專利名稱：一種同時去除地下水中砷氟的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及地下水中砷氟的處理方法，特別是指，一種同時去除砷氟的處理方法。
背景技術：
飲用水砷氟污染及其水質健康風險引起了國內外廣泛關注。長期飲用高砷水會使人體產(chǎn)生黑變病、角化癥和癌癥等一系列的健康問題，長期飲用高氟水則可導致斑齒病和氟骨病。我國是典型的同時遭受砷、氟污染的國家之一。由于環(huán)境地球化學因素，不少地區(qū)地下水表現(xiàn)出明顯的砷氟共存污染特征，并可能由于二者之間潛在的協(xié)同毒性效應而導致某些地區(qū)地方病發(fā)病率異常升高。我國現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)中規(guī)定砷與氟的標準限值分別為0. 01mg/L和lmg/L。天然水體中砷主要以砷酸鹽(As(V))及亞砷酸鹽(As(III))兩種形式存在。還原性地下水條件下，砷(III)為主要存在形式。與砷(V)比較而言，砷(III)毒性較強，對土壤、沉積物及金屬氧化物等的親和力較差，去除難度更大。天然水中氟主要以氟離子(F-)的形式存在。國內外對除砷、除氟技術進行了較為深入的研究。從理論上而言，可去除砷的方法有混凝、沉降(共沉降)、吸附、離子交換、膜分離等；可去除氟的方法有混凝、吸附、離子交換、膜分離等。因此，從理論上說混凝、吸附、離子交換、膜分離等均可實現(xiàn)砷氟同時去除。 但迄今為止，國內外仍缺乏可在工程中推廣應用的可同時去除砷氟的技術。事實上，混凝除砷除氟技術往往適合于大規(guī)模水廠，而地下水砷氟污染往往存在于農(nóng)村地區(qū)，混凝技術難以在類似情況下使用。吸附技術是適合于農(nóng)村分散型供水系統(tǒng)的最佳技術，但可同時有效吸附砷氟的吸附劑鮮有報道。離子交換技術在競爭交換作用下可去除砷氟，但受硫酸鹽、氯化物等離子的影響很大。膜分離技術中若采用反滲透技術可去除砷氟，但存在處理成本高、產(chǎn)生大量濃水等問題。因此，以易于在農(nóng)村中應用的吸附工藝為基礎，開發(fā)可同時吸附砷氟的吸附劑及其應用方法，這可能是解決飲用水砷氟共存污染問題的可行途徑。鐵氧化物是可有效吸附砷的除砷活性組分，鋁氧化物是可有效吸附氟的除氟活性組分。因此，將二者進行復配，即有可能獲得可同時去除砷氟的材料。例如，蔡亞岐等人發(fā)明了具有很強除氟能力的氧化鐵-氧化鋁復合納米除氟材料(專利申請?zhí)?CN200710118307. 1)，該材料對砷也表現(xiàn)出良好的吸附去除能力。但是，該材料制備工藝復雜，成本昂貴，且往往需要外加磁場才能較好地實現(xiàn)固液分離，從而難以在工程實際中應用。許慶華等發(fā)明的凹凸棒除氟劑(專利申請?zhí)朇N200510040604.X)的材料制備成本較低，但除砷除氟能力較弱，吸附劑投量較高，且需要復雜的絮凝、沉淀、澄清過濾等單元實現(xiàn)固液分離，不利于在農(nóng)村分散式除氟工程中應用。本發(fā)明針對上述問題，提出一種成本低廉、使用方便、可同時去除砷氟的新方法。 本發(fā)明不僅可以去除地下水、飲用水或工業(yè)廢水中砷、氟等污染物，還可去除汞、鉛、鋅、銅、
鎘等重金屬。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對砷氟共存污染水，提供了一種經(jīng)濟有效、使用方便的處理方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種首先將水中溶解性砷氟轉化為顆粒態(tài)砷氟，之后通過固液分離過程將顆粒態(tài)砷氟從水中去除的方法。具體而言，本發(fā)明采取以下技術方案(1)在充分攪拌的條件下，按照以下方式的任何一種向砷氟共存污染水中加入由鐵鹽、鋁鹽和堿液經(jīng)化學反應生成的水合鐵鋁氫氧化物，通過吸附、沉降、共沉降、表面絡合等作用將水中溶解態(tài)的砷、氟污染物轉化成顆粒態(tài)砷氟。1)將鐵鹽與鋁鹽的混合液在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120min。