料液中单价阴离子选择性脱除方法与相关技术
水中砷的去除：竞争阴离子对用KMnO4-Fe(Ⅱ)工艺去除As(Ⅲ)的影响
水中砷的去除：竞争阴离子对用KMnO4-Fe（Ⅱ）工艺去除As（Ⅲ）的影响Xiaohong Guan*, Haoran Dong, Jun Ma*, Li Jiang城市水资源与水环境国家重点实验室（哈工大），哈尔滨工业大学，哈尔滨，中国摘要：在pH4-9范围内研究了用适当剂量的硫酸亚铁KMnO4-Fe（Ⅱ）工艺去除As（Ⅲ）时硫酸盐，磷酸盐，硅酸盐，腐殖酸(HA)对其的影响。
在pH6-9硫酸存在情况下脱砷率下降6.5-36.0％，并且吸附的减少不会随着硫酸浓度从50至100mg/ L增加而增大。
1 mg/L的磷酸盐，pH从4增加到6时，脱砷率逐渐下降，在pH7-9时急剧下降。
在pH4-5情况下，10 mg/L的硅酸盐对脱砷率下降影响甚微，在较高pH 6-9下脱砷率减少较为显着。
pH6-9 时HA的存在大大降低脱砷率并且高浓度的HA会使脱砷率下降更快。
pH值使竞争性阴离子对KMnO4-Fe（Ⅱ）工艺脱砷的影响很大，这四种阴离子影响去除As（Ⅲ）的程度依次为：磷酸盐>腐植酸>硅酸盐>硫酸。
硫酸与其他三种阴离子不同，因为硫酸主要通过竞争吸附降低脱砷率，磷酸盐，硅酸盐和HA是通过对As（III）的竞争吸附和与Fe（II）形成的氢氧化铁螯合降低脱砷率。
关键词：脱砷，竞争性阴离子，硫酸，磷酸盐，硅酸盐，腐殖酸，KMnO4-Fe1.前言砷酸盐（As（Ⅴ）和亚砷酸盐（As（Ⅲ））是许多国家污染的地下水和地表水中常见的砷化物。
由于其无臭无味的性质，砷已被视为剧毒化学物质（Jeong 和Fan，2007）。
即使饮用水中含有少量砷也会对人体健康产生不良影响。
砷在肝，肺，肾，膀胱中积累，通过皮肤渗透（Wu et al，1989）。
由于其高毒性，美国环境保护署（USEPA），世界卫生组织（WHO）和中华人民共和国卫生部将饮用水中砷的最高含量水平（MCL）从50µg/L下调到10µg/L（Guan et al.，2009b）。
单价选择性电渗析对高盐废水一二价阴离子的分离
Separation of monovalent/divalent anions in high鄄salt wastewater by monovalent selective electrodialysis
第 41 卷第 9 期 圆园21 年 9 月
试验研究
工业水处理 陨灶凿怎泽贼则蚤葬造 宰葬贼藻则 栽则藻葬贼皂藻灶贼
灾燥造援41 晕燥援9 Sep.袁圆园21
DOI院10.19965/ki.iwt.2020-1176
单价选择性电渗析对高盐废水一/二价阴离子的分离
李福勤袁朱 敏袁张引弓袁李佳宾
咱基金项目暂 河北省重点研发计划项目渊19213602D冤
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工业水处理 圆园21-09袁41渊9冤
李福勤袁等院单价选择性电渗析对高盐废水一/二价阴离子的分离
条件袁实现系统的优化袁以期为高盐废水处理实现 野零排放冶提供参考遥
1 实验部分
1.1 实验原理及流程 首 先 将 均 相 阴 离 子 交 换 膜 浸 泡 在 0.5 g/L 的
4袁4爷-二叠氮二苯乙烯-2袁2爷-二磺酸钠渊DAS冤溶液 中 8 h袁然后将膜取出进行 30 min 的紫外线照射袁利 用 DAS 中的磺酸基团与叠氮基团使其具有单价选 择性能袁得到单价选择性阴离子交换膜也14页遥实验过程 中采用的电渗析膜堆由 10 张单价选择性阴离子交 换膜尧11 张阳离子交换膜和专用隔板渊PP 材质冤组 成袁交替排列形成淡室和浓室遥 2 种膜的有效尺寸均 为 17.5 cm伊7 cm袁主要性能见表 1遥
处理溶液中杂质离子的一般思路与方法
处理溶液中杂质离子的一般思路与方法
处理溶液中杂质离子的一般思路与方法主要有以下几种：
1. 生成沉淀法：在溶液中加入一种试剂，使杂质离子转化为沉淀，然后过滤掉沉淀以除去杂质离子。
2. 氧化-还原法：通过加入氧化剂或还原剂，使杂质离子发生氧化-还原反应，从而将其转化为无害的物质或易于去除的形式。
3. 转化法：通过加热或加入试剂，将物质中的杂质直接转化为所需要的物质。
例如，在处理含有碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液时，可以通过加入适量的氢氧化钠溶液或加热煮沸的方法，将碳酸氢钠转化为碳酸钠。
请注意，选择哪种方法取决于杂质离子的性质和目标产物的要求。
在实际操作中，还需要注意操作的可行性和安全性，以及避免引入新的杂质等问题。
一种去除水中阴离子的吸附材料的制备方法及应用[发明专利]
