砷（As）是一些工廠和礦山廢水中的污染元素，其劇毒、難降解且易生物聚集的特點(diǎn)極大的威脅了水環(huán)境安全和人體健康。天然水體中砷元素主要以As（III）和As（V）存在，且As（III）的毒性更大。常見除砷的方法有沉淀法、氧化絮凝法和離子交換法等。
（1）沉淀法除砷：砷酸鹽的溶解度小，工業(yè)上需要將廢水中和至pH＞12，再用氧化劑將As（III）轉(zhuǎn)化成As（V），然后用石灰乳沉淀除砷，得到Ca₅（AsO₄）₃OH沉淀。“沉砷”的最佳溫度控制在80～85℃的原因是

若溫度過低，反應(yīng)速率慢，若溫度過高。氫氧化鈣溶解度小，沉淀率下降

若溫度過低，反應(yīng)速率慢，若溫度過高。氫氧化鈣溶解度小，沉淀率下降

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（2）高鐵酸鹽氧化絮凝法除砷。

已知：①As（III）和As（V）水溶液中含砷的各物種分布分?jǐn)?shù)（平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù)）與pH的關(guān)系分別如圖-1所示。②高鐵酸鉀易溶于水，具有強(qiáng)氧化性；溶液酸性越強(qiáng)，其氧化性越強(qiáng)；在pH＜1的酸性條件下質(zhì)子化，主要以HFeO₄^-形式存在。③高鐵酸鉀在一定pH范圍的水溶液中易生成Fe（OH）₃膠體，溶液的pH對(duì)膠體粒子表面所帶電荷有影響。pH=7.1時(shí)，膠體粒子表面不帶電荷；pH＞7.1時(shí)，膠體粒子表面帶負(fù)電荷，pH越高，表面所帶負(fù)電荷越多；pH＜7.1時(shí)，膠體粒子表面帶正電荷，pH越低，表面所帶正電荷越多。
①pH＜1時(shí)，HFeO₄^-將As（III）氧化為As（V）的離子方程式為

2HFeO₄^-+3H₃AsO₃+8H⁺=2Fe³⁺+3H₃AsO₄+5H₂O

2HFeO₄^-+3H₃AsO₃+8H⁺=2Fe³⁺+3H₃AsO₄+5H₂O

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②在一定pH范圍內(nèi)，K₂FeO₄的還原產(chǎn)物可形成Fe（OH）₃膠體，吸附As（V）的離子達(dá)到除砷目的；不同pH對(duì)K₂FeO₄氧化絮凝除砷影響如圖-2所示。除砷過程中控制廢水pH為4～7，pH過低或過高，砷的去除率都下降，其原因是

pH過低，酸性增強(qiáng)，K₂FeO₄氧化H₃AsO₃，本身被還原為Fe³⁺，生成絮凝劑Fe（OH）₃膠體較少，此時(shí)As（V）主要以H₃AsO₄形式存在，被Fe（OH）₃膠體吸附的量少，砷的去除率下降；pH過高，K₂FeO₄氧化性減弱，還原產(chǎn)物Fe³⁺的量減少，產(chǎn)生Fe（OH）₃膠體的量減少，堿性增強(qiáng)，F(xiàn)e³⁺直接反應(yīng)生成Fe（OH）₃沉淀，As（V）主要以HAsO₄^2-或AsO₄^3-形式存在，絮凝劑表面所帶負(fù)電荷增多，靜電斥力增加，砷的去除率下降

pH過低，酸性增強(qiáng)，K₂FeO₄氧化H₃AsO₃，本身被還原為Fe³⁺，生成絮凝劑Fe（OH）₃膠體較少，此時(shí)As（V）主要以H₃AsO₄形式存在，被Fe（OH）₃膠體吸附的量少，砷的去除率下降；pH過高，K₂FeO₄氧化性減弱，還原產(chǎn)物Fe³⁺的量減少，產(chǎn)生Fe（OH）₃膠體的量減少，堿性增強(qiáng)，F(xiàn)e³⁺直接反應(yīng)生成Fe（OH）₃沉淀，As（V）主要以HAsO₄^2-或AsO₄^3-形式存在，絮凝劑表面所帶負(fù)電荷增多，靜電斥力增加，砷的去除率下降

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（3）離子交換法除砷：強(qiáng)堿性離子交換樹脂上的OH與廢水中的H₂AsO₄^-、HAsO₄^2-、AsO₄^3-進(jìn)行離子交換，OH^-進(jìn)入水中，H₂AsO₄^-、HAsO₄^2-、AsO₄^3-被樹脂固定以達(dá)到除As（V）目的；不同pH對(duì)As（V）去除率的影響如圖-3所示。結(jié)合As（V）在水溶液中的存在形態(tài)與pH的關(guān)系和OH^-的交換效率分析，pH=4.5時(shí)去除率最高的原因是

1個(gè)OH^-可以交換1個(gè)H₂AsO₄^-，與HAsO₄^2-交換需要2個(gè)OH^-，與AsO₄^3-交換需要3個(gè)OH^-，不能與H₃AsO₄交換，pH=4.5時(shí)，As（V）主要以H₂AsO₄^-形式存在，pH＜4.5時(shí)，pH越小，H₃AsO₄比例越高，去除率越低，pH＞4.5時(shí)，pH越大，HAsO₄^2-、AsO₄^3-的比例越高，去除率越低

1個(gè)OH^-可以交換1個(gè)H₂AsO₄^-，與HAsO₄^2-交換需要2個(gè)OH^-，與AsO₄^3-交換需要3個(gè)OH^-，不能與H₃AsO₄交換，pH=4.5時(shí)，As（V）主要以H₂AsO₄^-形式存在，pH＜4.5時(shí)，pH越小，H₃AsO₄比例越高，去除率越低，pH＞4.5時(shí)，pH越大，HAsO₄^2-、AsO₄^3-的比例越高，去除率越低

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