[发明专利]一种深度去除水中砷的方法

说明书

本发明公开了一种深度去除水中砷的方法，该方法包括将铁酸铜CuFe₂O₄和过硫酸盐组成的复合体系加入含砷废水中，过硫酸盐包括过一硫酸盐和/或过二硫酸盐，以深度去除水中的砷，其中，铁酸铜与过硫酸盐的摩尔比为1～5∶1～15。本发明的方法工艺便捷性高，可实现高效氧化和深度除砷一体化处理，在去除水中砷方面有优异的性能，具有高度实用性，为含砷废水的处理提供有效的技术途径。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种深度去除水中砷的方法，具体涉及一种铁酸铜/过硫酸盐复合体系去除水中砷的方法。

背景技术

环境中砷以五价砷和三价砷存在，尤其三价砷，具有高度稳定性和毒性，一旦进入环境，对生态环境和人类健康造成极大危害，而传统水处理工艺很难实现砷的去除。吸附是现有比较有效的除砷技术，目前常见的吸附剂是活性炭。然而，活性炭成本高、吸附容量低、再生利用性差的缺点限制了其大规模实际应用，出水难以达到安全用水标准。单一的吸附也没有降低三价砷的毒性。目前，一些高级氧化技术（如UV/H₂O₂、芬顿试剂、UV/亚硝酸盐、过硫酸盐以及UV/过硫酸盐等）用于三价砷的氧化，然后用吸附剂吸附。相比其它氧化剂，过硫酸盐易操作、反应产物污染少。然而，过硫酸盐氧化需要额外紫外光照或加热引发，氧化工艺和吸附工艺不能同时兼顾进行。

目前已有专利报道采用过硫酸盐/铁粉/亚铁盐(NH₄)₂Fe(SO₄)₂.6H₂O复合体系用于砷的去除（申请号201610876924.7）。但是，申请人发现，该体系中加入过硫酸盐的目的是与铁元素（铁粉/亚铁盐）反应产生三价铁离子，三价铁离子只有在pH大于或等于7的碱性条件下（该专利为pH为7）转变为絮凝剂，然后沉淀五价砷，并且该发明工艺只对五价砷的去除有效。事实上，环境中砷以五价砷和三价砷共存，尤其三价砷，具有高度稳定性和毒性，浓度更高，一旦进入环境，对生态环境和人类健康造成极大危害。另外，含五价砷的絮凝物在水中分离困难，引起二次污染。

另有一篇专利报道泡沫铁酸铜吸附水中砷的报道（申请号201710637495.2）。该吸附剂铁酸铜长在泡沫铁基底上，铁酸铜暴露有限，只有在较高温度（50℃），吸附容量才有所提高，实际自然水体温度远低于50℃，该吸附剂在长达180 min内残留砷的浓度依然高于10µg/L（初始浓度为1000 µg/L），达不到含砷废水的排放标准，需要额外处理工艺才能实现达标排放。并且该发明吸附剂仅用于五价砷的去除，对毒性比五价砷大的三价砷没有吸附。

由上述可知，基于含三价砷废水的实际处理工艺要求，开发高效氧化-深度去除一体化方法是必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺便捷性高、可实现高效氧化和深度除砷一体化、除砷效果好且具有高度实用性的深度去除水中砷的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种深度去除水中砷的方法，所述方法包括将铁酸铜CuFe₂O₄和过硫酸盐组成的复合体系加入含砷废水中，以深度去除水中的砷，其中，铁酸铜与过硫酸盐的摩尔比为1～5∶1～15。

上述的深度去除水中砷的方法中，优选的，所述过硫酸盐包括过一硫酸盐和/或过二硫酸盐。

上述的深度去除水中砷的方法中，优选的，所述过一硫酸盐包括过一硫酸钠、过一硫酸钾、过一硫酸氢钠和过一硫酸氢钾中的一种或多种。

上述的深度去除水中砷的方法中，优选的，所述过二硫酸盐包括过二硫酸钠、过二硫酸钾、过二硫酸铵、过二硫酸氢钠和过二硫酸氢钾中的一种或多种。