[发明专利]一种液体吸附剂及治理湖泊水体砷污染的方法

说明书

技术领域

本发明属于水污染的处理，特别是涉及受砷污染的大型水体的吸附剂及处理方法。 

背景技术

砷为周期表中主族元素第V族中的第4周期元素，相对原子质量为74.921。砷和砷的可溶性化合物均有剧毒，通过废水、污染土壤进入食物链的三价亚砷酸盐和五价砷酸盐及氧化物会引发肝、肾及肺癌。水体中的砷除了含砷土壤、岩石的地化反应外，主要来自工业、采矿及冶炼排放的含砷废水及废弃物，如云南阳宗海、大屯海、安徽巢湖、江苏太湖的砷污染。对于大型地表水体砷污染处理，如“一种治理土壤或水体砷污染的方法”(申请号200510100644.9中国发明专利申请公开说明书)用超富集砷的蕨类植物栽培在待治理的土壤或水体中，活化并吸收土壤或水体中的砷，但该方法主要适宜在未受砷污染水体周围土壤预先栽培蕨类植物。在吸附剂研制中，“零价铁对饮用水中砷的去除效率及影响因素”(安全与环境学报p46-49第7卷第4期2007.8)考察了零价铁投放量、接触时间、pH值、D0浓度、温度等对砷去除效率的影响。但所提出的零价铁除了粒径80目，并在50ml具塞锥型瓶振荡器试验中接触反应时间180-200min较长外，零价铁是与其它过渡金属元素构成的混合物，某些水溶性金属元素能在水体中吸收和富集而通过生物链或植物链进入人体引起中毒，对这些额外的杂质元素分离前仍存在水体污染的潜在危险。为了提高吸附材料的除砷能力，″用氯化铁制备含铁的活性炭水解除砷”(V.Fierro等Journal ofHazardous Materials p430-437168(1)2009.8)提出了用活性炭与溶液浓度5M的硝酸在硝酸沸点反应3小时后，转移到溶液浓度3M的盐酸中与三氯化铁溶液一起浸泡2小时，持续温度100℃加热6小时，使吸附在活性炭上的三氯化铁水解成氢氧化铁，形成活性炭和氢氧化铁组成的双吸附剂。对含砷量为0.3115mg/L的井水进行处理的结果显示：该吸附剂可除去井水中94％的砷。但该吸附剂制备工艺复杂，成本高，它不仅需要大量强酸浸渍吸附材料，并且需要将改性的吸附材料水洗至中性并烘干，因此，该方法不适于处理湖泊等大型水体的砷污染。在相关的专利文献中，如“同时从水溶液中除去砷和氟化物的系统和方法”(中国发明专利申请号018151051)其目的是处理工业废水、地表水、地下水、水井水，包括调节pH至5-8，以钙盐除氟，除砷、氟之前加凝结剂、絮凝剂，铁盐浓度为10-1000ppm。但对大型水体，调节pH值是很难充分实现的，而氟化物存在于特定环境，除砷前加入任何试剂都会增大吸附材料的成本。 

阳宗海是云南9大高原湖泊之一，面积31平方公里，平均水深20米，总储水量6.04亿立方米，2008年以来该湖泊水体受到排放含砷废水的砷污染，湖水砷浓度均值达到0.128mg/L，对阳宗海湖泊水体治理的难点是寻求一种除砷效率高、成本低廉、操作简单三者并俱的吸附剂。 

发明内容

本发明的目的是针对湖泊水体砷污染，特别是阳宗海湖泊的水体砷污染提出一种利用工业生产的铁盐或添加少量铝盐作为原料，用自来水或去离子水配制成溶液形式的液体吸附剂。 

本发明另一目的是同时提出该液体吸附剂的使用方法。 

本发明通过以下方式实现： 

该液体吸附剂的溶质为铁盐FeCl₃或Fe₂(SO₄)₃中的一种，用自来水或去离子水溶解后配制成质量浓度为100-600g/L储备液。 

该液体吸附剂溶质为铁盐FeCl₃或Fe₂(SO₄)₃中的一种与1-30％铝盐AlCl₃或Al₂(SO₄)₃中的一种混匀组成，用自来水或去离子水溶解后配制成质量浓度为100-600g/L的储备液。 

本发明液体吸附剂使用的方法包括： 

将液体吸附剂储备液稀释10-30倍后盛入雾化器，对受砷污染的水体表面进行喷洒即可，或在喷洒后搅拌1-3分钟。 

所述的受治理水体含有碳酸氢根阴离子HCO₃^-，其浓度高于砷酸根阴离子AsO₄^3-，Fe³⁺离子与两者反应为：