一种磁场强化铁碳除砷的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水处理技术领域，具体地涉及一种磁场强化铁碳除砷的方法。
【背景技术】
[0002]砷及砷化合物是世界卫生组织(WHO)下属的国际癌症研究所(IARC)、美国环境卫生科学研究院(NlEHS)、美国环保局(USEPA)等诸多权威机构所公认的致癌物。长期饮用高砷水，会引起黑脚病、神经痛、血管损伤以及增加心脏病发病，所以我国在2006年12月颁布的新的生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)中规定生活饮用水中砷的最高允许浓度为10 μ g/Lo
[0003]据调查，我国饮水中砷的浓度在30?49 yg/L范围内的饮用人口为902万人，水中砷浓度为50?99 μ g/L的饮用人口为334万人，而水中砷浓度超过100 μ g/L的饮用人口为229万人。新疆、内蒙古、陕西、贵州、吉林、宁夏、青海等省、自治区的一些城市都不同程度地存在着饮用水中砷超标的问题，而且已经在人群中引起了砷中毒的现象，中毒地区范围之大已经远远超过孟加拉国。故在中国发展高效、价廉的方法去除饮用水中的砷已经是亟待解决的问题。
[0004]铁碳微电解工艺作为一种经济高效、操作简便和材料廉价易得的废水处理工艺，能够通过氧化还原、吸附作用和絮凝作用去除水体中的含砷污染物。但是铁碳微电解工艺也存在着不足之处，如在PH值较低的情况下，铁的溶出量增大，使得水体中铁离子含量超标；且反应过后的碱中和阶段产生大量的含铁废泥；容易形成板结或出现沟流现象，降低处理效果；阳极容易出现钝化等现象。目前强化铁碳微电解的工艺主要有:超声强化、外加电场强化、阳极多金属材料制备和加入其他试剂等。
[0005]磁现象是一种普遍存在的物理现象，早在20世纪20年代就有研究者研究过磁场对化学反应的影响，磁场所产生的磁力能够改变物质最外层的电子运动，从而对化学反应产生影响。目前国内外还没有报道磁场强化铁碳微电解工艺去除垃圾渗滤液中有机污染物的研究。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种磁场强化铁碳除砷的方法，以利用磁场强化铁碳微电解工艺处理含砷水，降低阳极钝化，加速阳极反应，提高工艺去除砷的反应速率和去除效果。
[0007]为实现上述目的，本发明提供的磁场强化铁碳除砷的方法，在反应池周围外施加磁场，向反应池内砷污染的废水中加入零价铁与颗粒活性炭，外力搅拌下使得水体得到净化。
[0008]所述的方法中，废水的pH值为3.0-6.5。
[0009]所述的方法中，零价铁与颗粒活性炭的重量比为1:5-5:1。
[0010]所述的方法中，废水中零价铁与颗粒活性炭的加入量均为10-30mg/L。
[0011]所述的方法中，零价铁为纳米铁。
[0012]所述的方法中，外加磁场的磁场强度为40-200mT。
[0013]所述的方法中，外加磁场为低温超导磁体的磁场。
[0014]本发明与现有技术相比，具有如下优点:
[0015]本发明主要是针对砷(As5+)的去除。与现有技术相比，本发明的技术基于在超导磁体强磁场的作用下，能够降低阳极的钝化，加速阳极反应，利用磁场提高铁碳微电解的效率，加快砷的去除速率，提高铁碳对砷的去除率，提高含砷絮体的絮凝沉降速度和过滤速度，同时减小了铁碳的投加量，降低处理成本。使得水体得到净化，使用安全，可以保证出水的质量。
[0016]1、本发明与现行的铁碳去除砷技术相比，可提高铁碳对砷的去除效率，同时减小铁碳的投加量，提尚铁碳的利用率。
[0017]2、本发明使铁碳法除砷的环境和应用范围得以拓宽，将铁碳去除砷的有效pH范围由弱碱性拓宽到弱酸性到强碱性较宽的PH使用范围。不仅适用于厌氧环境而且适用于好氧环境；不但适用于工业废水，而且适用于地下水处理；
[0018]3、采用超导磁场强化铁碳除砷，利用磁场能够降低水分子间的约束力，改变絮凝物的结构，使絮凝物粒度增大，从而提高絮体的沉降速率，缩短反应沉降时间，缩小反应器容积。同时，可显著改善滤渣的过滤性能，改善渣的脱水性能。
[0019]4、本发明对现有的铁碳除砷的完全混合式反应器进行改造比较简便，仅需将其置于低温超导磁场中。采用低温超导磁场的优势:磁场强度可变范围大，可根据实际需要调整磁场强度；超导磁场可利用空间大，可用于施加于大型反应器；低温超导磁场一旦低温启动运行，产生磁场的电线圈即在超导状态下运行，电阻为零，所以能耗为零，利用低温超导磁场强化铁碳除砷所需额外运行成本低。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]废水中含As5+浓度为5mg/L，铁碳投加量为5g/L，铁碳质量比为1: 3。实验考察有无磁场条件下铁碳对砷的处理效果，其中有磁场的条件为低温超导磁体，磁场强度为40mt，实验结果表明，当反应时间为30min时，没有磁场的出水As5+浓度为3.35mg/L，而有磁场的出水As5+浓度为1.03mg/L.
[0022]实施例2
[0023]废水中含As5+浓度为5mg/L，铁碳投加量为5g/L，铁碳质量比为1:1。实验考察有无磁场条件下铁碳对砷的处理效果，其中有磁场的条件为低温超导磁体，磁场强度为40mt，实验结果表明，当反应时间为40min时，没有磁场的出水As5+浓度为3.15mg/L，而有磁场的出水As5+浓度为0.15mg/L。
【主权项】
1.一种磁场强化铁碳除砷的方法，在反应池周围外施加磁场，向反应池内砷污染的废水中加入零价铁与颗粒活性炭，外力搅拌下使得水体得到净化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，废水的pH值为3.0-6.5。3.根据权利要求1所述的方法，其中，零价铁与颗粒活性炭的重量比为1:5-5:1。4.根据权利要求1所述的方法，其中，废水中零价铁与颗粒活性炭的加入量均为10_30mg/L。5.根据权利要求1、3或4所述的方法，其中，零价铁为纳米铁。6.根据权利要求1所述的方法，其中，夕卜加磁场的磁场强度为40-200mT。7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，外加磁场为低温超导磁体的磁场。
【专利摘要】一种磁场强化铁碳除砷的方法，在反应池周围外施加磁场，向反应池内砷污染的废水中加入零价铁与颗粒活性炭，外力搅拌下使得水体得到净化。本方法可有效地处理各种含砷水，提高铁碳的利用率，减少药剂的消耗，加快反应速率。反应一旦启动，操作简便，易于控制，经济节约。
【IPC分类】C02F1/48, C02F101/20, C02F1/463
【公开号】CN105016436
【申请号】CN201510382100
【发明人】赵颖, 席北斗, 龚斌, 彭星, 李英军, 李 瑞, 高如泰, 郝艳, 杨天学, 李曹乐, 李晓光
【申请人】中国环境科学研究院
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月2日