曾輝平，尹燦，盛加寶，李冬，張杰,3

(1.北京工業(yè)大學 建筑工程學院，北京，100124；2.北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京，100082；3.哈爾濱工業(yè)大學 環(huán)境學院，黑龍江 哈爾濱，150090)

砷是一種有毒、致癌的化學元素，長期飲用含砷水會引起皮膚、肝臟、膀胱、腎、肺等人體器官的病變[1]。世界衛(wèi)生組織(WHO)給出的飲用水標準最大砷質(zhì)量濃度限值為10 μg/L[2]。但有報道稱，世界上超過20個國家和地區(qū)的地下水存在砷含量超標問題[3]。為保證人體健康，飲用水中砷的質(zhì)量濃度必須嚴格控制，為此，混凝沉淀[4]、離子交換[5]、吸附[6]、膜過濾[7-8]、電化學[9]等眾多的除砷技術應運而生。其中，吸附法以其高效的吸附性能、使用條件限制小、運行過程中無需額外投加藥劑、操作簡單等優(yōu)點成為各大除砷技術中最有發(fā)展前景的方法[3]。在過去幾十年的研究中，研究者們開發(fā)各種各樣的除砷吸附劑并研究吸附性能，但是這些吸附劑往往使用純化學藥劑制備，有的成本很高，所以，人們開始致力于一些廢棄材料的研究[10-12]，一方面利用廢棄物的吸附潛能以節(jié)約成本，另一方面可以為廢棄物資源化提供一種新的途徑。曾輝平等[13]指出，除鐵錳水廠生物濾池產(chǎn)生的反沖洗含鐵廢棄污泥是一種很好的吸附劑，最大砷吸附量能達40.37 mg/g。但由于這種材料粒徑小，導致其在吸附后很難從處理過后的水中分離出來，所以，在工程應用中具有局限性，OCINSKI等[14]也得到過類似的研究結果。鑒于此種反沖洗鐵泥中有較高的鐵含量，本研究采用溶劑熱法將其成功制備成一種帶有磁性的粉末吸附劑(magnetic powder adsorbent,MPA)，可以用簡單的磁裝置收集，從而解決原材料細小粉末態(tài)吸附劑使用后與水分離困難的問題。另外，當吸附劑達到吸附飽和以后，為了保證高效的吸附能力需要更換新的吸附介質(zhì)[15]。吸附介質(zhì)的頻繁更換以及大量廢棄吸附劑的處理都會增加成本，因而，吸附劑能否再生和重復利用也是評估吸附劑性能的一個重要方面。所以，本文還系統(tǒng)研究磁性吸附劑的再生過程，以便為這種新型的磁性吸附劑找到再生的最佳條件，明確吸附劑的再生過程中性能變化，以期望制備的磁性吸附劑能夠最大限度地開發(fā)利用價值，避免資源浪費。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與主要試劑

原材料：除鐵除錳水廠(進水總 Fe2+質(zhì)量濃度為14.9 mg/L，Mn2+質(zhì)量濃度為0.8～1.0 mg/L)穩(wěn)定運行階段生物濾池的反沖洗廢水經(jīng)自然風干、用研缽研磨后過直徑為0.150 mm篩，得到反沖洗鐵泥粉末。

主要試劑：砷測定過程中使用的硼氫化鉀；氫氧化鈉和硫脲均為優(yōu)級純；鹽酸為分析純。其他使用藥劑如Na2HAsO4·7H2O、無水乙酸鈉和乙二醇等均為分析純，藥品購自天津福晨化學試劑有限公司。

主要儀器：100 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓反應釜；DHG-9070A電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司)；THZ-82恒溫振蕩器(金壇市杰瑞爾電器有限公司)；AFS-8230原子熒光分光光度計(北京吉天儀器有限公司)；pHSJ-3F實驗室pH計(上海儀電科學儀器股份有限公司)；BRUCKER D8 X射線衍射儀(德國布魯克公司)；Versalab振動樣品磁強計(美國Quantum Design公司)；Nicolet IS10傅里葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜分析儀(美國尼高力公司)；電子分析天平，等。

