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砷和锑都是毒性极强的金属元素，由于采矿、化工、冶炼等工业活动导致的砷锑共污染已经成为世界范围内的重大环境问题，水体环境中砷锑含量的日益升高，对生态环境及人体健康造成巨大危害。因此，工业废水中砷锑的高效处理已引起世界范围内的关注。 由于吸附法处理效率高，操作简单，耗费较低，成为处理水体污染物最常见的方法之一。当前，很多吸附材料被研究去除水体中的砷或锑，但对砷锑共去除的研究却很少，能实际应用到工业废水等复杂水体中实现砷锑共除的吸附材料更少，主要原因是缺乏能同时对砷和锑高效去除的吸附材料。另外，一些吸附材料在实际用于处理复杂水体时会受到限制:(1)实际工业废水的水环境复杂，水体中大量存在的干扰离子很大程度上影响吸附材料对砷锑的吸附效果，导致吸附材料在实验室表现出对砷和锑去除的优良性能，但在实际废水中的效果却大大减弱。(2)由于某些吸附材料为粉体或纳米级，在材料吸附砷锑后，难以实现吸附剂与水体的简便分离。因此，如何实现对工业废水中砷锑的高效共去除仍是当前环境领域的研究热点与难点。本研究目的是通过制备颗粒二氧化钛材料来实现对矿区废水中砷锑的共吸附去除。 首先，本研究中的颗粒吸附材料是在课题组先前研发的二氧化钛粉体材料基础上加工得到的。该颗粒吸附材料形状规则、大小均一，具有高的比表面积(199m2/g)和较强的硬度(10.4 N/mm2)。 其次，在实验室测试该颗粒材料对初始浓度为800μg/L的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)溶液的吸附去除效果及材料的反洗再生能力。结果表明，当吸附剂浓度达到8 g/L时，可将As(Ⅲ)或As(Ⅴ)砷溶液降至100μg/L以下;材料的五次反洗再生及循环吸附表明材料有优良的重复使用性能。此外，等温吸附实验显示材料对As(Ⅲ)，As(Ⅴ)，Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附容量分别为:89.2 mg/g、46.4 mg/g、175.4 mg/g、27.9 mg/g。 将该颗粒二氧化钛材料应用于湖南某矿厂废水中进行砷锑的共吸附去除。原废水中除含有砷锑外，还存有Ca、Mg、Si等干扰离子。为比较该矿厂废水中干扰离子对材料吸附砷锑的综合影响，据矿厂废水中的砷锑浓度配制模拟水，并加入0.004 M NaCl背景液，且不含有其他任何离子，用颗粒二氧化钛材料分别对该模拟水和实际矿厂废水进行吸附实验。实验结果表明:矿厂废水中共存的Ca、Mg、Si等干扰离子对二氧化钛吸附砷锑有综合的促进作用。 依据快速过滤小柱实验理论，设置大、小两个柱子进行现场废水的过滤吸附实验，并对滤柱实现多次再生及重复利用。实验结果显示:当出水取样中总砷浓度达到100μg/L时，材料对砷和锑的循环吸附量范围分别是0.378-0.534 mg As/gTiO2，0.730-0.967 mg Sb/g TiO2，表明材料对砷锑的共除效果优良。此外，大小柱中砷（锑）的穿透曲线保持很好的一致性，表明材料对砷（锑）的去除有很好的稳定性，同时证明了RSSCT理论在柱实验设计中的准确性。再者，当吸附材料达到2 g/L时，批实验中材料对砷（锑）的吸附能力可以预测柱实验中材料对砷锑的吸附能力，其原因可能是实际废水复杂环境的综合影响，为现场去除水体中（非）金属污染物提供了一种实际的研究方式。 最后，基于砷和锑在二氧化钛材料上的络合吸附机理及共存离子(Ca、Mg、Si)对材料吸附砷锑的影响，采用吸附络合模型(CD-MUSIC)拟合本研究中的批实验结果;利用一维运移传输软件(PHREEQC)及吸附络合模型拟合滤柱实验中砷、锑的吸附穿透曲线，从固液微观界面吸附机理上对实验结果进行解释。