专利名称：去除生活饮用水中的砷、铅、铬、镉、汞的方法
技术领域：
本发明涉及一种去除生活饮用水中的砷、铅、铬、镉、汞的方法。
砷、铅、铬、镉、汞是对人体和动物能产生巨大毒害的有毒金属，号称环境中的五毒。由于人为污染和地球地质的原因，某些生活饮用水源可能会含有其中一种甚至几种成分，如果含量超过国家规定的卫生标准就会对人体和动物健康造成危害，有时甚至会在大面积范围内对为数众多的人群造成灾难。例如2000年3月湖南郴州马桥村，由于人为产生的砷污染，使数百人砷急性中毒。而孟加拉国由于地质的原因，地下井水中有含量高达4ppm的砷，使8500万人不同程度砷中毒。又如，有名的痛痛病和水俁病分别是饮含有镉和汞的水所致。
有关文献中已公布了些去除生活饮用水中的有害金属元素的方法，如印度高等化学学报[1993,65(1),P30-31页]公布了用NaClO溶液和铁盐从管井水中去除砷的方法。其中所加铁盐的含量是水中所含砷含量的100-200倍，之所以铁盐加量如此大，因其未考虑水的pH值对砷盐沉淀形成的显著影响，故只有用加大铁盐量来达到有效去除砷的目的。长春应用化学研究所公布了一种含砷工业废水的净化方法(专利申请号85102296)，它是向废水中加入数倍于砷量的铁盐，在搅拌下加入氨水调pH值至8-9，再加适量纸浆，继续搅拌一定时间，滤去沉淀，即可达到除砷之目的。其虽注意了调pH值，但其所用的去除剂为氨水，会有氨水的臭味存在，且pH值为8-9，显然此法不适合于生活饮用水；另在除砷中没有采用氧化剂，故除砷不彻底。
本发明的目的是针对上述只限于除水中砷的方法，而且方法中均存在一定不足的实际情况，旨在提供一种去除生活饮用水中的砷、铅、铬、镉、汞的方法，采用本方法，可有效去除水中的砷、铅、铬、镉，使其含量能低于有关标准，汞的含量大大降低。本发明目的的实现方式为，去除生活饮用水中的砷、铅、铬、镉、汞的方法，先边搅拌边向被处理水中加入硫酸亚铁，加量为五元素摩尔总量的12～15倍，充分搅拌，有亚砷酸亚铁、砷酸铁沉淀。再加稀NaOH溶液，调pH值为7～8为止，充分搅拌，逐步生成氢氧化亚铁絮化物。再加漂白精或漂白粉，其加量为能将亚铁中的60-70％的亚铁氧化为三价铁的量，漂白精或漂白粉还将五元素的低价酸根氧化成高价，并生成多种难溶性盐的沉淀物及氢氧化铁絮状物，滤去带沉淀的絮状物，得五元素含量少于标准要求量的生活饮用水。
铁盐(包括硫酸亚铁、三氯化铁、聚合硫酸铁)已早就用作净水剂，当它只用作吸附水中的悬浮物和细菌，以改善水的感观形态，如浊度、色度和微生物等，它多用于高浊度水的处理。而本发明在被处理水中加入硫酸亚铁，先是使水中含砷的砷酸酸根生成亚砷酸亚铁、砷酸铁沉淀。
然后再加入稀的NaOH溶液，调pH值至7-8，充分搅拌，在搅拌中逐步生成氢氧化亚铁的絮状物，而后再加入漂白精或漂白粉，尤以加漂白精为优，因漂白精中的有效氯含量高，故加量相应的少，漂白精的含钙量少，它可与硫酸根结合形成沉淀，使在水中的残留量小。
亚铁离子和五元素的离子或酸根在漂白精的次氯酸钙的作用下，由低价氧化成高价。其中70％的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3絮状物。5种元素的酸根由低价氧化成高价，酸根与金属离子结合，可形成下述难溶盐的混合沉淀。
As→FeAsO4Pb3(AsO4)2PbCrO4Cd3(AsO4)2Pb→Pb(AsO4)2PbCrO4Pb(OH)2Cr→PbCrO4Cr(OH)3CdCrO4Cd→Cd3(AsO4)2CdCrO4Cd(OH)3Hg→Hg2CrO4HgOFe(OH)2、Fe(OH)3具有十分庞大的比表面积并带有电荷，因而其具有强大的吸附和共沉淀性能。这两种氢氧化物在酸碱度不同的介质中比表面积不同，如在酸性溶液中为100m2/g，而在碱性溶液中则可高达320m2/g。本发明用稀NaOH调节pH，不仅使铁的氢氧化物的比表面积大，吸附性强，而且在调节过程中，铁的氢氧化物经过酸、碱两区间，更使其吸附性能得到充分发挥。
本发明采用硫酸亚铁和漂白精，并调pH值为7-8，使水中的五元素生成难溶性氢氧化物或难溶盐的沉淀，这些沉淀为铁的絮状物所吸附而共沉淀下来，经过滤后除去。
下面举出一采用本方法除去自来水中的五元素的实施例。试验水样中含As、Pb、Cr、CCl各1000μg/L,Hg20μg/L。
取上述水样10L，先加FeSO4·7H2O 2g，有效Cl含量为60％的漂白精0.4g，浓度为5％的NaOH溶液12ml，其去除效果见下表
从表中可见，采用本发明方法，可使生活饮用水中的砷、铅、铬、镉、汞的含量大大低于国家标准，汞的含量大大降低。
权利要求
1.去除生活饮用水中的砷、铅、铬、镉、汞的方法，其特征在于先边搅拌边向被处理水中加入硫酸亚铁，加量为五元素摩尔总量的12～15倍，充分搅拌，有亚砷酸亚铁、砷酸铁沉淀，再加稀NaOH溶液，调pH值为7～8为止，充分搅拌，逐步生成氢氧化亚铁絮化物，再加漂白精或漂白粉，其加量为能将60-70％的亚铁氧化为三价铁的量，漂白精或漂白粉还将五元素的低价酸根氧化成高价，并生成多种难溶性盐的沉淀物及氢氧化铁絮状物，滤去带沉淀的絮状物，得五元素含量少于标准要求量的生活饮用水。
全文摘要
去除生活饮用水中的砷、铅、铬、镉、汞的方法,是向含此五种重金属的生活饮用水中依次加入硫酸亚铁、调pH值的NaOH及漂白精或漂白粉。本发明将上述物质加入到水中后,漂白精将五元素和部分铁氧化成高价态,在水中生成难熔氢氧化物或难熔盐沉淀,它们被铁的氢氧化絮状物吸附并共同沉淀以被过滤除去。采用本发明方法可有效去除砷、铅、铬、镉、汞,使水中铁、砷、铅、铬、镉的含量大大低于国家标准。
文档编号C02F1/68GK1295031SQ0013121
公开日2001年5月16日 申请日期2000年12月5日 优先权日2000年12月5日
发明者易求实, 易嘉骢 申请人:易求实