1.2 磁性吸附劑的制備

將2 g反沖洗泥、10.8 g無水乙酸鈉溶于60 mL乙二醇中，攪拌30 min后，將形成的懸濁液轉(zhuǎn)入100 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓反應釜中，擰緊釜體，密封。隨后，將反應釜放入烘箱，將烘箱升溫至180℃恒溫保持10 h。待反應釜自然冷卻至室溫，取出底部黑色沉淀，分別用無水乙醇和去離子水交替清洗，用磁鐵分離，此過程重復5～8次。將所得產(chǎn)物置于干燥箱中，于60℃下干燥6 h，得到磁性粉末吸附劑MPA，制備流程如圖1所示。

1.3 除砷實驗

1.3.1 等溫吸附實驗

稱取0.02 g MPA置于一系列250 mL具塞玻璃瓶中，加入100 mL初始質(zhì)量濃度范圍為0.1～40 mg/L的As(Ⅴ)溶液，利用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至7.0±0.1。溫度分別設置為25，35和45℃，以100 r/min的轉(zhuǎn)速恒溫振蕩24 h，測定As(Ⅴ)的剩余質(zhì)量濃度。吸附結束后再次測定溶液pH。

1.3.2 等電點測定實驗

MPA吸附砷前后的等電點采用酸堿趨勢法測定[14,16]。在一系列容量為 250 mL錐形瓶中加入100 mL濃度為0.1 mol/L的硝酸鈉溶液和0.05 g MPA，調(diào)節(jié)pH至4～11，在25℃下以100 r/min的轉(zhuǎn)速在恒溫震蕩箱中震蕩吸附24 h至pH穩(wěn)定，計算吸附前后pH的差值ΔpH。作初始pH和ΔpH的關系圖，ΔpH=0時得到MPA的等電點pHpzc1，在此情況下吸附質(zhì)不釋放任何H+和OH-。同理，用吸附砷后的MPA重復以上步驟得到等電點pHpzc2。

圖1 MPA制備流程Fig.1 Preparation flow chart of MPA

1.3.3 不同pH和離子強度下除砷影響實驗

在一系列容量為250 mL錐形瓶中加入100 mL初始質(zhì)量濃度為0.5 mg/L的As(Ⅴ)溶液，吸附劑投加量為0.2 g/L，溶液pH在3～10范圍內(nèi)，硝酸鈉濃度離子分別采用1，5，10，50和100 mmol/L，在25℃條件下以100 r/min震蕩吸附24 h后測定溶液剩余As(Ⅴ)質(zhì)量濃度。

1.4 再生實驗

1.4.1 再生前后吸附動力學實驗

稱取0.8 g MPA置于容量為1 L的聚乙烯瓶中，加入800 mL質(zhì)量濃度為1 mg/L的As(Ⅴ)溶液，在25℃下以130 r/min的轉(zhuǎn)速恒溫振蕩。自反應開始至24 h，以一系列不同的時間間隔取水樣，每次1 mL，測定砷質(zhì)量濃度。同理使用一次再生材料(MPA-1)、二次再生材料(MPA-2)以及三次再生材料(MPA-3)測定動力學。

1.4.2 不同氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)和脫附時間下的再生實驗

將達到吸附飽和的 MPA進行再生。解吸再生過程吸附劑投加量為10 g/L，采用0.1%，0.5%，1%和2%這4種質(zhì)量分數(shù)的氫氧化鈉再生液，在25℃下以130 r/min的轉(zhuǎn)速恒溫震蕩脫附7 h，每間隔一定時間取水樣，測定砷質(zhì)量濃度，計算脫附量。

1.4.3 不同溫度下的再生實驗

采用質(zhì)量分數(shù)為 1%的氫氧化鈉再生液，脫附溫度在15～75℃范圍內(nèi)以10℃為間隔，每個溫度下在以130 r/min的轉(zhuǎn)速恒溫震蕩。震蕩脫附3 h后取水樣，測定水中砷質(zhì)量濃度，計算脫附量。

1.5 固體廢物的砷浸出實驗

將5.7 mL 冰醋酸溶入去離子水中，定容至1 L，保持溶液pH為2.88±0.05，獲得提取劑。按液固比為20∶1 L/kg加入提取劑和吸附劑，蓋緊瓶蓋后進行回旋震蕩，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為40～120 r/min，于25℃下震蕩18 h取樣，測砷質(zhì)量濃度。

1.6 砷的測定與分析方法

實驗所涉及的砷質(zhì)量濃度均使用原子熒光光譜法測定。取10 mL上清液過0.45 μm濾膜后置于容量為100 mL容量瓶中，加入5 mL稀鹽酸和10 mL硫脲定容至100 mL，用原子熒光光度計(AFS)測砷質(zhì)量濃度。為增加準確性，測定2個平行樣質(zhì)量濃度取平均值，As(Ⅴ)的吸附量和脫附量計算公式如下。

