地下水中砷氟去除技术探究现状.doc

地下水中砷氟去除技术研究现状 　　摘要：目前，在全世界范围内，地下水中的砷氟污染十分普遍。由于砷氟都是剧毒物质，过量摄入将会对人体造成严重危害。当前去除地下水中砷氟的方法有：吸附法、混凝法、离子交换法、膜分离技术等等。文章通过对以上几种方法的对比分析，各类方法均有各自的优缺点。例如膜分离技术节能环保、操作简便、高效，但处理成本过高，以及能源供应等问题还有待解决。就目前发展现状而言，吸附法和混凝法运用广泛；就长远发展来看，离子交换法与膜分离法有广大前景；而就环保角度来说，有关生物技术的方法值得考虑以及发展 关键词：氟 砷 地下水 1 引言 目前，根据世界卫生组织的数据显示：在全球范围内，地下水中对人类健康危害最重的无机污染物是氟和砷。随着社会的进步与发展，地下水中砷氟污染问题日益严重，因此，如何高效并且同时去除地下水中砷氟污染物对保护国家生态环境、提高人民身体健康指数具有十分重要的意义 2 应用技术 2.1 除氟技术 除氟的技术现在有很多，概括起来主要包括：吸附法、沉淀法、膜分离法[1] 2.1.1 吸附法 吸附法，由于其成本低并且效果稳定的特点，被广泛用于地下水除氟。吸附法是通过吸附剂与氟离子发生吸附作用、离子交换作用以及络合作用，从而将氟离子浓度降低的过程。就当前而言，国内外使用的吸附剂种类繁多。常用除氟的吸附剂有氧化铝、活性氧化铝、活性炭、骨炭、沸石、硅藻土，粉煤灰、稀土类金属络合物等[2] 2.1.2 沉淀法 化学沉淀法 该方法是当前除氟技术中最广泛运用，并且最适合用于去除高氟地下水中氟离子的方法。化学沉淀法的原理是通过向水中加入某种阳离子与无机混凝剂将氟离子除去。根据所使用的化学药品的种类可分为：石灰沉淀法、电石渣沉淀法、钙盐一磷酸盐法、钙盐一铝盐法、钙盐一镁盐法等[3] 2.1.3 膜分离法 膜分离法是利用隔膜将氟离子与水分开的技术，主要包括纳滤、电解析和反渗透等技术。相比纳滤和电解析技术，反渗透技术是当今在除氟领域较为先进的技术。反渗透技术是在一定的渗透压力作用下，借助半透膜进行有选择的截留将氟离子与水分离。膜分离法在饮用水除氟中的效率一般都比较高，是一种应用前景广阔的新型饮用水除氟技术[4] 2.2 除砷技术 目前，地下水除砷技术主要分为物理方法和化学方法，其中物理方法以吸附法、絮凝吸附-沉淀法及膜技术为主；化学方法以沉淀为主。此外，还有一些其他的方法用于地下水除砷[5] 2.2.1 物理方法 1）吸附法 吸附法，因其具有处理效率高，经济实惠，操作简单等特点，作为去除水中砷的首选方法。吸附法是研究最广泛的地下水除砷技术之一。该方法是以不溶性的，且具有高比表而积的固体材料作为吸附剂，通过物理、化学吸附等作用，将水中的溶解性砷吸附在吸附剂表面上，从而达到除砷目的。目前，利用铁、铝等改性具有较大比表面积材料如活性炭、离子交换树脂或其他大分子有机物，或是制备铁铝锰复合材料是开发新型砷吸附剂的两大研究方向[6] 2）絮凝-吸附沉淀法 该法主要利用絮凝剂的强大吸附作用吸附砷，然后通过过滤或者使用滤膜除去混凝产物，从而到去除砷的目的。早期的絮凝剂以氧化铝与氢氧化铁为基础[7]，后期又出现了以聚合硫酸铁和聚合氯化铝为混凝剂[8]等一些新型的絮凝剂 3）膜分离法 膜分离法是利用膜的选择透过性，根据污染物质粒径与水分子不同借助较高的外压达到分离污染物的目的。其中纳滤膜是目前除砷技术中使用较为广泛的膜技术[9]。膜技术尤其是反渗透和纳滤膜具有出水水质好、占地而积小等优点，使其在地下水除砷处理中具有很好的研究与应用前景 2.2.2 化学方法―沉淀法 该法的除砷原理是沉淀剂和砷酸盐形成沉淀，过滤去除。常用的沉淀剂有铝盐、铁盐、钙盐、石灰水、硫化物。化学沉淀法的优势在于简便易行，造价低廉，在工业生产领域应用最广，适于各种高浓度含砷废水的净化。该方法缺点是形成的含砷废渣不易回收处理，易造成对环境的二次污染 3 砷-氟同除技术 可用于同时去除砷氟的技术与单独去除所使用的技术类似，例如吸附法、膜分离法等，然而各种去除方法均有各自的优缺点。因此，根据不同的地下水环境来使用最适宜的方法是当前我们需要解决的问题 3.1 吸附法 吸附法因其低廉高效、制备简单、操作简便等优势被广泛运用于砷氟去除中。吸附法的原理是将污染物从水体中分离出来，与吸附剂表面成键，从而在吸附剂表面富集的过程。目前国内外用于同时去除砷氟的吸附方法有铁铝复合吸附剂、改性水滑石、铝锰复合金属氧化物等[10] 3.2 膜分离技术―纳滤膜 纳滤膜是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜；是介于反渗透和超滤之间的一种