飲用水中砷污染的現(xiàn)代治理方法和研究進展
1混凝沉淀除砷法
1.1 鐵鹽混凝沉淀法 利用FeCl3。在水溶液中易水解成Fe(OH)3。的性質，進行混凝吸附五價砷(A異5+)的方法稱為鐵鹽混凝法。該方法一般采用攪拌、沉淀、過濾五價砷(As5+)，去除。此法最適宜被污染的地面水源地砷去除_6J。
1.2 氧化鐵砷體系除砷法
根據(jù)化學熱力學和電化學原理，可以得出當1.O3≤pH≤5.35時，水中五價砷(As)與三價鐵(Fe)形成FeAsO,t
沉淀物。本法是在低pH值的條件下，向水溶液中加入過量的三氯化鐵(FeCL3)溶液，使水溶液中的砷酸根離子鐵離子形成溶解度很小的FeAsO4，并與過量的鐵離子形成的FeOOH羥基氧化鐵，吸附沉淀使砷得到去除。本法多用于處理含砷濃度較低的飲用水，且得到的鐵砷沉淀物毒性低，化學穩(wěn)定性強，產渣率低，含砷品位高，可以進行砷回收而不易造成渣的二次污染。
1.3 氯一聚合硫酸鐵除砷法 用聚合硫酸鐵作為混凝劑去除水中的砷。先往水溶液中加入氯溶液，使得三價砷(As)被氧化為五價砷(As )，這是由于五價砷的鹽類比三價砷的鹽類溶解度小，且五價砷(As )的毒性比三價砷(As)的毒性小。之后，加入聚合硫酸鐵溶液，攪拌放置，出水砷含量可低于飲用水標準，且除砷之后水中的沉淀物仍可作為混凝劑重復使用。本法適宜的pH值為6.5～8.5之間。用這一方法除砷后上清液中鐵的殘留量和硫酸鹽的含量均未超標，不會造成二次污染。
1.4 高鐵酸鹽除砷法
高鐵酸鹽作為一種多功能水處理荊，它具有氧化絮凝雙重水處理功能。苑寶玲等人用此法取代氯化鐵鹽法，對其氧化除砷效果進行了研究。試驗結果表明，高鐵酸鹽與砷濃度比為15：1.最佳pH為5.5～7.5，適宜的氧化時間為10mLn，絮凝時間為30mLn。處理后的水樣中砷殘留量可達到國家飲用水標準；鹽度和硬度不干擾除砷過程。與傳統(tǒng)的鐵鹽法和氧化鐵鹽法對比，高鐵酸鹽除砷簡便，高效，無二次污染，更有利于飲用水的清潔化除砷。L.ee等人 。利用高鐵酸鉀的強氧化性.先將水中的As。一氧化成As卜，后續(xù)投加FeCL.；絮凝共沉降除砷。當As 一：Fe的化學計量比為3：2時.與Fe“一反應符合一級反應動力學方程 .含砷(2.0mg/L )的源水，投加Fe葉0.5～2mg/L ，再以FeCL。為絮凝劑處理，出水達到飲用水標準，但是天然有機物(NOM)的存在會影響砷的去除效果。
1.5 石灰軟化法
石灰常常用作高硬度飲用水的軟化劑。研究表明，高硬度飲用水中也往往含有較高的砷，而飲用水經過石灰軟化后，其中砷也可得到有效去除。但是，石灰軟化法去除三價砷(As )的效果遠小于去除五價砷(As )的效果，這是由于砷的去除過程常包括帶負電荷的砷酸鹽被吸附在帶正電荷的物質表面，而亞砷酸鹽常以中性物H。AsO。存在于大多數(shù)的水體中。所以飲用水中三價砷(As+)必須先氧化成五價砷(As )后，l才能更有效地去除飲用水中的砷。石灰軟化法通過升高水體的pH值(pH—L0)，有利于碳酸鈣的沉淀，并且當水中Mg 的含量很低時，有利于對砷的吸附(去除率為42.5 )。而且當pH值升至1j左右時，若水體中存在Mg ，會產生氫氧化鎂沉淀，從而使砷的去除率達到最佳(90%)。研究還表明，只用碳酸鈣作軟化劑，只能去除極少量的砷(6 )，但加入少量鐵后可顯著提高砷的去除率(60 ～ 9O )。
2 吸附除砷法
2.1 活性氧化鋁吸附過濾法
本方法是一種定形和晶體的氧化鋁，零點電位電荷值為8.2，在近中性溶液中對許多陰離子有親和力，吸附包括表面絡合和離子交換。為提高活性氧化鋁的除砷效率及容量，宜先加入酸把水調節(jié)成微酸性，pH值為5時砷的吸附性最好，然而當考慮到絮凝物時，水的pH值調在6～6.5之間，再進行過濾最為合適。我國大多數(shù)高砷地區(qū)的水質條件下，采用此種方法可以保證水中的砷含量完全符合衛(wèi)生標準(o.05mg/L 以下)。并且每立方米(約合830kg左右)粒徑為o.4mm～1.2mm的活性氧化鋁在處理4000多立方米的水之后，可以進行再生，再生液可選用1 的氫氧化鈉溶液，用量為濾料體積的4倍左右。再生后的活性氧化鋁可以重復使用。
2.2 海泡石除砷法
