明显不一样，前者主要偏向于在6～9之间的弱碱性区间，后者主要偏向于在3～5之间的弱酸性区间，因此，同一种吸附材料，往往难以同时兼顾对两种价态砷的吸附脱除效果。常常采取的措施是将三价砷氧化成五价态，并调节pH值在弱酸性区间，从而实施吸附操作来实现对砷的吸附脱除。可见，以上现象的存在，乃是自然界中地下水含砷问题较难解决的关键所在。由于变价态及调控pH问题，都事涉较为专业的要求，还有商业化实施时必要考虑的净化成本等因素，因此，经济、高效、安全的脱除地下水中微量砷的先进技术并已经实现商业化运行使用的，还是较少。
现有的技术开发中，有一种制作脱砷材料的思路，是值得认真评析的。即，将氧化、吸附等诸多功能都集成到一个材料上来，从而实现砷的高效分离脱除。这个设计理念是值得推崇的(将多种反应要求都集成在一个材料上面，方便、省事)，但是存在的使用过程的问题也是突出的，其一是集成复合的制作成本较高，因为要将多种反应有机地结合在一个微环境中，常常以牺牲各个反应的一定效率作为代价，即彼此妥协的问题，这样一来，对制作成本而言，往往会提高很多；其二，对系统的组装更换不方便，在实际运行过程中可能出现维护不易，更换费时，长时间顺行的技术要求过高等问题。传统的逐级模块化组装，各级发挥各自的特色优势，承担各自的功能，实现整个系统的功能性指标，虽然在设备投入上较大，但是操作经验丰富，维护技术要求低，跟传统经验结合得更加紧密，从而更利于容易推广应用。但是，纯粹重走老路子，则更加不适于新形势下的净水要求和标准，因此，申请人认为，吸收老路子的优点和合理之处，赋予关键单元以新的功能和性能，则是既稳妥，又高效的解决方案。
发明内容
本发明公开了一种除砷复配吸附材料的生产和使用方法，可以用于地下水中砷的深度净化脱除，从而实现地下淡水资源的充分利用，又消除了砷超标带来的生命健康危害。
一种利用大蒜秸秆废弃物制备除砷复配吸附材料的方法，具体制备步骤如下：
1)取大蒜植株的叶、茎、须、秆、蒂等部位，以水洗涤干净后，晒干备用；
2)将步骤1)晒干后的产物粉碎、筛分，得到粒度小于2mm的颗粒物；
3)将步骤2)所述颗粒物浸泡于水中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地溶解出其中的可溶性小分子组分，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；
4)将步骤3)沥干后的颗粒物浸泡于食品级无机或小分子量有机酸中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可继续下一轮的处理；
5)将步骤4)所述未经烘干的颗粒材料浸泡于含有高价金属离子的水中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；
6)将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：1～10的比例进行均匀混合，然后筛分成平均粒度2mm粗细的颗粒物，即可得到能够一次性除砷的复配吸附材料。
进一步地，步骤2)所述颗粒物和水的液/固质量比控制在1以上；为保证效果，可保持水温在50摄氏度以上；
进一步地，步骤4)所述食品级无机酸为盐酸、硫酸、醋酸，小分子量有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、抗坏血酸中，液/固质量比控制在1以上，为保证效果，可保持水温在60摄氏度以上。
进一步地，步骤5)所述未经烘干的颗粒材料与含有高价金属离子的水溶液液/固质量比控制在1以上，溶液pH控制在5.5以下，为保证效果，可保持水温在35摄氏度以上；所述的高价金属离子主要包括铁、铝、钛、锆、稀土、锡等。
一种如上所述除砷复配吸附材料的使用方法，其特征在于取含砷地下水，按照气流通量至少1ml/s或60ml/min通入O3气体，至少5分钟后，按照质量与单位体积比例至少为1g/L或kg/m3进行施加吸附材料，并予以搅拌分散，如此反应30分钟以后，将水流过一个砂滤装置，所得过滤水按照质量与单位体积比例至少为1g/L或kg/m3进行再次施加吸附材料，并予以搅拌分散，如此反应30分钟以后，如此操作3次以后，即可检测水质含砷浓度，获得脱砷达标的饮用水。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在制定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
具体实施例
实施例1
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级5％盐酸溶液中(液/固质量比控制在1)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于35℃含有0.15mol/L FeCl3溶液中(液/固质量比控制在3)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换FeCl3溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：1的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到能够除砷的复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<5μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例2
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在5)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级2.5％硫酸溶液中(液/固质量比控制在2)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于35℃含有0.10mol/L AlCl3溶液中(液/固质量比控制在3)，溶液pH控制在1.5-2.3，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换AlCl3溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：2的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到能够除砷的复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<5μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例3
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级1mol/L醋酸溶液中(液/固质量比控制在2)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于25℃含有0.10mol/L ZrOCl·8H2O溶液中(液/固质量比控制在3)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：2的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<3μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例4
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于40℃食品级1.58％柠檬酸溶液中(液/固质量比控制在1)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于35℃含有0.25mol/L FeCl3溶液中(液/固质量比控制在3)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换FeCl3溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：3的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<5μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例5
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于30℃食品级5％苹果酸溶液中(液/固质量比控制在2)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于25℃含有0.10mol/L ZrOCl·8H2O溶液中(液/固质量比控制在3)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：1的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体15分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<5μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例6