吸附量：

脫附量：

式中：qex和qet分別為單位吸附劑的吸附和脫附砷的質(zhì)量分數(shù)，mg/g；ρ0為加入的待去除As(Ⅴ)的初始質(zhì)量濃度，mg/L；ρt為 t時刻溶液中的As(Ⅴ)的質(zhì)量濃度，mg/L；V為參加反應溶液的體積，L；M為在吸附過程中吸附劑MPA的質(zhì)量，g。

2 結果與討論

2.1 MPA表征

圖2所示為MPA的X線衍射測定結果。將圖譜中出現(xiàn)的特征衍射峰與各礦物標準 XRD圖譜進行比對，可得MPA的主要磁性成分為磁赤鐵礦即γ-Fe2O3。本實驗原材料為取自除鐵錳水廠生物濾池的反沖洗鐵泥，其主要成分為無定形的羥基氧化鐵并摻雜著其他水處理過程中截留去除的雜質(zhì)[13]，推測磁性物質(zhì)形成過程如下：在溶劑熱反應過程中，羥基氧化鐵作為鐵源，反應釜中形成的高溫、高壓密閉環(huán)境使乙二醇作為還原劑還原部分三價鐵，同時在醋酸鈉造成的堿性環(huán)境下二價鐵與未反應的三價鐵生成磁鐵礦，在后續(xù)干燥過程中磁鐵礦在氧化條件下經(jīng)次生作用生成磁赤鐵礦。反應式如下：

圖2 MPA的XRD衍射圖譜Fig.2 XRD pattern of MPA

在室溫下測得MPA的磁滯回線如圖3所示。MPA的磁滯回線呈現(xiàn)典型的“S”形，其飽和磁化強度為16.95 A·m2/kg。實驗制備的磁性吸附劑材料在懸浮狀態(tài)下短時間內(nèi)不會完全沉降，但在外加磁場的作用下，磁性材料 MPA能夠迅速地富集，水樣變澄清，磁分離效果很好。

圖3 MPA的飽和磁滯回線Fig.3 Hysteresis loops of MPA

2.2 MPA除砷性能

不同的初始砷質(zhì)量濃度下往往吸附劑的吸附容量會有很大差別。吸附等溫實驗是計算吸附材料最大吸附容量的一種重要實驗手段。實驗將25℃下MPA對As(Ⅴ)的等溫吸附測試結果用Langmuir模型(式(3))和Freundlich模型(式(4))進行擬合，得到曲線如圖4所示，相關參數(shù)見表1。

式中：qe為平衡吸附量,mg/g；ρe為平衡質(zhì)量濃度，mg/L；qm為最大吸附量，mg/g；KL和 KF分別為Langmuir和Freundlich吸附常數(shù)。

圖4 25℃時Langmuir和Freundlich方程擬合MPA的吸附等溫線Fig.4 Langmuir and Freundlich Isothermal adsorption simulation at 25℃

Langmuir模型為單分子層理論吸附模型，而Freundlich模型經(jīng)常用來描述不均勻表面的吸附，常為多層吸附[17]。從表1中得到的R2看，MPA對As(Ⅴ)的吸附過程與 Langmuir模型的擬合程度更高，說明As(Ⅴ)在MPA上的吸附與單層吸附理論更為契合。擬合得到 25℃下 MPA最大吸附量為 8.694 mg/g。對MPA在35℃和45℃下同樣進行等溫吸附實驗，計算得到的 As(Ⅴ)最大吸附量為 10.005 mg/g和 13.400 mg/g，該結果表明溫度升高對As(Ⅴ)的吸附有促進作用。另外，對吸附后的溶液 pH進行測定發(fā)現(xiàn)，吸附后溶液pH上升0.3～0.8。

