铁粉与石英砂对高砷地下水的除砷研究_蒋晓凤

StudyonarsenicremovingfromhigharsemicgroundwaterbyusingmixedironpowderandquartzsandJiangXiaofeng，ShengMei（DepartmentofEnvironmentalEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China）铁粉与石英砂对高砷地下水的除砷研究蒋晓凤，盛梅（华东理工大学环境工程系，上海200237）［摘要］研究铁粉的除砷效果，考察铁粉与石英砂的质量比对除砷效果的影响。结果表明，采用m（铁粉）∶m（石英砂）=2.0∶100的填料能有效去除高砷地下水中的砷，出水总砷质量浓度＜50μg/L。该方法高效、经济，具有良好的应用前景。［关键词］高砷地下水；除砷；铁［中图分类号］X703.1［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2009）12-0026-02Abstract：Theremovingefficiencyofarsenicfromhigharsenicgroundwaterbyusingmixedironpowderandquartzsandhasbeenstudied.Theeffectofmassratioofironpowderandquartzsandontheremovalefficiencyofarsenichasbeeninvestigated.Itshowsthatarsenicingroundwatercontaininghigharseniccanberemovedefficiently，whenthefillingratioofm（ironpowder）∶m（quartzsands）=2.0∶100.Themassconcentrationofarsenicintheeffluentwatercanbelowerthan50μg/L.Themethodiseconomic，highlyefficientandhighlypromising.Keywords：higharsenicgroundwater；arsenicremoving；iron砷是一种有毒致癌物，在人体中聚积到一定量时，会对人体健康造成危害。饮用水中砷含量超标现象往往发生在地下水中〔1〕。我国广大农村地区主要以地下水为饮用水源，许多地区的地下水砷污染现象也非常严重，主要分布于新疆、云南、内蒙古、山西等地的40个县（旗、市），受影响人口约230万人〔2〕。水中除砷的方法有生物法〔3〕、吸附法〔4〕、氧化法〔5〕、膜分离法〔6〕等。日本神户制钢所开发了用于含砷水净化的铁粉，对水中的砷具有很高的去除能力。笔者对采用铁粉与石英砂的混合填料，去除水中砷的效果进行了初步探讨。1试验部分1.1仪器与试剂铁粉；石英砂；1000mg/L的砷标准溶液；模拟高砷水：配制的含总砷质量浓度为202μg/L的自来水；硫脲、抗坏血酸、硝酸等试剂，均为分析纯。AFS-930型双道原子荧光光度计（北京吉天仪器有限公司）；novAA400型原子吸收光谱仪（德国耶拿仪器公司）。1.2分析方法总砷采用氢化物发生－原子荧光光谱法测定，样品采用硫脲和抗坏血酸进行预还原，载流为质量分数2%的HNO3，还原剂为质量分数1.5%的KBH4+质量分数为1.0%的KOH溶液。铁离子采用火焰原子吸收光谱法测定。1.3试验方法利用市售饮用水瓶（550mL规格）作为反应罐，装入100g石英砂，并按质量比混入铁粉。模拟高砷水自上向下通过铁粉与石英砂填料，流量控制为1L/h。除砷装置见图1。2结果与讨论2.1铁粉与石英砂对砷的去除将2.0g铁粉和100g石英砂混匀装入饮用水瓶（瓶口朝下），模拟高砷水以1L/h的流量通过填第29卷第12期2009年12月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．29No．12Dec.，200926——工业水处理2009－12，29（12）料。在不同出水体积点取出水水样，测定总砷浓度和铁浓度。同时做空白试验，即填料为100g石英砂，不混有铁粉。试验结果如图2所示。石英砂对砷也有一定的吸附去除作用，加入铁粉可以大大提高其对砷的去除效果，使得出水砷质量浓度＜50μg/L，达到《生活饮用水水质标准》（GB5749—2006）中农村小型集中式供水和分散式供水对砷限值的要求。铁粉具有很高的除砷能力，这是因为铁粉溶出的铁离子与水中的砷酸根离子反应生成砷酸铁结晶，并在铁粉表面固定加以除去。2.2m（铁粉）∶m（石英砂）对除砷的影响分别取1.0、2.0、3.0g铁粉与100g石英砂混匀作为填料，考察不同质量比对除砷效果的影响，以及对铁离子泄漏量的影响，试验结果