FeCl3-Ca(OH)2联合絮凝沉淀法去除水体中砷的效果研究开题报告

 2022-01-26 09:38:07

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

近年来,随着砷在工农业上的广泛应用,其对环境的影响也受到了人们的广泛关注。砷污染已经成为全球性问题,尤其在亚洲国家如孟加拉国、中国、印度等。孟加拉国因挖掘池塘导致饮用水污染,已造成了多人死亡,并可能发生上百万人的集体砷中毒,被世界卫生组织称为历史上一国人口遭遇到的最大的群体中毒事件。同样,在中国估计有千万人生活在砷污染严重的高风险地区,这些地区主要是新疆、内蒙、山东、河南、及江苏等省[1]。我国根据2007年7月1日实施的新标准,将目前的生活饮用水中砷含量上限改为0.01 mg/l,然而随着近年来国内的砷污染呈集中爆发态势,对工业生产中产生的废水和人们的饮用水的除砷问题已经刻不容缓,如何有效去除环境中砷的问题成为现阶段的研究热点之一。

传统的砷污水处理法有沉淀法、吸附法、离子交换法等。因其成本低廉,操作简单,在工业污水处理中应用最广。另外还有生物法处理,如目前已发现的植物类除砷方法,藤黄、高粱苔、水葫芦等,它们对砷都有较强的富集作用[2]。这种植物修复除砷的技术操作简单,运行成本低,污染小,发展前景广阔,然而对于超富集植物富集之后的处理还没有得到完善的解决,另外种植水生植物如水葫芦容易导致其大量繁殖从而产生新的环境问题。

改进后的传统方法大概有以下几种:(1)新型的离子交换法,如活性炭交换树脂、选择性螯合树脂、无机离子交换树脂等。shao等[3]用fe、ce、y等金属对苯酚甲醛型阳离子交换树脂进行改性后对砷进行吸附研究,结果显示y(Ⅲ)和ce(Ⅲ)改性的树脂对as(Ⅲ)有较好的吸附性能,fe(Ⅲ)改性的树脂对as(v)有很好的吸附能。(2)微生物除砷是指从环境中筛选得到耐砷的微生物,利用微生物的生物积累特性、氧化三价砷,以及甲基化砷的过程有效去除砷。由于有机砷的毒性远小于无机砷,所以甲基化成为了生物除砷技术中的研究热点。如lievremont等人[4]通过异养砷氧化菌(ulpas1)氧化水体中的砷,再通过镁锰方解石吸附除砷,结果发现这种方法对于亚砷酸盐浓度低于100 mg/l的砷污染水体处理有着显著的效果。(3)纳米材料是近来新兴的功能材料,具有优良的热稳定性、尺寸稳定性的特点。由于纳米材料粒径小,表面积、表面原子数、表面能和表面结合能都较大,且表面原子周围缺少相邻的原子,具有不饱和性,容易与其他原子相结合而稳定下来,因而纳米材料对许多金属离子具有很强的吸附能力。其中,纳米tio2和纳米zro2在ph值为1-10的范围中,对as(Ⅲ)和as(Ⅴ)的吸附量均达到98%以上,其中吸附了砷的纳米zro2可用0.5 mol/l的naoh完全洗脱下来,同时zro2对as(Ⅲ)和as(Ⅴ)的吸附具有较好的选择性[5、6]

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2. 研究的基本内容和问题

研究的目标

研究fecl3-ca(oh)2去除砷的主要影响因素,探索有效快速去除砷污染水的新方法。

研究的内容

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3. 研究的方法与方案

研究方法:

1. 砷浓度用比色法测定,用紫外可见分光光度计在890nm处测量其吸光度at,并根据标准曲线计算去除率,其中砷浓度通过砷锑钼蓝法显色测定。

2. 通过控制变量法探究不同条件下的最佳去除率。

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4. 研究创新点

相较于古老的石灰中和法,该方法能够显著提高砷的去除率,利用絮凝沉淀法去除水体中的砷是一种经济、有效、可行且能够广泛应用于实际废水处理的技术。

5. 研究计划与进展

年度研究计划

(1) 2015.09-2015.10 查文献找资料,写出实验的具体方案;

(2) 2015.11-2016.03 探讨初始砷浓度,fecl3/as的摩尔比,ca(oh)2的用量、 反应时间、聚丙烯酰胺对砷的去除效果的影响;

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