一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法技术

一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法，涉及除锑方法，解决了现有除锑方法药剂投量大，氧化剂易泄漏，处理技术复杂，使用操作不方便，难以进行大规模应用的问题。本发明专利技术方法：向含锑水中加入亚硫酸盐，将水引入装有锰砂的过滤床，亚硫酸盐在锰砂的催化作用下，被氧气迅速氧化为硫酸根自由基，然后，硫酸根自由基将吸附在锰砂表面的Sb

A method for removing antimony from water by sulfite intensified manganese sand

A method of removing antimony in water by sulphite strengthening manganese sand, which involves the method of antimony removal, has solved the problem that the current antimony removal method has large dosage, easy leakage of oxidant, complex treatment technology, inconvenient operation and difficult to carry out large-scale application. The method of the invention is to add sulfite into the water containing antimony and introduce water into a filter bed containing manganese sand. Sulfite is quickly oxidized to the radical of sulfate radical under the catalysis of manganese sand, and then the radical of sulfate radical will be adsorbed on the surface of manganese sand on Sb

【技术实现步骤摘要】
一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法
本专利技术涉及饮用水处理领域，尤其涉及一种去除饮用水中锑的方法。
技术介绍
锑(Sb)是一种有金属光泽的类金属元素，主要存在于自然界的含锑矿物中，如辉锑矿、锑华矿。由于其导热导电性能不高，被广泛用于半导体合金、电池、润滑剂、弹药、电缆包皮、玻璃、焊接合金等工业领域。中国已成为世界上最大的锑及其化合物生产国，而其中大部分又都产自湖南省冷水江市的锡矿山，但由于开采技术落后造成锑污染日益严重，锡矿山周围的土壤、水体及植被都受到了严重污染。锑能在生物体及环境中进行富集，并能与细胞中蛋白质的巯基结合，影响酶的活性或破坏细胞内离子平衡使细胞缺氧而引起人体代谢紊乱。人体持续接触高浓度的锑，会导致皮肤以及黏液膜受到刺激，引起的急性影响有化学性结膜炎、鼻炎、咽炎、喉炎、支气管炎、肺炎；锑作为药剂的副作用包括代谢紊乱和肝及心脏的退化；慢性影响包括头痛、头晕、易兴奋、失眠、乏力、肠胃功能紊乱、粘膜刺激症状。基于锑的毒性和环境安全性，我国对生活饮用水中锑的浓度做了一定的限制，《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定锑浓度的限值为5μg/L。在自然环境中，锑主要以三价锑(Sb3+)和五价锑(Sb5+)存在，三价锑的毒性是五价锑10倍以上。目前，去除锑的方法主要有吸附法、混凝沉淀法、氧化还原法、离子交换法等。吸附法具有除锑效率高、易操作等优点，但由于水中阴阳离子的干扰，吸附法对低浓度锑污染物的去除效率较低。混凝沉淀法主要是通过投加化学药剂混凝共沉淀使体污染物得到去除，存在药剂投量大，锑去除效率低的问题。氧化法是将三价锑氧化为五价锑，再通过吸附沉淀的方式进行去除。专利CN103922512A公开了一种水中微量锑的去除方法，高铁酸盐将三价锑氧化为五价锑，同时利用还原生成的纳米铁氧化物作为吸附剂，进行吸附、沉淀、过滤去除。周雪婷等(华南师范大学学报，2017，29(3)：49-54)利用高铁酸钾将三价锑氧化为五价锑，然后利用原位形成的氢氧化铁胶体吸附水中的五价锑。还原法是将五价锑还原为三价锑。专利CN103159300A公开了一种电化学方法去除水中五价锑污染物的方法，利用电化学阴极将五价锑还原为三价锑，然后通过吸附、混凝与沉淀共同作用将三价锑去除。专利CN103408108A公开了亚硫酸钠与电化学组合快速去除水中五价锑污染物的方法，利用阳极溶解方法产生亚铁和铁离子，与外加的亚硫酸钠组合，将五价锑还原为三价锑，再通过混凝与沉淀作用去除生成的三价锑污染物。综上所述，目前去除水中锑的方法存在药剂投量大，氧化剂易泄漏，处理技术复杂，使用操作不方便，难以进行大规模应用的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有除锑方法存在药剂投量大，氧化剂易泄漏，处理技术复杂，使用操作不方便，难以进行大规模应用的问题，提供一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法。本专利技术的一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法，是通过以下步骤实现的：一、向含锑待处理水中加入亚硫酸盐，控制亚硫酸盐浓度为5～100mg/L；二、将含有亚硫酸盐的待处理水引入装有锰砂的过滤床，进行过滤处理后，即完成利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法。所述待处理水为地下水或地表水经混凝、沉淀处理后出水，流程见图1。所述亚硫酸盐为亚硫酸钠(Na2SO3)、亚硫酸钾(K2SO3)、亚硫酸钙(CaSO3)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、亚硫酸氢钾(KHSO3)中的一种或几种的混合物。