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砷是一种自然界普遍存在的有毒非金属元素,长期接触含砷水体会导致人体皮肤、肺、消化系统等机体方面的癌变。近年来,由于砷的自然释放和人为大量开采、生产和使用,砷污染现象愈来愈严重,含砷废水的有效治理刻不容缓。本文利用铁盐药剂处理高浓度含砷废水,研究了主要理化因素对铁盐除砷性能的影响,在此基础上通过正交试验优选了最佳工艺运行条件;分析了不同初始反应pH对于铁砷沉淀中砷形态分布影响试验,通过分析沉淀物中砷形态含量变化特征,初步探讨了铁盐除砷的反应机理;考察了不同药剂投加方式对铁盐除砷性能的影响,以期为铁盐处理含砷工业废水提供了一定的理论依据和技术参考,主要结论如下:(1)主要理化因素对FeCl3除砷影响试验在As(V)初始浓度为100mg·L/1条件下,采用FeCl3作为化学沉淀除砷药剂,通过单因素试验、正交试验研究了原水pH值、Fe/As质量比、搅拌参数、反应温度对As(V)去除效果的影响。试验结果表明,影响FeCl3去除As(V)效果因素的主次顺序依次为:原水pH>反应温度>Fe/As质量比>搅拌参数。FeCl3除As(V)最佳反应条件为:原水pH9、反应温度30℃、Fe/As质量比1.0、搅拌转速300/100/50rpm、对应搅拌时间1/19/10min、搅拌结束后静置时间90min。(2)不同初始反应pH对于铁砷沉淀中砷形态分布影响试验本文采用五步提取法来分析不同初始反应pH条件下的铁砷沉淀中砷形态变化特征,初步探讨了铁盐除砷的反应机理。试验结果表明:在铁砷质量比为1.0,初试pH值分别为5.0、7.0和9.0的条件F,专性吸附态砷占铁砷沉淀中总砷的百分比分别为:57.0%、41.8%和39.9%,结合态砷占铁砷沉淀中的百分比分别为41.1%、57.7%和59.9%,相比之下,水溶态砷和非专性吸附态砷含量几乎不可测。这一结果表明铁盐药剂处理含砷水体过程中,铁盐除砷机理的作用主要是专性吸附作用与化合共沉淀作用;且随着pH从5.0升高到9.0,铁砷共沉淀作用在铁盐除砷机理起的作用越来越显著:而水溶态砷和非专性吸附砷的总量在铁砷沉淀中含量微乎其微(1.9%、0.5%和0.2%),这表明物理吸附作用在铁盐除砷机理中起的作用不明显。(3)铁盐分批次投加模式对除砷效果影响试验在相同FeCl3药剂投加量条件下,对比研究了单批次投加、二批次投加和三批次投加方式下的系统除砷效果,研究发现:多批次投加模式的除砷效果优于单批次投加模式的除砷效果,其除砷率大小顺序为:<三批次投加模式>二批次投加模戎>单批次投加模式:铁盐分批次投加模式下形成的铁砷沉淀物中主要是以专性吸附态砷和与非结晶态铁氢氧化物结合态砷为主,其含量占总砷90%以上,这说明,分批次投加模式的除砷机理主要是通过专性吸附作用和化合共沉淀反应完成;此外,随着铁盐投加批次的增加,其非专性吸附除砷作用在铁盐除砷机理中所起的影响愈来愈显著。