2)將堿液在充分攪拌條件下加入鐵鹽與鋁鹽的混合液中，并在攪拌條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120min。3)將鐵鹽溶液在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；再將鋁鹽溶液在充分攪拌條件下加入鐵鹽與堿液的混合液中，并在混合條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120min。4)將鋁鹽溶液在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；再將鐵鹽溶液在充分攪拌條件下加入鋁鹽與堿液的混合液中，并在混合條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120min。5)將堿液在充分攪拌條件下加入鐵鹽溶液中，并在攪拌條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；再將堿液與鐵鹽的混合液加入鋁鹽溶液中，在混合條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120mino6)將堿液在充分攪拌條件下加入鋁鹽溶液中，并在攪拌條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；再將堿液與鋁鹽的混合液加入鐵鹽溶液中，在混合條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120mino7)將鐵鹽與鋁鹽的混合液在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應0. 5 5min后，在充分攪拌條件下加入堿液并繼續(xù)反應5 120min。8)將堿液在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應0. 5 5min后，在充分攪拌條件下加入鐵鹽與鋁鹽的混合液并繼續(xù)反應5 120min。9)將鐵鹽與鋁鹽的混合液、堿液在充分攪拌條件下同時加入砷氟共存污染水中， 并在攪拌條件下繼續(xù)反應5 120min。其中，水合鐵鋁氫氧化物中鐵鹽的摩爾數(shù)與鋁鹽的摩爾數(shù)的比為0.5 1 1 10;水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中砷元素的摩爾數(shù)的比為 15 1 200 1，水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中氟離子的摩爾數(shù)的比為5 1 25 1。
所述的鐵鹽可選自氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵、聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合硝酸鐵等中的一種或大于一種以上的混合鹽。所述的鋁鹽溶液選自硫酸鋁、氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、硝酸鋁、聚合硝酸鋁、明礬等溶液中的一種或大于一種以上的混合物。所述的堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、硅酸鈉、氨水、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種或大于一種以上的混合物。堿液中氫氧根離子(Off)的摩爾數(shù)與水合鐵鋁氫氧化物中鐵的摩爾數(shù)與鋁的摩爾數(shù)之和的比為0.05 1 5 1之間。(2)按照以下方式的任何一種實現(xiàn)(1)中反應后的水固液分離，顆粒態(tài)砷氟得以去除，砷氟共存污染水中的砷氟得到凈化。1)靜置沉淀，沉淀時間為IOmin Mh ；2)砂介質過濾；3)膜過濾；4)靜置沉淀IOmin 4h后，將上清液進行砂介質過濾；5)靜置沉淀IOmin 4h后，將上清液進行膜過濾；6)靜置沉淀IOmin 4h后，將上清液進行砂介質過濾，過濾出水進行膜過濾；7)砂介質過濾之后進行膜過濾。所述的靜置沉淀指的是，將(1)中反應后的水靜置，顆粒物在重力作用下沉淀得以去除的過程。