燃煤电站和工业锅炉是砷污染排放的主要来源,在燃煤量不断增长的背景下,燃煤烟气中砷排放量逐年增加,化工、冶金及电厂等工业废水中也含有重金属离子如砷、汞、铅、镉、铬离子等。燃煤烟气及工业废水中重金属砷、汞等的污染是威胁人类健康和生态安全的重要环境问题。本文首先简述了砷污染对人类及生态环境的危害,并介绍了目前砷排放的来源及现状。本文详述了国内外现有的吸附砷及控制砷排放的技术及方法,活性炭对大部分痕量重金属元素有很强的吸附能力,但是大规模的使用成本太高。因此开发一种低成本、高性能的新型吸附剂成为现在学者研究的重点。飞灰是燃煤电厂排放的废弃物。近几年来我国每年排放的粉煤灰均在3亿吨以上。而我国粉煤灰的利用率却不高,主要用于建筑材料的生产,水利、道路工程的应用,以及部分在农业领域的应用等,其余大部分粉煤灰被堆积废弃,一方面占用大量耕地,对土地资源是一种浪费,另一方面由于粉煤灰粒径小且质量轻,容易被风吹起,飘浮在空气中,对大气环境造成严重的污染,因此对于粉煤灰的综合利用工作一直受到环保人士及科研工作者的重视,更是当今环境科学需要重点研究的课题。由于粉煤灰具备疏松多孔、比表面积大等物理特性及较多的钙、铁活性位点等化学特性,可以吸附废气和废水中的污染物,加之飞灰的价格低廉、使用成本低,近年来利用飞灰处理烟气及废水中的重金属等污染物具有良好的应用前景。但是由于粉煤灰本身的吸附容量不高,在投入生产实践前,需要对其进行提取及改性,使其更适于处理烟气和废水中的污染物。本文实验中共用到8种飞灰,其中包括3种煤粉炉的飞灰和5种循环流化床锅炉的飞灰。对飞灰样品进行XRD、SEM、BET、XRF等考察其分子的微观结构和成分组成等。本文基于燃煤飞灰中铁组分具有明显的脱砷效果,且利用飞灰中自有铁组分控制烟气中砷排放具有廉价、不影响飞灰利用、无次生污染等优势,因此提出从电厂飞灰中分离富集出其中高铁含量的磁珠,重点研究其脱除烟气中重金属元素砷的特性,揭示脱砷的作用机理。我们设计了气态砷发生及固定床吸附反应一体化实验装置；采用湿法磁选的方法从飞灰中富集出了高铁含量的磁珠,其Fe203含量达到了50%；研究了飞灰、磁珠的脱砷特性,探索了飞灰和磁珠自身物理性质及外部烟气温度对脱砷的影响机制。所开发的吸附剂在自制的固定床吸附装置上进行气态砷的吸附实验,实验结果证实磁珠吸附脱砷能力比相应的飞灰大大增强。本文参考已有的研究,采用碱熔、酸洗与原位合成相结合的方法对飞灰进行改性,通过改性增加吸附剂的活性吸附位点,增加孔结构,并提高比表面积。所开发的吸附剂在模拟的含砷废水中进行砷的吸附实验,与原灰相比,表现出很好的吸附性能。