2.3 MPA除砷機制探究

2.3.1 砷吸附前后MPA等電點的變化

在溶液為某一特定 pH時，會使得吸附劑解離出陰離子或陽離子的程度或趨勢相當，吸附劑表面呈電中性，此時溶液的pH即為該物質(zhì)的等電點pHpzc[18]。吸附前后等電點的變化是表征離子在吸附劑表面吸附類型的重要參數(shù)。圖5所示為根據(jù)吸附砷前后的MPA得到的 pH-ΔpH曲線。未吸附砷前 MPA的等電點pHpzc1為 7.68。用吸附砷后的 MPA測試得到的 pHΔpH曲線與ΔpH=0軸的交點明顯向左偏移，等電點pHpzc2降低為 7.18。陰離子的專性吸附會使吸附劑表面帶上更多的負電荷，不同于靜電吸附，這種專性吸附會導致吸附劑等電點的降低[19]，故判斷 As(Ⅴ)在MPA 上發(fā)生專性吸附。

表1 MPA的吸附等溫線擬合參數(shù)Table 1 Isotherm parameters for arsenic adsorption on the MPA

圖5 吸附砷前后MPA的pH-ΔpH曲線Fig.5 Relationship between ΔpH and initial pH for determination of pHpzc before and after As(Ⅴ)adsorption

2.3.2 不同pH和離子強度下除砷效果及MPA的FTIR表征

不同pH和離子強度條件下MPA的除砷效果如圖6所示。離子強度改變對吸附行為的影響可以用來判斷被吸附離子在吸附劑表面的吸附絡合物類型，從而提供砷吸附機理的信息。一般認為，形成外層絡合物在宏觀上表現(xiàn)為離子強度的增加會使砷吸附量減少，這是因為溶液中存在的其他離子可以通過同樣的靜電引力作用在吸附劑表面形成外層絡合物，與砷競爭導致吸附量下降；而內(nèi)層絡合作用可以在各種表面上進行，不受制于吸附劑表面帶有的電荷，形成的內(nèi)層絡合物表現(xiàn)為吸附量對離子強度并沒有依賴性，反而可能由于溶液中的離子補償了因?qū)Ｐ晕綄е碌谋砻骐姾煽杖倍刮饺萘吭龃骩19]。從圖6可以看出：除少量異常外，當硝酸鈉濃度從 1 mmol/L升高到100 mmol/L時，As(Ⅴ)的吸附容量均呈逐漸升高趨勢。這表明As(Ⅴ)在MPA表面形成內(nèi)層絡合物，內(nèi)層絡合物以共價鍵或離子鍵結合，相比于外層絡合物更加穩(wěn)定。這與 MPA吸附砷前后等電點的偏移呈現(xiàn)的結果相一致。

圖6 不同pH下硝酸鈉濃度對MPA除砷的影響Fig.6 Influence of NaNO3 concentrations on MPA’s arsenic removal efferent under different pH

另外，在等溫吸附實驗中發(fā)現(xiàn)，吸附砷后的溶液pH均有一定程度升高。PECINI等[20]認為，砷酸鹽能夠取代金屬氧化物表面的—OH或水分子，以配體交換的方式形成內(nèi)層復合物。所以，為進一步明確MPA的除砷機理，對吸附砷前后的MPA 進行FTIR表征(如圖7所示)，并分析其官能團組成和成鍵結構。從圖7可以看到：吸附砷前的MPA在波長3 386.37 cm-1處的峰為羥基的伸縮振動峰，在1 628.64 cm-1處的峰為羥基的彎曲振動峰，波長452.21 cm-1處的峰為FeOOH的吸收峰，1 400.62 cm-1處的峰為羧基的振動峰。顯然，溶劑熱法制備的以磁赤鐵礦為主的 MPA存在有多種表面羥基，它們是能發(fā)生離子交換的重要結構，且有一些未轉(zhuǎn)化的 FeOOH也能發(fā)揮吸附效能。吸附砷后，3 386.37 cm-1和1 628.64 cm-1處振動峰的降低，且1 400.62 cm-1處的羧基振動峰減弱，此外，在波長876.04 cm-1處顯現(xiàn)出微弱的As—O鍵伸縮振動峰，這是吸附過程中含羥基結構與 As(Ⅴ)結合在 MPA表面形成砷酸鐵所致[21-22]。由此判斷 MPA同大部分金屬氧化物一樣，其表面的—OH2或—OH與 As(Ⅴ)進行離子交換并絡合形成Fe—O—As鍵，發(fā)生專性吸附，吸附后溶液 pH升高與—OH被砷酸鹽取代進入溶液中有關。

圖7 吸附砷前后MPA的FTIR表征圖Fig.7 FTIR characterization diagram of MPA before and after As(Ⅴ)adsorption