![一种去除水中阴离子的吸附材料的制备方法及应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5c927180011ca300a7c3908d.png)
专利名称：一种去除水中阴离子的吸附材料的制备方法及应用专利类型：发明专利
发明人：张文君,张圣洁,闭致远,李晴,葛文书,贺高红
申请号：CN202010659512.4
申请日：20200710
公开号：CN111871380A
公开日：
20201103
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种去除水中阴离子的吸附材料的制备方法及应用，属于环境保护中污水净化处理技术领域。
利用有机阳离子季铵盐对蒙脱土进行疏水改性，制备出有机蒙脱土，用于水体中阴离子的吸附。
采用该方法制备而得的有机改性蒙脱土吸附剂对水中阴离子有良好的吸附容量和去除率，且疏水改性后的体系更易于从水中分离。
本发明为废水中阴离子的去除提供了新技术参考，且具有良好的回收和循环利用价值。
本发明所需原材料来源广，几乎无毒，常见易得，采集花费低，制备工艺简单，去除效率高，周期短，可回收再利用，是处理废水中阴离子的一种有效吸附剂。
申请人：大连理工大学
地址：124221 辽宁省盘锦市辽东湾新区大工路2号
国籍：CN
代理机构：大连理工大学专利中心
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一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法
一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法
1、用离子交换树脂去除：用离子交换树脂可以去除水溶液中
的甲苯磺酸阴离子，具体步骤如下：
①将水溶液中的甲苯磺酸阴离子放入离子交换树脂中；
②将离子交换树脂放入容器中，加入适量的洗涤液，搅拌均匀；
③将搅拌后的混合液放入滤器中，过滤出液体，滤液即为去除甲苯磺酸阴离子的溶液。
2、用溶剂沉淀法去除：溶剂沉淀法是一种常用的去除水溶液
中甲苯磺酸阴离子的方法，具体步骤如下：
①将水溶液中的甲苯磺酸阴离子加入溶剂中，搅拌均匀；
②将搅拌后的混合液放入滤器中，过滤出液体，滤液即为去除甲苯磺酸阴离子的溶液；
③将滤液加入沉淀剂，搅拌均匀，使甲苯磺酸阴离子沉淀；
④将沉淀物用滤纸过滤，滤液即为去除甲苯磺酸阴离子的溶液。
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本技术公开了一种料液中单价阴离子选择性脱除方法。
它利用阴离子交换膜对单价离子的选择性透过，结合电容去离子单元的吸附作用，在脱除实验装置中对料液中的单价阴离子的有效去除。
本技术通过使用不同的单价阴离子选择性交换膜结合电容去离子技术，对于一定组分、pH、浓度的料液，采用一定的操作电压、进料流速、操作时间、实现了选择性脱除单价阴离子，本方法工艺流程简单易于操作，成本低效率高，绿色环保。
技术要求1.一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于利用阴离子交换膜对单价离子的选择性透过，结合电容去离子单元的吸附作用，在脱除实验装置中对料液中的单价阴离子的有效去除。
2.根据权利要求1所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于脱除实验装置包括放置料液的循环池（1），循环池（1）内通过蠕动泵（2）与电容去离子单元（3）形成循环体系，电容去离子单元（3）连接直流电源（4），直流电源（4）上设有万用表（5），循环池（1）上设有电导率仪（7），电导率仪（7）与直流电源（4）分别连接电脑主机（6），电容去离子单元（3）包括两个隔板（301）及分别设置在隔板内侧的电极（302），阴离子交换膜（303）位于其中一个电极（302）内侧，阳离子交换膜（304）位于另一个电极（302）内侧。
3.根据权利要求2所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于阴离子交换膜为单价选择性阴离子交换膜，选自ASV或ACS。
4.根据权利要求2所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于电极（302）的材料为石墨材料、活性炭材料或碳气凝胶材料。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于料液为NaCl、Na2SO4或NaCl和Na2SO4，料液浓度为0.2-50 mM，优选为0.5-2.0 mM。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于料液为pH为4-10。