所述的砂介質過濾指的是，將水流經(jīng)由石英砂、無煙煤、磁鐵礦等濾料中的一種或一種以上按照任意比組成的填料層，從而顆粒物在濾料截留作用下得以去除的過程。進行砂介質過濾的水可以是(1)中反應后的水或(1)中反應后的水經(jīng)靜置沉淀之后的上清液。所述的膜過濾指的是水流經(jīng)微濾膜、超濾膜或納濾膜中的任何一種，使得顆粒物得以截留去除的過程。進行膜過濾的水可以是(1)中反應后的水，或(1)中反應后的水經(jīng)靜置沉淀之后的上清液，或(1)中反應后的水經(jīng)靜置沉淀之后的上清液再經(jīng)砂介質過濾后的水，或(1)中反應后的水經(jīng)砂介質過濾后的水。(3)本發(fā)明還提供了可連續(xù)實現(xiàn)上述過程的一體化反應器。一體化反應器包括混合反應器、吸附反應器，沉淀反應器、砂介質過濾器、膜過濾器等單元。其中，混合反應器的目的在于實現(xiàn)水合鐵鋁氫氧化物與砷氟共存污染水中的砷氟充分接觸；吸附反應器的目的在于實現(xiàn)砷氟共存污染水中的溶解態(tài)砷氟轉化為顆粒態(tài)砷氟；沉淀反應器、砂介質過濾、膜過濾器等的目的在于將顆粒態(tài)砷氟從水中的去除?；旌戏磻髦?，按照如(1)所述的方法將水合鐵鋁氫氧化物加入至砷氟共存污染水，并實現(xiàn)水合鐵鋁氫氧化物與水中砷氟充分接觸。混合反應器停留時間為0. 5 aiiin。吸附反應器水力停留時間為5 120min。沉淀反應器水力停留時間為IOmin 24h。砂介質過濾器中，濾料粒徑范圍為0. 5mm 2. Omm,厚度為0. 8m 1. 5m ；過濾濾速為 0. 5m/h 10m/h。膜過濾器可以是微濾、超濾、納濾中的任何一種或其組合方式；若為組合時，微濾應在超濾和納濾之前，超濾應在納濾之前。本發(fā)明實現(xiàn)的技術效果如下
1、除污染效能優(yōu)異，僅通過該處理工藝設備而無需其它設備投資便能同時去除砷、氟、濁度、顆粒物及重金屬等其他污染物，使處理水相關指標達到《國家生活飲用水標準》(GB 5749-2006)；具體而言，砷濃度低于0. 01mg/L，氟濃度低于1. Omg/L。2、工藝簡單，操作簡便，連續(xù)流運行，運行成本低廉，設備能半自動化運行，不需要復雜的再生過程及其配套設備，綜合處理成本在0. 2元/噸 1. 5元/噸之間。3、設備能根據(jù)源水砷氟濃度、形態(tài)及比例，待處理水量等參數(shù)靈活地進行設計以滿足不同地區(qū)的用水要求，具有廣譜的適應性。
具體實施例方式實施例1本實施例中，砷氟共存污染水含有0. lmg/L砷，2. Omg/L氟。配制鐵鹽與鋁鹽的混合液，其中鐵鹽為氯化鐵，鋁鹽為硫酸鋁，鐵鹽的摩爾數(shù)與鋁鹽的摩爾數(shù)的比為0.5 1?；旌弦褐袖X鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中砷元素的摩爾數(shù)的比為100 1，水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中氟離子的摩爾數(shù)的比為5 1。配制氫氧化鈉溶液，堿液中氫氧根離子(0H_)的摩爾數(shù)與水合鐵鋁氫氧化物中鐵的摩爾數(shù)與鋁的摩爾數(shù)之和的比為0.05 1。將鐵鹽與鋁鹽的混合液在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應 0. 5min。將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中并反應120min。停止攪拌，靜置120min，取出上清液。上清液中砷濃度為0. 009mg/L，氟濃度為 0. 8mg/L。實施例2 本實施例中，砷氟共存污染水含有0. lmg/L砷，2. Omg/L氟。配制鐵鹽與鋁鹽的混合液，其中鐵鹽為氯化鐵，鋁鹽為硫酸鋁，鐵鹽的摩爾數(shù)與鋁鹽的摩爾數(shù)的比為1 10?；旌弦褐袖X鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中砷元素的摩爾數(shù)的比為200 1，水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中氟離子的摩爾數(shù)的比為25 1。