论重金属离子砷的处理技术和发展趋势

丁家志

摘 要 随着近代工业的不断发展，砷污染已经成为一个严重的世界问题。近年来，对于砷离子去除的技术发展迅速。本文章主要简要介绍了几种砷离子去除技术的基本原理、反应机理、特点以及发展趋势。

关键词 砷污染 混凝 沉淀 离子交换 反渗透

中图分类号：X703 文献标识码：A

1砷污染的概况

地球地质原因造成的污染和人类活动原因造成的污染，这两种污染是由砷引起的环境水污染，第一种称为地方性饮用水砷污染，第二种则是人为排放砷污染。

（1）天然水砷污染。砷广泛存在自然界中，主要以三硫化二砷、二硫化砷、硫砷化铁等砷的硫化物形式存在。砷常常也存在于非无色的金属硫化矿中。全世界上有大约4万吨的砷是通过含砷岩矿进入生物圈的。

（2）人为因素造成的砷污染人为引起砷污染源来污染燃煤、金属生产、矿冶、自水污染和食物污染。很多工业部门在他们生产过程中释放含砷三废。

2砷的介绍

砷是一种重金属离子，它位于第四周期，是金属元素和非金属元素的过渡期。砷的物理性质和化学性质在理论上和现实中都差别很大。它不但具有金属元素的性质，而且具有非金属的性质。砷作为人体的非必须元素很容易随着食物和空气等进入人体。砷能以许多形式存在，既包括无机物形态，又包括有机物形态。砷的化合物是剧毒，人体摄入少量的砷都有可能造成死亡。三价砷更是毒于五价砷，且砷在水中，空气中和土壤中的含量各有不同。砷也是地壳元素的组成部分之一。

3除砷技术

3.1混凝法

混凝法是目前在工业上和生活中使用最为广泛的一种除砷方法，它具有成本低廉、易于操作、除砷效率高等优点，能使处理后的含砷水达到排放标准。混凝法除砷的原理是利用具有强大吸附能力的混凝剂的吸附作用将砷吸附，转化为沉淀，再通过过滤等方式将砷与水分离。达到除砷的目的。常见的混凝剂有铁盐、铝盐、比表面积大的粉煤等无机物以及一些高分子粘结剂。在混凝法除砷的过程中，五价砷比三价砷更加容易形成稳定的化合物而沉淀，所以在使用混凝法除砷的过程中，若加入一定量的氧化剂使得三价砷转化成为五价砷再沉淀，除砷效果将会有很大的改良。

3.2沉淀法

投加一定的物质使砷离子直接沉淀，然后通过过滤除去砷。通过加入的物质使砷离子发生沉淀而得到去除。该方法大多数适用于含砷量较多的废水处理中，处理后的废水满足排放标准，除此之外也可以结合其他方法达到除砷的目的。

3.3离子交换法

离子交换法有很多优点，操作简便，处理量大，分离效果好等优点。提高各种物质的回收利用，降低成本，并且非常环保，因此国内外有越来越多的人开始应用。国内外许多报道显示，离子交换技术在处理砷低浓度水中应用非常广泛，许多离子交换剂也应运而生。例如二氧化钛。离子交换法的应用是我国在砷处理方面买进坚实的一大步，相信未来的前景会很好。

3.4反渗透法

反渗透法是利用反渗透膜进行除砷的一种方法。反渗透膜可以有选择的分离三价砷和五价砷，并且反渗透法环保高效。针对三价砷和五价砷含量不同，反渗透的去除率也不同。据可靠调查发现对五价砷的去除率在90%以上，对三价砷的去除率高达80%。由于反渗透法除砷受很多因素的影响，比如温度，pH等。如果这些因素控制得好，去除率将会更高。该工艺部分技术还未完全成熟，还需要更深一步的探索和研究。

3.5其他方法

对于砷的去除还有其他方法，在实际生产中还可以采用电吸附和三维电极反接去除。一些方法还处于试验阶段，现在还并没有取得很好的效果，比如膜滤技术。该技术还处在试验阶段，各种影响因素还没完全发现，最适条件也没有研究出来，所以并没有用于大规模工业生产。当今社会的主题是环保，所以环保节能的技术愈发受人青睐，加上成本低，操作简单等，已经成为砷离子去除的主题研究。这些技术大多数用于废水中砷离子的去除，而给水中砷离子的去除技术现在很不成熟，这方面的报道也很少。除此之外，由于我国的国情决定，给水除砷很有必要，将来一定会成为一种趋势。

4砷污染治理的展望

混凝法具有投资少操作方便的特点，但其有投药量大，污泥产生量大，在处理水中引入其他物质的缺点。吸附法对砷的吸附能力与吸附剂的表面积、溶液的pH值、温度、吸附时间和砷的浓度有关，传统的吸附剂吸附容量较低，新型的吸附剂吸附容量较大，但制造工艺复杂，成本高，尚处于实验室阶段。离子交换法投资高，原水中含其它盐量较高时，需对原水进行预处理，需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患，细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会因氧化而失效。混凝微滤工艺就具有良好的除砷效果，出水砷的浓度完全符合饮用水卫生标准，且成本低，出水率高，操作简单，应成为我国研究发展的重点方向。

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