7.根据权利要求1-3任一所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于直流电源（4）的操作电压为0.2-10 V，优选为1.0-1.4 V。
8.根据权利要求1-3任一所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于料液的进料流速为10-60 mL/min，优选为30 mL/min。
9.根据权利要求1-3任一所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于脱除时间为5-15 min。
技术说明书一种料液中单价阴离子选择性脱除方法技术领域本技术属于环境污染与治理技术领域，涉及水处理技术，具体涉及一种料液中单价阴离子选择性脱除方法。
背景技术近几十年来，随着经济增长，城镇化和工业化，发展中国家大量的水资源受到污染。
由于各种生态因素，无论是自然还是人为的，许多地区的地下水中都含有各种有害污染物，如氟化物，硝酸盐，硫酸盐，农药，其他重金属等。
传统脱盐技术往往由于不够稳定的产水水质或是昂贵的安装和维护成本等各种因素受到极大的制约。
电容去离子（CDI），由于其低成本，节能且环保的优点发展为一种新兴的脱盐技术。
一个CDI单元由一对相对放置的多孔电极与隔膜构成。
进料水流过间隔物通道，同时对多孔电极对施加直流电压，进料液中的盐离子在电场力的作用下被定向吸附固定至多孔电极上，从而实现脱盐。
膜电容去离子（MCDI）是近年来在 CDI 基础上发展起来的新技术。
相比 CDI，离子交换膜的引入提高了MCDI 脱盐性能，降低了能耗，是一种具有很大发展潜力的新型绿色脱盐技术。
传统的 MCDI 在脱盐时，离子交换膜可以透过全部带同种电荷的离子，例如，阳离子交换膜能透过所有阳离子，阴离子交换膜能透过所有阴离子，而对于同种电荷不同价态的离子没有选择透过性。
实际的工程应用中，往往仅需要选择性吸附某种离子，仍使用普通离子交换膜会造成能量浪费。
因此，对单价离子选择性吸附成为本项目的着眼点。
本专利旨在开发出一种料液中单价阴离子选择性脱除方法。
技术内容针对上述问题，本技术的目的在于提供一种料液中单价阴离子选择性脱除方法。
所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于利用阴离子交换膜对单价离子的选择性透过，结合电容去离子单元的吸附作用，在脱除实验装置中对料液中的单价阴离子的有效去除。
所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于脱除实验装置包括放置料液的循环池，循环池内通过蠕动泵与电容去离子单元形成循环体系，电容去离子单元连接直流电源，直流电源上设有万用表，循环池上设有电导率仪，电导率仪与直流电源分别连接电脑主机，电容去离子单元包括两个隔板及分别设置在隔板内侧的电极，阴离子交换膜位于其中一个电极内侧，阳离子交换膜位于另一个电极内侧。
所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于阴离子交换膜为单价选择性阴离子交换膜，选自ASV或ACS。
所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于电极的材料为石墨材料、活性炭材料或碳气凝胶材料。
所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于料液为NaCl、Na2SO4或NaCl 和Na2SO4，料液浓度为0.2-50 mM，优选为0.5-2.0 mM。
所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于料液为pH为4-10。
所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于直流电源的操作电压为0.2-10 V，优选为1.0-1.4 V。
所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于料液的进料流速为10-60mL/min，优选为30 mL/min。
所述的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法，其特征在于脱除时间为5-15min。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本技术的有益效果如下：本技术通过使用不同的单价阴离子选择性交换膜结合电容去离子技术，对于一定组分、pH、浓度的料液，采用一定的操作电压、进料流速、操作时间、实现了选择性脱除单价阴离子，本方法工艺流程简单易于操作，成本低效率高，绿色环保。
附图说明图1 为本技术的脱除实验装置结构示意图；图2为本技术的电容去离子单元（MCDI单元）结构示意图；图3a为本技术不同进料流速下阴离子去除率线性图；图3b为本技术不同进料流速下单价阴离子相对多价阴离子选择性透过系数图；图4a为本技术不同脱除时间下阴离子去除率线性图；图4b为本技术不同脱除时间下单价阴离子相对多价阴离子选择性透过系数图；图 5为本技术不同料液pH下单价阴离子相对多价阴离子选择性透过系数图；图6 为本技术不同料液组分的阴离子去除率图。
图中：1-循环池，2-蠕动泵，3-电容去离子单元，301-隔板， 302-电极，303-阴离子交换膜，304-阳离子交换膜，4-直流电源，5-万用表，6-电脑主机，7-电导率仪。
具体实施方式下面对本技术的实施例进行详细阐述，以使本技术的内容特点易于被本领域中的研究人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为详实的界定。
然而本技术不由以下实施例限定。
如图1-2所示，本技术的一种料液中单价阴离子选择性脱除方法采用的脱除实验装置，包括放置料液的循环池1，循环池1内通过蠕动泵2与电容去离子单元3形成循环体系，电容去离子单元3连接直流电源4，直流电源4上设有万用表5，循环池1上设有电导率仪7，电导率仪7与直流电源4分别连接电脑主机6，电容去离子单元3包括两个隔板301及分别设置在隔板内侧的电极302，阴离子交换膜303位于其中一个电极302内侧，阳离子交换膜304位于另一个电极302内侧，本技术的阴离子交换膜为单价选择性阴离子交换膜，选自ASV 或ACS，电极302的材料为石墨材料、活性炭材料或碳气凝胶材料。
本技术实施例中采用的阴离子交换膜分别为ASV和ACS，电极302采用活性炭材料，将料液放置于循环池1，料液在蠕动泵2的作用下在循环池1、蠕动泵2与电容去离子单元3中进行循环，在直流电源4通电作用下，料液中的不同阴离子在电容去离子单元3的阴离子交换膜303中选择性透过，在脱除过程中通过电导率仪7测得其电导率的变化，再采用离子色谱分析各阴离子的浓度，计算其选择性透过系数。
实施例1配置1 mM的NaCl和Na2SO4的混合溶液50 mL并调节pH至7，将配置好的溶液倒入循环池内，开启蠕动泵，直流电源，控制料液流速为30 mL/min，操作电压为1.2 V恒压，开始单价阴离子选择性脱除。
10 min后取循环池内溶液利用离子色谱分析Cl-和SO42- 的浓度，并计算Cl-相对SO42- 选择性透过值。
为了比较离子浓度的影响，改变混合溶液浓度为0.5 mM，2.0mM，其他条件不变，分别进行实验。
结果从图5可以看出，0.5 mM，1.0 mM，2.0 mM三种不同进料浓度条件下Cl-相对SO42-选择性透过系数均大于1，也就是说都达到了单价阴离子的选择性脱除。
但随着进料浓度的增加选择性透过系数略有下降。
实施例 2上述实例1中的步骤不变，改变操作电压为1.0 V，1.2 V，1.4 V，其他条件不变，分别进行实验，随着电压的增加氯离子和硫酸根离子的去除率都不断增加，但由于水的电解电压约为1.23V，过高的电压反而会导致能量的浪费，然而当电压过低时难以实现令人满意的选择性去除单价离子。
实施例 3上述实例1中的步骤不变，改变料液流速为10 mL/min，30 mL/min，60 mL/min其他条件不变，分别进行实验，结果如图3a和图3b所示，从图中可以得出，当流速低时，处理水的循环率也低，这将阻碍离子去除。
更重要的是，如果流速太低，在间隔区域会产生死区，从而导致性能下降。
另一方面，较高的流速导致较强的水流湍流，这会影响电极上阴离子的吸附。
增加流速也会缩短停留时间，使离子与电极接触的时间减少。
因此，当流速为30 mL / min时，选择性系数高于10 mL / min和60 mL / min。
实施例 4上述实例1中的步骤不变，改变操作时间为5 min，10 min，15 min，其他条件不变，分别进行实验，结果如图4a和图4b所示，从图中可以得出，随着操作时间的延长，选择性系数逐渐降低，这意味着长时间的操作不利于氯离子的选择性脱除。
但是当操作时间太短，氯离子的去除率有限，无法高效的脱除实施例 5上述实例1中的步骤不变，改变料液pH为4，7，10，其他条件不变，分别进行实验，结果如图5所示，从图中可以得出，料液pH为4，7，10选择性系数均大于1.0，这表明选择性吸附可以在一个较宽的pH范围内实现。
实施例 6上述实例1中的步骤不变，改变料液组分为NaCl，Na2SO4，NaCl和Na2SO4，其他条件不变，分别进行实验，结果如图6所示，从图中可以得出，当料液存在多种离子时，吸附时离子间相互竞争，但由于单价选择性阴离子交换膜的存在，往往单价离子会优先被吸附。