配制氫氧化鈉與硅酸鈉混合溶液，堿液中氫氧根離子(0H_)的摩爾數(shù)與水合鐵鋁氫氧化物中鐵的摩爾數(shù)與鋁的摩爾數(shù)之和的比為5 1。將鐵鹽與鋁鹽的混合液在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應 0. 5min。將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中并反應5min。停止攪拌，靜置120min ；將上清液流經(jīng)濾料為石英砂的介質過濾器，濾料粒徑范圍為1. Omm 2. Omm,厚度為0. 8m,過濾濾速為0. 5m/h。過濾器出水砷濃度為0. 002mg/L,氟濃度為0. 6mg/L。實施例3本實施例中，砷氟共存污染水含有0. 2mg/L砷，1. 5mg/L氟。配制鐵鹽與鋁鹽的混合液，其中鐵鹽為氯化鐵，鋁鹽為硫酸鋁，鐵鹽的摩爾數(shù)與鋁鹽的摩爾數(shù)的比為1 1?；旌弦褐袖X鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中砷元素的摩爾數(shù)的比為20 1，水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中氟離子的摩爾數(shù)的比為 10 1。配制氫氧化鈉與氫氧化鈣混合溶液，堿液中氫氧根離子(0H_)的摩爾數(shù)與水合鐵鋁氫氧化物中鐵的摩爾數(shù)與鋁的摩爾數(shù)之和的比為1 1。將鐵鹽在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應0. 5min ；之后將鋁鹽在充分攪拌條件下加入堿液與鐵鹽的混合液中，并在混合條件下繼續(xù)反應lmin。將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中并反應120min。停止攪拌后將水流經(jīng)濾料為無煙煤的介質過濾器，濾料粒徑范圍為1. 5mm 2. Omm,厚度為1. Om,過濾濾速為5m/h。過濾器出水砷濃度為0. 008mg/L,氟濃度為0. 9mg/ L0實施例4本實施例中，砷氟共存污染水含有0. 2mg/L砷，3mg/L氟。配制鐵鹽與鋁鹽的混合液，其中鐵鹽為氯化鐵，鋁鹽為硫酸鋁，鐵鹽的摩爾數(shù)與鋁鹽的摩爾數(shù)的比為1 1?；旌弦褐袖X鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中砷元素的摩爾數(shù)的比為20 1，水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中氟離子的摩爾數(shù)的比為 10 1。配制氫氧化鈉與氨水混合溶液，堿液中氫氧根離子(0H_)的摩爾數(shù)與水合鐵鋁氫氧化物中鐵的摩爾數(shù)與鋁的摩爾數(shù)之和的比為1 1。將鐵鹽在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應0. 5min ；之后將鋁鹽在充分攪拌條件下加入堿液與鐵鹽的混合液中，并在混合條件下繼續(xù)反應lmin。將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中并反應120min。停止攪拌后將水流經(jīng)濾料為無煙煤的介質過濾器，濾料粒徑范圍為1. 5mm 2. Omm,厚度為1. Om,過濾濾速為5m/h。過濾器出水砷濃度為0. 008mg/L,氟濃度為0. 9mg/ L0實施例5本實施例中，砷氟共存污染水含有0. 2mg/L砷，3mg/L氟。配制鐵鹽與鋁鹽的混合液，其中鐵鹽為氯化鐵，鋁鹽為硫酸鋁，鐵鹽的摩爾數(shù)與鋁鹽的摩爾數(shù)的比為1 3?；旌弦褐袖X鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中砷元素的摩爾數(shù)的比為100 1，水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中氟離子的摩爾數(shù)的比為6 1。配制氫氧化鈉與氫氧化鉀混合溶液，堿液中氫氧根離子(0H_)的摩爾數(shù)與水合鐵鋁氫氧化物中鐵的摩爾數(shù)與鋁的摩爾數(shù)之和的比為3 1。將鐵鹽與鋁鹽的混合液泵入含有砷氟共存污染水的混合反應器中，在充分攪拌條件下反應0. 5min后，再泵入堿液并繼續(xù)在充分攪拌條件下反應lmin，之后在充分攪拌條件下反應120min。反應后的水進入微濾膜反應器去除水中顆粒物，微濾膜反應器出水砷濃度為 0. 006mg/L,氟濃度為 0. 8mg/L。實施例6本實施例中，砷氟共存污染水含有0. 2mg/L砷，3mg/L氟。