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于30℃食品级5％乳酸溶液中(液/固质量比控制在2)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于25℃含有0.10mol/L CeCl3溶液中(液/固质量比控制在3)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：2的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为1g/L或1kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为1g/L或1kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应60分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<5μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例7
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于30℃食品级5％苹果酸溶液中(液/固质量比控制在2)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于25℃含有0.10mol/L LaCl3溶液中(液/固质量比控制在3)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：2的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<6μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例8
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于30℃食品级5％酒石酸溶液中(液/固质量比控制在2)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于25℃含有0.05mol/L ZrOCl·8H2O溶液中与含有0.05mol/LCeCl3溶液中(液/固质量比控制在5)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：1的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<3μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例9
采集优质大蒜皮100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于30℃食品级5％盐酸溶液中(液/固质量比控制在2)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于25℃含有0.05mol/L ZrOCl·8H2O溶液中与含有0.05mol/L FeCl3溶液中(液/固质量比控制在5)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：1的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<3μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例10
采集优质大蒜叶100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于1mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于30℃食品级5％盐酸溶液中(液/固质量比控制在2)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于25℃含有0.01mol/L ZrOCl·8H2O溶液中与含有0.05mol/L FeCl3溶液中(液/固质量比控制在5)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：2的比例进行均匀混合，然后筛分成1mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<3μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。
实施例11
采集优质大蒜秸秆100kg，以水洗涤干净后，晒干备用；将其采用粉碎、筛分成粒度小于2mm的颗粒物；将其浸泡于50℃温水中(液/固质量比控制在10)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；取以上物料将其浸泡于30℃食品级5％硫酸溶液中(液/固质量比控制在2)，每间隔2小时，翻动一次，1天之后，换酸液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用。将经历过此轮处理得到的颗粒材料均分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可；然后将其浸泡于25℃含有0.03mol/L TiOSO4溶液中与含有0.05mol/L FeCl3溶液中(液/固质量比控制在5)，溶液pH控制在1.5-2.0，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换溶液继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：2的比例进行均匀混合，然后筛分成2mm平均粒度粗细的颗粒物，即可得到复配吸附材料。
取含砷0.22mg/L的地下水样100升，均匀通入O3气体10分钟后，按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加复配吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，在收集的清水中按照质量与单位体积比例为3g/L或3kg/m3的比例进行施加B吸附材料，并予以搅拌分散，反应30分钟以后，将以上水通过一个砂滤装置，可得到清澈无色、安全达标的饮用水(<3μg/L)，而被拦滤的吸砷材料则被定期收集后，集中处理。
负载了砷的吸附材料，可以按生活垃圾处理，进入垃圾回收系统；在农村边远地区，也可以丢弃在指定的位置，令其自然降解；为保证吸附的砷不再溶失到环境中造成危害，可以将其浸泡在石灰水中，令其形成砷酸钙结晶物而得以固定稳定化；也可以采用氢氧化钠溶液进行浸泡，将其解吸出来的砷用石灰沉淀固定，而吸附材料返回去继续用作脱砷吸附材料。

Claims (4)

1.一种利用大蒜秸秆废弃物制备除砷复配吸附材料的方法，其特征在于具体制备步骤如下：
1)取大蒜植株的叶、茎、须、秆、蒂，以水洗涤干净后，晒干备用；
2)将步骤1)晒干后的产物粉碎、筛分，得到粒度小于2mm的颗粒物；
3)将步骤2)所述颗粒物浸泡于水中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地溶解出其中的可溶性小分子组分，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；
4)将步骤3)沥干后的颗粒物浸泡于食品级无机或小分子量有机酸中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料分为两份，一份经过烘干后，备用，命名为A原料；另一份则不必烘干，将多量的水沥干即可继续下一轮的处理；
5)将步骤4)所述未经烘干的颗粒材料浸泡于含有高价金属离子的水中，每间隔2小时，翻动一次，令其充分地反应，1天之后，换水继续浸泡，如此反复操作5轮之后，沥水至干后备用；将经历过此轮处理得到的颗粒材料经过烘干后，备用，命名为B原料；
6)将以上获得的A原料和B原料，按照质量比1：1～10的比例进行均匀混合，然后筛分成平均粒度2mm粗细的颗粒物，即可得到能够一次性除砷的复配吸附材料；
所述除砷复配吸附材料的使用方法，其特征在于取含砷地下水，按照气流通量至少1mL/s或60mL /min通入O3气体，至少5分钟后，按照质量与单位体积比例至少为1g/L或1kg/m3进行添加吸附材料，并予以搅拌分散，如此反应30分钟以后，将水流过一个砂滤装置，所得过滤水按照质量与单位体积比例至少为1g/L或1kg/m3进行再次添加吸附材料，并予以搅拌分散，如此反应30分钟以后，如此操作3次以后，即可检测水质含砷浓度，获得脱砷达标的饮用水；
步骤5)所述的高价金属离子为铁、铝、钛、锆、稀土、锡。
2.如权利要求1所述利用大蒜秸秆废弃物制备除砷复配吸附材料的方法，其特征在于步骤3)所述颗粒物和水的液/固质量比控制在1以上；保持水温在50摄氏度以上。
3.如权利要求1所述利用大蒜秸秆废弃物制备除砷复配吸附材料的方法，其特征在于步骤4)所述食品级无机酸为盐酸、硫酸、醋酸，小分子量有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、抗坏血酸中，液/固质量比控制在1以上，保持水温在60摄氏度以上。
4.如权利要求1所述利用大蒜秸秆废弃物制备除砷复配吸附材料的方法，其特征在于步骤5)所述未经烘干的颗粒材料与含有高价金属离子的水溶液液/固质量比控制在1以上，溶液pH控制在5.5以下，保持水温在35摄氏度以上。
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