2.4 MPA再生性能

在除砷性能測試中發(fā)現(xiàn)，砷在極堿性環(huán)境中會與氫氧根離子發(fā)生競爭而不能與 MPA順利發(fā)生吸附反應。利用此原理，本文使用的再生液選用不同質(zhì)量分數(shù)的氫氧化鈉溶液，用來對吸附到 MPA上的砷進行解吸，并探討和研究其過程。

2.4.1 不同氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)下 MPA的砷解吸及再吸附效果

圖8所示為不同再生液質(zhì)量分數(shù)下MPA解吸砷的量及再吸附效果。從圖8(a)可以看出：砷的脫附量隨著時間的延長逐漸增大，到7 h時4種再生條件下的砷解吸量均已達到平衡，而且在脫附時間為 0.5 h時已經(jīng)有很大一部分砷被脫附下來，隨后的脫附量隨時間緩慢變化直至達到平衡。其原因可能是再生開始時吸附于 MPA表面的砷很快被脫除，但分布于孔隙中的砷需要經(jīng)過緩慢遷移才能進入再生液。但是不難發(fā)現(xiàn)，砷的脫附量與使用的氫氧化鈉再生液質(zhì)量分數(shù)有很大的關系。質(zhì)量分數(shù)為0.1%，0.5%，1.0%和2%的氫氧化鈉再生液達到的砷脫附量分別為 0.409，0.504，0.607和0.618 mg/g，即再生液質(zhì)量分數(shù)越高，解吸下來的砷越多。但氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)為1%和2%時達到的脫附量已經(jīng)非常接近，說明此時再增加氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)對砷的脫附不會再有很大的影響。CHEN等[15]在實驗中也得到相似的結論：隨著氫氧化鈉升高到一定濃度后，砷的脫附效率趨于穩(wěn)定，再增加氫氧化鈉的濃度不會得到更高的砷脫附率。另一方面，并非所有的被吸附的砷都能被解吸下來，氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)為0.1%，0.5%，1.0%和2.0%時的解吸率分別為56.08%，69.15%，83.34%和84.81%。

圖8 脫附和吸附特征Fig.8 Characteristics of desorption and adsorption

用 4種不同質(zhì)量分數(shù)的氫氧化鈉再生后的 MPA再次進行吸附實驗，在不同的吸附時間下吸附量如圖8(b)所示。從圖8(b)可以看出：氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)的第 2次吸附效果從好變差依次為 1.0%，2.0%，0.5%和0.1%，且在6，12和24 h的吸附時間下均得到一致的結果。這可能是由于隨著再生液質(zhì)量分數(shù)從0.1%增長到1.0%，解吸下來的砷逐漸變多，故吸附劑上空出的砷吸附位點變多，所以，吸附效果呈現(xiàn)出氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)從1.0%到0.5%再到0.1%依次變差。但再生液質(zhì)量分數(shù)升高到2.0%，推測更強的堿性環(huán)境可能改變了 MPA的表面結構性質(zhì)，不利于發(fā)生吸附，而且空的吸附位點并沒有顯著增多，導致其吸附效果并沒有很大提升。故再生液中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)對MPA的再生性能有重要的影響，在當前實驗條件下，質(zhì)量分數(shù)為1.0%的氫氧化鈉再生效果最佳。

2.4.2 不同溫度下砷的解吸

因為氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)在 1.0%時脫附效果較好且再增加質(zhì)量分數(shù)脫附效果并未有顯著增強，所以，選用質(zhì)量分數(shù)為1.0%的氫氧化鈉作為再生液。在一系列溫度下進行脫附實驗研究，結果如圖9所示。從圖9可見：脫附量隨溫度的升高存在一個先升高后降低的變化過程，最佳脫附溫度為55℃左右。升高溫度有利于吸附的砷從吸附劑上脫附下來[19]，所以，在15～55℃內(nèi)脫附量逐漸增加。但從溫度對吸附效果的影響實驗結果來看，隨著溫度升高，吸附過程的推動力也增加，脫附下來的砷會很快又被吸附到 MPA表面，因而在65℃和75℃時脫附量反而下降。