配制鐵鹽與鋁鹽的混合液，其中鐵鹽為氯化鐵，鋁鹽為硫酸鋁，鐵鹽的摩爾數(shù)與鋁鹽的摩爾數(shù)的比為1 3?；旌弦褐袖X鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中砷元素的摩爾數(shù)的比為100 1，水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中氟離子的摩爾數(shù)的比為6 1。配制氫氧化鈉與碳酸鈉混合溶液，堿液中氫氧根離子(0H_)的摩爾數(shù)與水合鐵鋁氫氧化物中鐵的摩爾數(shù)與鋁的摩爾數(shù)之和的比為3 1。將鐵鹽的混合液泵入含有砷氟共存污染水的混合反應器中，在充分攪拌條件下反應0. 5min后，再泵入堿液并繼續(xù)在充分攪拌條件下反應lmin，再泵入鋁鹽并繼續(xù)在充分攪拌條件下反應Imin ；之后在充分攪拌條件下反應60min。反應后的水經(jīng)過沉淀反應器，沉淀單元停留時間為120min。沉淀反應器上清液進入介質過濾器過濾之后再經(jīng)超濾膜反應器過濾，超濾膜反應器出水砷濃度為0. 005mg/L，氟濃度為0. 5mg/L。
權利要求
1.一種同時去除水中砷氟的方法，其特征在于，首先利用水合鐵鋁氫氧化物將水中溶解性砷氟通過吸附、沉降、共沉降、表面絡合等作用轉化為顆粒態(tài)砷氟，之后通過固液分離過程將顆粒態(tài)砷氟從水中去除。
2.根據(jù)權利要求1所述的水合鐵鋁氫氧化物，其特征在于，水合鐵鋁氫氧化物由鐵鹽、 鋁鹽、堿液經(jīng)化學反應制備而成。
3.根據(jù)權利要求1和2所述的水合鐵鋁氫氧化物，其特征在于，所述的鐵鹽可選自氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵、聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合硝酸鐵等中的一種或大于一種以上的混合鹽。所述的鋁鹽溶液選自硫酸鋁、氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、硝酸鋁、聚合硝酸鋁、明礬等溶液中的一種或大于一種以上的混合物。鐵鹽的摩爾數(shù)與鋁鹽的摩爾數(shù)的比為 0. 5 1 1 10。所述的堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、硅酸鈉、氨水、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種或大于一種以上的混合物。堿液中氫氧根離子(Off)的摩爾數(shù)與水合鐵鋁氫氧化物中鐵的摩爾數(shù)與鋁的摩爾數(shù)之和的比為0.05 1 5 1之間。
4.根據(jù)權利要求1 4任一項所述的水合鐵鋁氫氧化物，其特征在于，可按照以下任何方式之一投加至砷氟共存污染水中1)將鐵鹽與鋁鹽的混合液在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應 0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120min。2)將堿液在充分攪拌條件下加入鐵鹽與鋁鹽的混合液中，并在攪拌條件下繼續(xù)反應 0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120min。3)將鐵鹽溶液在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應0.5 IOmin ； 再將鋁鹽溶液在充分攪拌條件下加入鐵鹽與堿液的混合液中，并在混合條件下繼續(xù)反應 0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120min。