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以废制废----赤泥复合材料治理工业废水砷污染华北电力大学席宝树摘要赤泥堆方与废水砷污染是当今社会面临的两大难题，本文介绍了利用赤泥改姓复合材料治理工业废水砷污染。关键词赤泥利用砷污染治理创新技术环境修复新型复合材料砷是土壤和地下水的主要污染物，严重威胁全球的居民健康。鉴于砷对人类健康的危害，世界卫生组织和美国环保署严格限定饮用水中的砷含量不得超过10ppm。而赤泥是炼铝过程的主要废料，生产1顿铝产生0.8-1.5顿赤泥。赤泥没有砷所拥有的特殊毒性，但由于赤泥的强碱性，长期堆放的赤泥会泄露碱液并碱化土壤和地下水。哪么我们能否用废弃物赤泥来治理废水砷污染呢？经过我们研究发现，这是可行的。1治理原理与关键问题治理原理与关键问题：利用赤泥中的二氧化硅为纳米零价铁提供有效载体，通过活化和还原赤泥中的氧化铁来合成零价铁/二氧化硅复合材料，可以避免无载体情况下纳米铁颗粒聚集，在保持赤泥和纳米铁颗粒的比表面积的同时，通过砷离子与二氧化硅载体里纳米零价铁颗粒的氧化还原反应来提高砷的治理效率。所制得的复合材料可以加载到PVDF多孔膜上，PVDF多孔膜固有的高强度和耐腐蚀性能有利于将制得的纳米零价铁/二氧化硅/PVDF复合材料应用于反应活性墙等废水处理技术中。本技术解决的关键问题是通过二氧化硅载体防止纳米铁颗粒聚集，通过还原加载的氧化铁合成纳米零价铁增加砷治理效率，通过PVDF/赤泥胶液浇注法简化纳米铁加载到PVDF膜上的工艺。2创新与特色（1）、活化和还原赤泥中的氧化铁得到零价铁颗粒，制得的纳米零价铁颗粒负载到赤泥中的二氧化硅上，避免无载体情况下纳米铁颗粒聚集，在保持赤泥和纳米铁颗粒的比表面积的同时，通过砷离子与二氧化硅载体里纳米零价铁颗粒的氧化还原反应以提高砷的治理效率，使得赤泥中的各成分得到综合、协调的利用。（2）、利用工业赤泥废渣为原料，变废为宝，降低赤泥污染，一举多得。（3）、赤泥经酸洗后的滤液中富含铝等轻金属元素，可以从中提取金属铝，使酸洗废液得到了回收利用，经济环保。（4）工艺快捷高效，成本低，有利于规模化生产、推广和应用3实施方案实施方案：（1）、取赤泥浆液，加入盐酸稀溶液，升温至80℃~90℃后进行搅拌；（2）、搅拌后将混合物冷却，通过过滤得到酸洗后的赤泥固体和滤液，然后对赤泥固体水洗后再次过滤；（3）、向所述（2）中的经水洗的赤泥固体中加入还原剂，还原反应完成后过滤，得到所述除砷复合材料。优选地，每10g赤泥浆液配55-65ml浓度为1mol/L的盐酸。优选地，所述还原剂为硼氢化钠。优选地，每10g赤泥浆液经酸洗后得到的固体，用90-110ml浓度为1mol/L的硼氢化钠溶液还原。优选地，所述步骤（1）中搅拌的时间为30-40分钟。优选地，本工艺还包括对所述步骤（3）中得到的除砷复合材料进行水洗，水洗次数为2-4次。优选地，所述步骤（2）中的滤液可用于提取金属铝。4实验验证1，SEM实验显示赤泥颗粒主要是微米级颗粒，EDS分析表明赤泥主要成分是铁，铝，硅，钠和钛。经过盐酸洗涤后，大多数铝和钠析出赤泥，铝厂可以回收这些析出液增加铝的产量，酸洗后赤泥的主要成分是铁，硅，和钛。硼氢化钠可以还原赤泥中的氧化铁制备零价铁，TEM实验显示，还原后的纳米零价铁颗粒均匀分布于二氧化硅载体中，没有发生铁颗粒聚集。ICP测试表明还原后的赤泥吸附并氧化还原了大部分三价砷，一小时后，砷离子浓度从起始的35ppm降至18ppm，两小时后，砷离子浓度降至9ppm，三小时后，砷离子浓度降至7ppm。超过80%的砷离子在3小时内被赤泥吸附并氧化还原，经过治理后，砷的浓度低于世界卫生组织和美国环保署限定的10ppm。以上实验表明赤泥可以被有效利用来制备纳米零价铁/二氧化硅复合材料。制得的纳米铁/二氧化硅复合材料可以有效治理工业废水中的砷污染。此外，制得的氧化铁/二氧化硅复合材料可以加载到PVDF多孔膜中。还原后的纳米零价铁/二氧化硅/PVDF复合材料可以用于反应活性墙等废水处理技术中。2，ICP测试表明还原后的本发明提供的除砷复合材料吸附并氧化还原了大部分三价砷，超过80%的砷离子在3小时内被复合材料吸附并氧化还原。上文对利用赤泥制备除砷复合材料的工艺原理进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰。