地壳中的砷通过风化、侵蚀、溶解等自然作用以及打井取水、灌溉、采矿、化工等人为活动,已大量释放到天然水中,主要进入地下水,其次进入地表水,含砷浓度的高端范围已达到0.1~2mg/L以上。砷化合物容易在人体内积累,造成急性或慢性中毒,是造成人类患肺癌、皮肤癌和其它内脏癌症的主要威胁之一。中国、美国、日本以及WTO等均已经把饮用水含砷量标准从0.05mg/L降到0.01mg/L。因此,为了严格控制饮用水中的砷含量,保障人民身体健康,研究和开发新的除砷技术已势在必行。目前脱除水中砷的研究也比较多,但都不同程度存在缺陷,因而限制了其在实际中的应用。因此,探索经济、有效的深度除砷材料和工艺,对含砷饮用源水处理是一项很有价值的课题。本文在对已有除砷方法和工艺进行分析、研究的基础上,旨在利用多孔性、容易改性的分子筛或类似于分子筛的骨架上的笼状结构,将Fe3+通过离子交换吸附,固载在其骨架上,实现改性,再利用改性后的吸附剂具有大的活性表面积,以及砷阴离子与Fe3+的强配位能力,提出一种基于配体交换的固液分离除砷思路。通过实验研究,获得了新的从微量含砷水中去除砷的材料。实验研究中,分别对改性分子筛、改性活性炭以及改性高岭土三种除砷剂载体的合成、改性条件以及除砷剂去除水中As(V)的性能进行了研究,对除砷剂除砷条件、干扰条件和工艺条件和吸附机理等进行了详细的探讨:三种除砷材料均有操作简便、干扰少以及不对环境产生二次污染等特点。其中,改性分子筛和改性活性炭具有除砷后易从水中分离的特点,而改性高岭土除砷剂对水中As(V)的吸附容量在三种除砷材料中最大,处理后的水可达到国家饮用水标准甚至更低,另外从资源综合利用,成本较低,提高环境效益方面考虑,改性高岭土除砷具有重要的意义,有很高的实用价值。除砷剂除砷过程可描述为:扩散-反应-扩散过程,其机理实质是配体交换反应过程。文章最后通过参数设计计算,提出了集中式含砷水除砷装置,为新的深度固液分离除砷方法提出了理论依据和实践基础。