圖9 不同溫度下As(Ⅴ)的脫附量Fig.9 As(Ⅴ)desorption at different temperatures

2.4.3 再生次數(shù)對吸附動力學的影響

為了更好地研究MPA再生后的吸附性能的變化，使用原材料MPA和經(jīng)質(zhì)量分數(shù)為1%的氫氧化鈉再生液、1次再生材料MPA-1，2次再生材料MPA-2及3次再生材料MPA-3分別進行吸附動力學研究，結果如圖10所示。再生后的MPA在吸附前期(前6 h)反應速率更快，這很可能是由于再生過程改變了 MPA內(nèi)部孔道結構，使一些吸附位點裸露出來，從而使 MPA的結構更有利于吸附。但再生材料在24 h時的吸附容量呈現(xiàn)下降趨勢。對4個周期的動力學使用準一級動力學(式(5))和準二級動力學(式(6))進行擬合，擬合得到的參數(shù)見表2。

式中：t為反應時間，h；qt為在t時刻MPA吸附砷的量，mg/g；qe為吸附平衡時MPA吸附砷的量，mg/g；k1和k2分別為準一級和準二級動力學方程的速率常數(shù)。

圖10 MPA再生前后吸附動力學曲線Fig.10 Adsorption kinetic curve of MPA before and after regeneration

研究發(fā)現(xiàn)，這4種材料對As(Ⅴ)的吸附過程均與準二級動力學模型擬合更好，說明再生前后的 MPA對 As(Ⅴ)的整個吸附過程中化學吸附起關鍵性作用[16]。由準二級動力學模型計算的理論平衡吸附量qe發(fā)現(xiàn)再生后的吸附容量會逐漸降低，這與實際實驗中所觀察到的結果一致。正如2.4.1節(jié)論證，再生液的處理并不能使吸附到 MPA上的砷完全脫附下來，仍有一部分吸附位點被砷占據(jù)，所以，再生次數(shù)的增加會導致砷的飽和吸附量越來越低。3次再生后吸附量能夠保持初始吸附量的71.1%。

2.5 砷浸出試驗

MPA多次使用后必然會耗盡吸附性能。水處理中廢棄吸附劑通常會被作為固體廢物進行填埋處理，為模擬使用后的 MPA固體廢棄物中的砷在填埋場環(huán)境中的遷移，參考 TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)方法進行砷浸出實驗。不同振蕩頻率下MPA吸附廢物中的As(Ⅴ)浸出實驗結果如圖11所示。

表2 動力學模型擬合參數(shù)Table 2 Parameters of kinetic models

圖11 不同振蕩頻率下MPA固體廢棄物的砷浸出質(zhì)量濃度Fig.11 As(Ⅴ)mass concentration leached from MPA waste at different rotating speeds

顯然，轉(zhuǎn)速提高會增大固體顆粒相互之間以及與水分子之間推動力，促進離子脫落，故浸出的砷質(zhì)量深度也相應略有升高。根據(jù)危險廢物浸出毒性鑒別標準(GB 5085.3—2007)，浸出液中危害成分砷的質(zhì)量深度不得超過5 mg/L，但由圖11知，在所有轉(zhuǎn)速下浸出的砷質(zhì)量深度均遠遠低于此限值。因此，As(Ⅴ)離子在MPA上的結合很牢固，耗盡吸附性能的MPA可以直接進行填埋處理而對環(huán)境影響不大。

3 結論

1)以鐵泥為原料，乙二醇為溶劑、通過添加無水乙酸鈉在高壓反應釜中進行溶劑熱反應制備磁性粉末吸附劑MPA，MPA對As(Ⅴ)的吸附過程與Langmuir單分子層等溫吸附模型更為契合，25，35和45℃時擬合得到的最大吸附量分別為8.694，10.005和13.400 mg/g。

2)MPA吸附砷后的零電點降低，從 7.68降為7.18。隨著離子強度的增加，砷的去除率升高。

3)使用質(zhì)量分數(shù)為0.1%，0.5%，1.0%和2.0%的氫氧化鈉溶液作為再生液對砷進行解吸再生，質(zhì)量分數(shù) 1.0%時效果最佳，超過 1.0%后解吸率并不會有明顯增加且會降低再生材料的再吸附效果。在15～75℃范圍內(nèi)的解吸實驗中，55℃時的解吸率最高。

4)MPA經(jīng)3次再生后仍具有較強的吸附能力，仍能夠保持初始吸附量的 71.1%，再生材料對砷的吸附速率變快但最終吸附量逐漸下降。在模擬垃圾填埋場環(huán)境下，吸附在 MPA上的 As(Ⅴ)不易溶出，對環(huán)境影響不大。