[发明专利]一种多元复合金属氧化物除砷沉降剂及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于沉降去除湖泊、水库等水中砷等污染物的材料领域，特别涉及以铁氧化物、 锰氧化物、铝氧化物为基础的多元复合金属氧化物除砷沉降剂及应用方法。

背景技术

砷是一种毒性很强的重金属元素，其在环境中存在将对人体、水生动植物等产生严重影 响。此外，含砷水若被用于进行农业灌溉、渔业、景观等功能需求使用时，还有可能通过食 物链富集作用间接地进入人体，并对人体健康造成威胁。为了控制饮用水、粮食、蔬菜、水 果、水生动物(如鱼)等不同途径对人体等造成的砷暴露风险，我国通过标准的形式对不同 水环境中砷浓度限值进行了严格的规定。例如，国家最新饮用水标准规定饮用水中砷最大浓 度必须低于10μg/L；水环境质量标准中要求四类及其以上水体中砷浓度应该低于50μg/L；工 业废水排放标准中规定排放入水体中的工业废水中砷浓度应低于0.50mg/L。

水中砷的去除技术国内外研究的热点与难点问题。近十年来，恒河三角洲地区由于地下 水砷污染导致数千万人通过饮用水途径暴露于砷并有数百万人因此出现砷中毒症状。为此， 许多研究与技术开发工作着眼于饮用水中砷的去除，开发了大量的除砷新技术与新方法，如 吸附、絮凝-沉淀-过滤、絮凝-直接过滤、电渗析、离子交换、膜分离等。在除砷吸附材料上， 开发了活性氧化铝、赤泥、改性活性炭、羟基氧化铁、GFH、READ-As、锰砂、水合锰 氧化物、铁锰复合氧化物/硅藻土等材料。饮用水处理中往往将上述材料装填在吸附柱中，含 砷水流经吸附柱过程中砷污染物得以从水相中吸附去除。

对于湖泊、水库、河流等水体中砷的沉降去除，上述用于去除饮用水中砷的吸附材料虽 然具有吸附砷的能力，但往往存在平衡吸附容量过低、沉降速度过快、吸附反应时间不足、 缺乏适宜的混合等环境水力学条件等问题，从而难以具有明显的除砷效果。申请者前期研究 开发的铁锰复合氧化物/硅藻土除砷吸附材料，有效提高了材料吸附容量及其吸附砷的动力学 反应速度，但仍由于其沉降过快而难以有效沉降去除水中的砷。申请者前期发明的复合氧化 絮凝剂在水中沉降速度能够明显降低，但在除砷过程中对混合、反应的水力学条件要求很高， 对于庞大的湖泊、水库等水体中砷污染控制难以适用。蔡亚岐等人发明的氧化铁-氧化铝复合 纳米材料(专利申请号：CN200710118307.1)能够有效去除水中砷、氟等污染物，且在水体 中沉降速度很低能够有效保证吸附沉降去除砷的反应时间，但材料制备工艺复杂，成本昂贵， 难以在工程实际中大规模推广应用。

因此，针对湖泊、水库等水体的砷污染，开发高效、成本低廉、使用方便、沉降速度适 宜且可在工程中大规模应用的除砷沉降剂，这是目前研究与工程应用中亟需解决的难点问题。

发明内容

本发明的目的之一是针对水中砷污染物，尤其是湖泊、水库等大型水体中砷，提供一种 性能高效、经济可行、易于在工程中应用的多元复合金属氧化除砷沉降剂。

本发明的目的之二是提供多元复合金属氧化除砷沉降剂的制备方法。

本发明的目的之三是提供多元复合金属氧化除砷沉降剂的应用方法。