饮用水砷污染治理的研究进展课件

饮用水砷污染治理的研究进展课题背景砷在水中存在形式砷的氧化除砷的方法除砷方法比较及除砷研究展望饮用水砷污染治理的研究进展1课题背景砷的毒性砷的地球物理分布及除砷标准饮用水除砷状况课题背景砷的毒性2砷的毒性砷的毒性3砷的毒性砷是一种有毒致癌物质单质砷不溶于水，一般无害有机砷(除砷化氢的衍生物外)，一般毒性较弱;三价砷离子对细胞毒性最强二氧化砷(俗称砒霜等)的毒性最为剧烈。对线粒体呼吸作用也有明显的作用易在体内蓄积与蛋白质的琉基结合形成特定的结合物，阻碍细胞的呼吸五价砷毒性不强在体内被还原转化为三价砷离子后，发挥毒性作用蓄积倾向低，主要经肾脏较快排泄砷的毒性砷是一种有毒致癌物质4砷的地球物理分布及除砷标准澳大利业、加拿大、美国，日本都有高砷水中毒报告中国的台湾、新疆、内蒙、云南、贵州、山西、吉林等10个省，饮用水高砷区。饮用水砷的最大允许浓度从0.05mg/L提高到0.01mg/L砷的地球物理分布及除砷标准澳大利业、加拿大、美国，日本都有高5饮用水除砷状况

美国建有除砷的饮用水处理厂中国一些地区有除砷的饮用水处理厂饮用大型水厂处理水困难需要效果好，费用低的小型设备除砷饮用水除砷状况

美国建有除砷的饮用水处理厂6砷在水中存在形式砷在水中主要以三价或五价的砷酸盐类存在的电离

pKal=2.24pKa2=6.76pKa3=11.60

的电离pK’a1=9.23pK’a2=12.10pK’a3=13.41

砷在水中存在形式砷在水中主要以三价或五价的砷酸盐类存在7砷酸的酸性相对更强亚砷酸的酸性则较弱在酸性条件下吸附剂对As(V)的吸附要强在碱性条件下As(III)的吸附能力要强砷酸的酸性相对更强8去除As(III)的较难的原因

分子状态存在亚砷酸要在较强碱性条件解离为阴离子碱性下吸附剂表面羟基化严重，带较多负电，不利于吸附与吸附剂表面的金属进行配位络合配位络合作用，对其有排斥作用去除As(III)的较难的原因

分子状态存在9砷的氧化三价砷相对于五价砷来说脱除比较困难在砷脱除之前应该将As(III)氧化为As(V)空气或者纯氧氧化臭氧及活性炭氧化铁和锰化合物氧化微生物氧化法和芳顿试剂法光化学氧化砷的氧化三价砷相对于五价砷来说脱除比较困难10除砷的方法

混凝沉淀法吸附法离子交换法生物法膜法除砷的方法

混凝沉淀法11混凝沉淀法混凝剂具有大的活性表面积，吸附砷能力强，然后过滤或用滤膜除去水中的砷由于砷（Ⅴ）比砷（Ⅲ）易于发生共沉淀，采用铁盐混凝剂和氧化剂处理工艺混凝沉淀法12与铁共沉法加柠檬酸+Fe（II）Fe（0）在水中溶解氧作用下生成氢氧化铁Fe（III）对砷有吸附作用Fe（OH）对砷有沉淀作用Fe（0）是柱状，逐渐腐蚀腐蚀与铁共沉法加柠檬酸+Fe（II）13与铁共沉法与铁共沉法14吸附法除砷

蒙脱土改性的天然沸石活性氧化铝新生态Mn02含铁氧化物二元金属氧化物吸附法除砷

蒙脱土15蒙脱土的结构特点含水铝硅酸盐土状矿物主要成分为氧化硅和氧化铝化学通式为晶体结构由两层硅氧四面体一层铝氧八面体组成晶格内异价类质同象置换蒙脱土的结构特点含水铝硅酸盐土状矿物16蒙脱土的晶体结构

蒙脱土的晶体结构

17蒙脱土层结构晶层之间以范德华力结合，键能很弱离子进入层间，引起晶格定向膨胀蒙脱土层结构晶层之间以范德华力结合，键能很弱18柱撑蒙脱土柱化过程示意图

柱撑蒙脱土柱化过程示意图

19除砷方法比较及除砷研究展望

含砷（Ⅲ）废水的材料及技术的局限性所有的处理技术对As（Ⅴ）去除优于As（Ⅲ）设备复杂吸附过程减慢材料的改进主要围绕金属的不同形态、负载形式展开吸附不可逆，离子二次污染，增设pH调节装置干扰离子的存在絮凝和吸附技术虽应用广泛，但产生大量含砷污泥，易于造成二次污染除砷方法比较及除砷研究展望

