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砷是一种类重金属污染物,在工业废水中,砷和铅、锌、铜、镉是最为常见的重金属污染物,现已成为对环境危害最大的一类污染物质。在冶金、制药以及早期的除草剂的生产过程中,都会向环境中排放大量的砷污染物,由于砷污染物具有高毒性、易积累性和难降解性等特点,砷污染物排入坏境后,会通过食物链放大作用在生物体内不断积累并放大,对自然环境中的生态系统和人体健康产生十分严重的危害。目前,在工业处理含砷废水时,预氧化三氯化铁共沉淀法由于其成本低、操作工艺简单、去除效果好等特点,而被广泛使用。本文在阳宗海砷污染工程治理成功应用三氯化铁直接去除五价及三价砷的基础上,系统研究pH值、铁砷比、干扰离子浓度等因素对三氯化铁去除三价砷的影响,以期探索利用三氯化铁直接去除三价砷的可能机理及实用化使用条件范围。具体内容如下:(1) 首先从pH值这一自然水体中对砷的形态影响最大的因素着手,分析了pH值对三氯化铁去除三价砷的影响。在pH=4-10的范围内,去除率随着pH值的增加先升后降,当pH在7附近时,去除率达到最大。因此,三氯化铁去除三价砷的最优pH应为7左右。在pH=7,铁砷比分别为10、20、30时,最大去除率分别为45.04%、72.43%、82.88%。(2) 在pH值为7的条件下,考察了铁砷比对三氯化铁去除三价砷的影响。结果表明,铁砷比的增加有利于三氯化铁去除三价砷,随着铁砷比的增加,三价砷的去除率也明显升高,在铁砷比为30时,三氯化铁对三价砷的去除率可以高达82.88%。(3) 考察了含氧酸根阴离子对去除三价砷的影响。含氧酸根阴离子对三价砷的去除有竞争抑制作用,含氧酸根阴离子浓度越高,三价砷的去除率越低,同时,含氧酸根阴离子自身带的负电荷越大时,其对AsO2离子去除率的竞争效应越明显,竞争抑制作用排序为PO43->SO42->HCO3-。而碳酸氢根离子由于其特殊的pH缓冲效应,当溶液pH<7时,其对去除率的影响表现为使溶液pH值上升进而小幅提高去除率。(4) 考察了金属阳离子对去除三价砷的影响。金属阳离子对三价砷的去除有协同增强作用,其规律为:金属阳离子浓度越高,三价砷的去除率越好,同时,金属阳离子之间,其形成的氢氧化物络合物的体积越大,金属阳离子对三价砷的去除率的影响越大,Ca2+的协同增强作用强于Mg2+(5) 考察了pH对沉淀物表面形态的影响。pH的改变只会改变沉淀物的絮凝紧密程度,pH的增加使氢氧化铁絮体大量生成并在絮凝过程中吸附网捕了大量的三价砷。(6) 考察了加入干扰离子对Fe元素和As元素的结合能的影响。Fe-As键合时Fe的结合能应在712.82附近,含氧酸根阴离子取代As02-被Fe吸附使Fe的结合能增大,含氧酸根阴离子与铁的键合时的结合能的大小顺序为:PO43->SO42->HCO3-。金属阳离子会通过M-Fe-As的形式和Fe-As共沉物键合并使Fe的结合能增大,Ca-Fe-As键合的化合物的稳定性要优于Mg-Fe-As键合的化合物。