采用海泡石除砷技術，海泡石系天然非金屬礦物材料。無毒、無有害元素、高效、并能進一步改善飲用水的質量。影響海泡石除砷效果的主要因素有：①天然海泡石的活化.未活化的海泡石對含砷1mg/L 水的去除率仗為1 2.5 ，訂1j經過活化的海泡石對含砷lmg，/L水的去除率可達到95%以上；②處理過程中要求待處理的水pH>6.0，否則去除效果欠佳。③吸附作用時間。吸附作用時間超過1h，吸附作用基本達到平衡，此時吸附率穩(wěn)定在95 ～98 之間。采用海泡石法處理水中砷，不象鐵鹽混凝法對砷的價態(tài)有要求。海泡石除砷法無論是五價砷還是三價砷，都表現(xiàn)出同樣優(yōu)良的去除效果。
2.3 粉煤灰除砷法
粉煤灰作為一種燃煤產生的一種粉塵狀廢棄物，具有一定的骨架結構和微孔，對許多物質都有一定的吸附作用，利用此特點可達到吸附去除水體中砷的目的 。影響該方法除砷效果的主要因索有：①粉煤灰的高溫焙燒活
化。經活化的粉煤灰對砷的去除率與焙燒的溫度關系密切，活化焙燒溫度越高，對砷的去除率越高。②吸附時間的影響。一般情況下，加入粉煤灰后作用時間越長，去除率越高，不同溫度條件下活化的粉煤灰若無限制延長時間，最終的吸附效果是相同的。③粉煤灰的加入量及粒度的影響，粉煤灰用量越大，去除砷的效果越好。除此之外，動態(tài)吸附過程中流速以及多級處理等因素也影響除砷效果。粉煤灰除砷法采用以廢治廢的思想很值得借鑒，且具有工藝簡單，來源廣泛，價格低廉等特點。
2.4 鈰鐵吸附劑除砷法
稀土元素的水合氧化物和稀土鹽類具有較高的吸附陰陽離子的能力，張昱等人㈣研制了一種由鈰鐵合成的新型稀土基無機除砷吸附劑，并與常用的除砷濾料活性氧化鋁進行吸附平衡比較試驗，結果表明，活性氧化鋁除砷的最佳pH 為3.5～ S.5，最大吸附量為8.6mgAs；而鈰鐵吸附劑的pH適用范圍廣，在pH3～7的范圍內具有較高的除砷效能，最大吸附量可達1 6.OmgAs·g，吸附過程不受硬度、鹽度和氟離子的干擾，在飲水除砷中具有較大的應用前景。
2.5 磁性吸附材料除砷法
根據(jù)Cu(11)和Fe(L]1)都對砷有較強的親和性，武榮成等制備了同時含有Cu(Ⅱ)和Fe(111)、可用磁分離方法進行分離回收的磁性吸附材料CuFe ，并對其進行吸附砷的性能研究。結果表明，該吸附劑對砷的吸附能力與溶液pH有關，在弱酸性及中性條件下，吸附砷的能力最強.而對As 的吸附能力比對As 一更強些，在平衡濃度為10tLg/L1.時.其吸附容量可達1H g/ g左右，可以很符動地將水中濃度為1～20m~/1 的As一降到101mg/L以下。負載的As 可較容易地用0.1mol/L NaOH洗脫下來，使吸附劑再生，而As。 則難以洗脫，這與2種價態(tài)砷的吸附機理不同有關。
2.6 載鐵(Ⅲ)一配位體交換棉纖維素吸附荊除砷法
結合配位體交換與親水性纖維素的優(yōu)點，趙雅萍等人設計合成了一類新型載鐵(Ⅲ)一配位體交換棉纖維吸附劑[Fe(Cl1]，通過靜態(tài)和動態(tài)吸附實驗，研究了飲用水中砷酸鈉和氟化鈉(氟)聯(lián)合去除的效果和濃度因素的影響以及吸附劑經過反復吸附一洗脫再生一再吸附后性能的穩(wěn)定性。結果表明，該吸附劑能夠高效、高選擇性地聯(lián)合去除高砷<As )和高氟。吸附柱的飽和吸附容量可高達15mg/g干重，反復使用中飽和體積的相對標準偏差小于0.5 ，柱處理出水的各項有關指標均符合我國生活飲用水衛(wèi)生標準，特別是As 一的質量濃度低于0.01Omg/l ，符合世界健康組織(WHO)推薦的飲用水嚴格砷標準。說明該吸附劑在砷氟共存的地區(qū)具有很好的應用前景。
3 結語
(1)混凝沉淀法簡便、易于實施。如與氧化劑相配合，還可同時去除水中的A3+和A5+但缺點是形成含砷廢渣，造成對環(huán)境二次污染。但當作為飲用水源的地下水或地面水含砷量超過標準，要求凈化處理后達到飲水標準要求時。用上述沉淀法處理往往不能滿足要求。
(2)吸附法在處理含砷量較低的飲用水時，具有處理效率高、吸附干擾小，特別是在處理高鹽度、砷氟共存的水系。而且吸附劑可再生重復使用，不會對環(huán)境造成二次污染，缺點是存在作用時間長，處理費用較高等問題，但隨著材料科學的不斷發(fā)展和砷的飲水標準日趨嚴格的要求，高效價廉的除砷材料必將成為日后除砷改水的主力軍。
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