本专利技术一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法的原理：水中亚硫酸盐(SO32-)在锰砂的催化作用下，被氧气(O2)迅速氧化为硫酸根自由基(SO4·-)，见反应式(1)至(3)，然后，生成的硫酸根自由基能够迅速将吸附在锰砂表面的三价锑(Sb3+)氧化生成易于去除的五价锑(Sb5+)，见反应式(4)，锰砂对五价锑的吸附容量是三价锑的5～10倍，亚硫酸盐强化了锰砂对水中锑的去除，达到除锑的目的。SO4-+Sb3+→Sb5++SO42-(4)本专利技术的一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法具有以下优点：(1)亚硫酸盐化学性质稳定，运输、储存方便，价格便宜，商业易得；(2)亚硫酸盐已被国家正式列入饮用水还原剂产品目录，操作简单，不需要额外增加设备，不改变水厂原有处理工艺，能够进行大规模应用；(3)锰砂催化氧气氧化亚硫酸盐产生硫酸根自由基速度快；(4)硫酸根自由基能够迅速将三价锑(Sb3+)氧化生成易于去除的五价锑(Sb5+)，锑去除效率高，去除率达96％以上。附图说明图1是一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法的工艺流程。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一：本实施方式的一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法，是通过以下步骤实现的：一、向含锑待处理水中加入亚硫酸盐(SO32-)，控制亚硫酸盐浓度为5～100mg/L；二、将含有亚硫酸盐的待处理水引入装有锰砂的过滤床，进行过滤处理后，即完成利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法。所述待处理水为地下水或地表水经混凝、沉淀处理后出水，流程见图1。本专利技术一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法的原理：水中亚硫酸盐(SO32-)在锰砂的催化作用下，被氧气(O2)迅速氧化为硫酸根自由基(SO4·-)，见反应式(1)至(3)，然后，生成的硫酸根自由基能够迅速将吸附在锰砂表面的三价锑(Sb3+)氧化生成易于去除的五价锑(Sb5+)，见反应式(4)，锰砂对五价锑的吸附容量是三价锑的5～10倍，亚硫酸盐强化了锰砂对水中锑的去除，达到除锑的目的。SO4·-+Sb3+→Sb5++SO42-(4)本专利技术的一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法具有以下优点：(1)亚硫酸盐化学性质稳定，运输、储存方便，价格便宜，商业易得；(2)亚硫酸盐已被国家正式列入饮用水还原剂产品目录，操作简单，不需要额外增加设备，不改变水厂原有处理工艺，能够进行大规模应用；(3)锰砂催化氧气氧化亚硫酸盐产生硫酸根自由基速度快；(4)硫酸根自由基能够迅速将三价锑(Sb3+)氧化生成易于去除的五价锑(Sb5+)，锑去除效率高。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的待处理水中的亚硫酸盐浓度为10～90mg/L。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的待处理水中的亚硫酸盐浓度为15～80mg/L。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的待处理水中的亚硫酸盐浓度为20～70mg/L。其它与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述的待处理水中的亚硫酸盐浓度为30～60mg/L。其它与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述的待处理水中的亚硫酸盐浓度为40～50mg/L。其它与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：亚硫酸盐为亚硫酸钠(Na2SO3)、亚硫酸钾(K2SO3)、亚硫酸钙(CaSO3)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、亚硫酸氢钾(KHSO3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法，其特征在于它是通过以下步骤实现的：一、向含锑待处理水中加入亚硫酸盐，控制亚硫酸盐浓度为5～100mg/L；二、将含有亚硫酸盐的待处理水引入装有锰砂的过滤床，进行过滤处理后，即完成利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法。

【技术特征摘要】
1.一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法，其特征在于它是通过以下步骤实现的：一、向含锑待处理水中加入亚硫酸盐，控制亚硫酸盐浓度为5～100mg/L；二、将含有亚硫酸盐的待处理水引入装有锰砂的过滤床，进行过滤处理后，即完成利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法。2.根据权利要求1所述的一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法，其特征在于亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法，其特征在于所述待处理水为地下水或地表水经混凝、沉淀处理后出水。4.根据权利要求1所述的一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锑的方法，其特征在于所述的待处理水中的亚硫酸盐浓度为10～90mg/L。5.根据权利要求1所述的一种利用亚硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞素艳，徐莹莹，陈雷，白莉，江进，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22