目前地表水突发砷污染频发,严重威胁着人们的生命财产安全,己成为亟待解决的环境问题。由于地表水突发砷污染事件具有水量大、浓度变化范围广、处理时间紧迫等特点,目前的常用除砷技术中,实际应用到地表水应急除砷的技术只有混凝沉淀法和吸附法。但在实践中,混凝沉淀法应急除砷存在含砷底泥的二次污染和底泥的后续处理等问题。吸附法相对于混凝沉淀法,具有运行方便和无二次污染的优点,有广阔的发展前景。本研究针对地表水突发砷污染问题,选用常用的吸附材料进行除砷性能研究。对应用比较广泛的活性氧化铝进行吸附动力学、等温线、热力学及各因素(温度、粒径、pH、离子影响等)影响试验研究,该研究对于活性氧化铝应用于砷污染水体处理提供了理论依据；同时通过把活性氧化铝装料成吸附袋,构建移动吸附装置,模拟应急吸附除砷系统,探讨移动除砷规律。试验分析了装置移动速度、初始浓度、吸附剂量和吸附袋长度等参数对除砷效果的影响,并用量纲分析法对除砷规律进行探讨,以期得到各参数对砷吸附效率影响的经验公式,为移动吸附除砷的实际应用提供一定的理论依据与技术参数。本论文的主要研究结果如下：(1)通过除砷材料优选试验得出,活性氧化铝、活性炭、沸石、粉煤灰和赤铁矿的费兰德里方程中的K值依次为0.48、0.32、0.03、0.03和0.06。K值代表吸附剂吸附容量的大小,说明氧化铝对砷的吸附效果最好。(2)活性氧化铝吸附As(Ⅲ)和As(V)平衡时间为24h,吸附过程均符合伪二级吸附速率方程,粒径内扩散速率是控制反应速率的因素；活性氧化铝对As(Ⅲ)和As(V)的平衡吸附量随初始浓度增加而升高。由Langmuir方程得到理论的单层饱和吸附容量为71.94mg/g和79.37mmg/g；吸附过程为自发放热反应,升高温度有利于吸附的进行；活性氧化铝吸附As(Ⅲ)和As(V)中的吸附平均自由能、吸附热、焓变都比较低,说明吸附过程以物理吸附为主,无化学键等强作用力存在。(3)粒径越小,活性氧化铝吸附As(Ⅲ)和As(V)的吸附容量越大；pH在5.5-8.5之间,去除效果较好；温度和溶解度对吸附的影响比较小,升高温度有利于吸附的进行；活性氧化铝吸附As(V)时,P043-有较大的影响,去除率分别下降了80%和50%,S2-和有机磷无明显影响。相对来说AA吸附As(Ⅲ)时,几乎不受这些离子的影响。故吸附过程中,As(Ⅲ)比As(V)受离子影响更小一些,稳定性更好。(4)吸附袋优选试验证明,运行速度对去除效果有很大的影响。在运行速度为1.71m/min条件下,在吸附袋外径<800mm时,各层间活性氧化铝达到吸附平衡。移动吸附试验结果表明,运行速度1.71m/min～3.8m/min之问、初始浓度为0.14mg/L～1.34mg/L之间、吸附剂量为7.5kg和15kg和吸附袋长度为200mm和500mm时,各层之间去除规律完全一致,各层间浓度没有差异,达到中试试验的最佳效果。(5)运行速度对整个过程中的去除率影响不大,去除率均达到87%以上,对吸附速率有一定的影响。在运行初期20h内,运行速度越大,吸附速率越快。运行速度对吸附速率影响随着时间的增加逐渐减小；初始浓度对去除率有显著影响,浓度越高,去除率越大,浓度为1.34mg/L时比0.14mg/L去除率高20%；吸附剂量为7.5kg和15kg时,去除率分别约为64%和87%。吸附剂量对吸附速率和去除率影响均比较大,吸附剂量大时去除率和吸附速率均比较大；在吸附剂量相同条件下,吸附袋长度为200mm和500mm时去除规律完全一致。(6)由试验结果可知,去除率与水样体积、初始浓度、取样离水面的距离、吸附袋长度成反比,而与吸附剂总质量、取样时间、运行速度和水深等因素成正比。
