[发明专利]一种利用纳米氧化铁高效吸附地下水中砷的方法

说明书

本发明公开了一种利用纳米氧化铁高效吸附地下水中砷的方法，包括以下步骤：制备介孔结构、制备粒径小于10纳米的纳米氧化铁、形成树脂基纳米氧化铁复合材料、沉淀处理、震荡处理、吸附墙吸附净化、混合离心处理以及清洗树脂基纳米氧化铁复合材料，本发明通过采用快速冷冻的方式制成的介孔结构与粉状三氯化铁制成纳米氧化铁，可以保证纳米氧化铁粒径小于10纳米，具有小粒径纳米氧化铁的树脂基纳米氧化铁复合材料对砷元素的吸附能力高，从而作为吸附墙可以提高对地下水中砷的净化作用，在保证饮水安全的同时，也可以做到经济推广，适合西北水质型缺水地区的改水工作，具有高效和低成本的优点。

技术领域

本发明涉及地下水净化领域，尤其涉及一种利用纳米氧化铁高效吸附地下水中砷的方法。

背景技术

地下水是指赋存于地面以下岩石空隙中的水，狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水，地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。砷是一种类金属元素，砷的许多化合物都含有致命的毒性，在我国新疆、内蒙古、陕西、贵州、吉林、宁夏、青海等省份的一些城市都存在着不同程度的地下水砷超标问题，净化地下水中的砷显示尤为重要。

目前用于地下水净化砷的方法有离子交换法、反渗透法、混凝沉淀法和吸附法，但离子交换法存在着净化效率低的缺点，反渗透工艺的成本消耗较高，不利于长期的净化需求发展，混凝沉淀法虽然方法简单、便于实施，但是存在着难以将地下水中砷含量进化到排放标准，会产生大量的含砷废渣，会对环境造成二次污染，吸附法在处理地下水中砷的时候具有净化效率高、污染小的优点，但是也存在净化时间周期长以及净化成本高的问题，除砷材料往往长期累加产生的费用较高，不是特别适用于原位试验，

因此，本发明提出一种利用纳米氧化铁高效吸附地下水中砷的方法，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明通过采用快速冷冻的方式制成的介孔结构与粉状三氯化铁制成纳米氧化铁，可以保证纳米氧化铁粒径小于10纳米，以及通过将纳米氧化铁转载于阳离子交换树脂基上，形成树脂基纳米氧化铁复合材料，具有小粒径纳米氧化铁的树脂基纳米氧化铁复合材料对砷元素的吸附能力高，从而作为吸附墙可以提高对地下水中砷的净化作用，提高净化效率，在保证饮水安全的同时，也可以做到经济推广，适合西北水质型缺水地区的改水工作，具有高效和低成本的优点。

本发明提出一种利用纳米氧化铁高效吸附地下水中砷的方法，包括以下步骤：

步骤一：制备介孔结构，先利用十六烷基三甲基氯化铵、硅酸盐和1，3，5～三甲基苯溶液进行混合后再快速冷冻处理，获得介孔结构；

步骤二：制备粒径小于10纳米的纳米氧化铁，将氯化亚铁和水配制成水溶液后进行加热、洗涤、分离、研磨后制成粉状三氯化铁，再将粉状三氯化铁利用介孔结构进行加热处理，制成粒径小于10纳米的纳米氧化铁；

步骤三：将纳米氧化铁转载于阳离子交换树脂基上，形成树脂基纳米氧化铁复合材料；

步骤四：将含砷的地下水引入沉淀池内，并利用PH调节剂调节沉淀池内PH至为4～7，再将沉淀池内水温控制为5～35摄氏度，进行沉淀处理1～2小时；

步骤五：将沉淀池内沉淀处理后的含砷的地下水上层水引入过渡池，并向过渡池内加入树脂基纳米氧化铁复合材料，进行震荡处理；

步骤六：将树脂基纳米氧化铁复合材料填覆在吸附墙内，再利用水泵将过渡池内的地下水穿过填覆有树脂基纳米氧化铁复合材料的吸附墙,并引入蓄水池；

步骤七：将蓄水池内的地下水导入离心机内，再将树脂基纳米氧化铁复合材料加入离心机内，进行混合离心处理；

步骤八：将吸附墙和离心机内的树脂基纳米氧化铁复合材料用氯化氢溶液进行清洗处理后进行回收，将用于清洗的氯化氢溶液采用碱液进行中和净化再回收。