含砷（Ⅲ）废水的材料及技术的局限20除砷研究展望

新材料的稳定性、高选择性、高富集分离性、廉价性As(III)和As(V)同步去除技术多种除砷技术联合多重去除机理协同的除砷流程低能耗、低成本除砷技术生物除砷技术除砷研究展望

21谢谢大家谢谢大家22饮用水砷污染治理的研究进展课题背景砷在水中存在形式砷的氧化除砷的方法除砷方法比较及除砷研究展望饮用水砷污染治理的研究进展23课题背景砷的毒性砷的地球物理分布及除砷标准饮用水除砷状况课题背景砷的毒性24砷的毒性砷的毒性25砷的毒性砷是一种有毒致癌物质单质砷不溶于水，一般无害有机砷(除砷化氢的衍生物外)，一般毒性较弱;三价砷离子对细胞毒性最强二氧化砷(俗称砒霜等)的毒性最为剧烈。对线粒体呼吸作用也有明显的作用易在体内蓄积与蛋白质的琉基结合形成特定的结合物，阻碍细胞的呼吸五价砷毒性不强在体内被还原转化为三价砷离子后，发挥毒性作用蓄积倾向低，主要经肾脏较快排泄砷的毒性砷是一种有毒致癌物质26砷的地球物理分布及除砷标准澳大利业、加拿大、美国，日本都有高砷水中毒报告中国的台湾、新疆、内蒙、云南、贵州、山西、吉林等10个省，饮用水高砷区。饮用水砷的最大允许浓度从0.05mg/L提高到0.01mg/L砷的地球物理分布及除砷标准澳大利业、加拿大、美国，日本都有高27饮用水除砷状况

美国建有除砷的饮用水处理厂中国一些地区有除砷的饮用水处理厂饮用大型水厂处理水困难需要效果好，费用低的小型设备除砷饮用水除砷状况

美国建有除砷的饮用水处理厂28砷在水中存在形式砷在水中主要以三价或五价的砷酸盐类存在的电离

pKal=2.24pKa2=6.76pKa3=11.60

的电离pK’a1=9.23pK’a2=12.10pK’a3=13.41

砷在水中存在形式砷在水中主要以三价或五价的砷酸盐类存在29砷酸的酸性相对更强亚砷酸的酸性则较弱在酸性条件下吸附剂对As(V)的吸附要强在碱性条件下As(III)的吸附能力要强砷酸的酸性相对更强30去除As(III)的较难的原因

分子状态存在亚砷酸要在较强碱性条件解离为阴离子碱性下吸附剂表面羟基化严重，带较多负电，不利于吸附与吸附剂表面的金属进行配位络合配位络合作用，对其有排斥作用去除As(III)的较难的原因

分子状态存在31砷的氧化三价砷相对于五价砷来说脱除比较困难在砷脱除之前应该将As(III)氧化为As(V)空气或者纯氧氧化臭氧及活性炭氧化铁和锰化合物氧化微生物氧化法和芳顿试剂法光化学氧化砷的氧化三价砷相对于五价砷来说脱除比较困难32除砷的方法

混凝沉淀法吸附法离子交换法生物法膜法除砷的方法

混凝沉淀法33混凝沉淀法混凝剂具有大的活性表面积，吸附砷能力强，然后过滤或用滤膜除去水中的砷由于砷（Ⅴ）比砷（Ⅲ）易于发生共沉淀，采用铁盐混凝剂和氧化剂处理工艺混凝沉淀法34与铁共沉法加柠檬酸+Fe（II）Fe（0）在水中溶解氧作用下生成氢氧化铁Fe（III）对砷有吸附作用Fe（OH）对砷有沉淀作用Fe（0）是柱状，逐渐腐蚀腐蚀与铁共沉法加柠檬酸+Fe（II）35与铁共沉法与铁共沉法36吸附法除砷

蒙脱土改性的天然沸石活性氧化铝新生态Mn02含铁氧化物二元金属氧化物吸附法除砷

蒙脱土37蒙脱土的结构特点含水铝硅酸盐土状矿物主要成分为氧化硅和氧化铝化学通式为晶体结构由两层硅氧四面体一层铝氧八面体组成晶格内异价类质同象置换蒙脱土的结构特点含水铝硅酸盐土状矿物38蒙脱土的晶体结构

蒙脱土的晶体结构

39蒙脱土层结构晶层之间以范德华力结合，键能很弱离子进入层间，引起晶格定向膨胀蒙脱土层结构晶层之间以范德华力结合，键能很弱40柱撑蒙脱土柱化过程示意图

柱撑蒙脱土柱化过程示意图

41除砷方法比较及除砷研究展望

含砷（Ⅲ）废水的材料及技术的局限性所有的处理技术对As（Ⅴ）去除优于As（Ⅲ）设备复杂吸附过程减慢材料的改进主要围绕金属的不同形态、负载