4)將鋁鹽溶液在充分攪拌條件下加入堿液中，并在混合條件下繼續(xù)反應0.5 IOmin ； 再將鐵鹽溶液在充分攪拌條件下加入鋁鹽與堿液的混合液中，并在混合條件下繼續(xù)反應 0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應5 120min。5)將堿液在充分攪拌條件下加入鐵鹽溶液中，并在攪拌條件下繼續(xù)反應0.5 IOmin ； 再將堿液與鐵鹽的混合液加入鋁鹽溶液中，在混合條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應 5 120mino6)將堿液在充分攪拌條件下加入鋁鹽溶液中，并在攪拌條件下繼續(xù)反應0.5 IOmin ； 再將堿液與鋁鹽的混合液加入鐵鹽溶液中，在混合條件下繼續(xù)反應0. 5 IOmin ；之后將反應生成的水合鐵鋁氫氧化物(連同液體)在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應 5 120mino7)將鐵鹽與鋁鹽的混合液在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應0.5 5min 后，在充分攪拌條件下加入堿液并繼續(xù)反應5 120min。8)將堿液在充分攪拌條件下加入砷氟共存污染水中，反應0.5 5min后，在充分攪拌條件下加入鐵鹽與鋁鹽的混合液并繼續(xù)反應5 120min。9)將鐵鹽與鋁鹽的混合液、堿液在充分攪拌條件下同時加入砷氟共存污染水中，并在攪拌條件下繼續(xù)反應5 120min。
5.一種根據(jù)權利要求1 4任一項所述的水合鐵鋁氫氧化物的應用方法，其特征在于， 水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中砷元素的摩爾數(shù)的比為15 1 200 1，水合鐵鋁氫氧化物中鋁鹽的摩爾數(shù)與砷氟共存污染水中氟離子的摩爾數(shù)的比為 5 1 25 1。
6.一種根據(jù)權利要求1 6任一項所述的顆粒態(tài)砷氟去除方法，其特征在于，當水中溶解態(tài)砷氟吸附在水合鐵鋁氫氧化物轉化為顆粒態(tài)砷氟之后，采用如下方法之一去除水中顆粒態(tài)砷氟1)靜置沉淀，沉淀時間為IOmin Mh；2)砂介質過濾；3)膜過濾；4)靜置沉淀IOmin 4h后，將上清液進行砂介質過濾；5)靜置沉淀IOmin 4h后，將上清液進行膜過濾；6)靜置沉淀IOmin 4h后，將上清液進行砂介質過濾，過濾出水進行膜過濾；7)砂介質過濾之后進行膜過濾。
7.一種根據(jù)權利要求1所述的同時去除砷氟方法的一體化反應器，其特征在于，一體化反應器包括混合反應器、吸附反應器，沉淀反應器、砂介質過濾器、膜過濾器等單元。其中，混合反應器停留時間為0. 5 aiiin ；吸附反應器水力停留時間為5 120min ；沉淀反應器水力停留時間為IOmin Mh ；砂介質過濾器中，濾料粒徑范圍為0. 5mm 2. Omm,厚度為 0. 8m 1. 5m ；水經(jīng)過砂介質過濾器的過濾濾速范圍為0. 5m/h 10m/h ；膜過濾器可以是微濾、超濾、納濾中的任何一種或其組合方式；若為組合時，微濾應在超濾和納濾之前，超濾應在納濾之前。
全文摘要
本發(fā)明屬于砷氟共存污染地下水中的砷氟去除技術領域，特別涉及以水合鐵鋁氫氧化物吸附砷氟的應用方法，尤其在農(nóng)村飲用水除砷除氟中的應用。本發(fā)明提供了利用水合鐵鋁氫氧化物將溶解態(tài)砷氟轉化為顆粒態(tài)砷氟、顆粒態(tài)砷氟從水中去除的方法，以及實現(xiàn)上述過程的一體化反應器。本發(fā)明提供的方法可用于去除飲用水、地下水、工業(yè)廢水中的砷氟，此外，該方法也可去除水中的汞、鉛、鋅、銅、鎘等重金屬。
文檔編號C02F9/04GK102295360SQ20101021024
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權日2010年6月23日
發(fā)明者蘭華春, 劉銳平, 吳鹍, 鞏文信, 曲久輝, 楊天明, 王洪杰 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心