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我国地下水中砷污染问题日趋严重，居民生活用水安全问题面临威胁。地下水体中的砷主要以三价无机态（As（Ⅲ））赋存，与五价砷（As（Ⅴ））相比，三价砷具有更强毒性、更难以去除等特点，因此如何高效去除水体中三价砷是目前研究的重要课题。新型钛盐混凝/沉淀工艺以产物可再回收、实现废物利用的优点备受关注。然而，单独使用钛盐混凝剂对三价砷的去除效率较低，限制了其使用范围。已有研究表明UV会将As（Ⅲ）氧化成更易去除的As(Ⅴ)，因此若将UV引入上述混凝过程可提高地下水体中三价砷的去除效率。
本论文以TiCl4作为混凝剂，以催化氧化吸附剂TiO2作为对照，主要研究了pH对UV光催化TiCl4氧化As(Ⅲ)为As(Ⅴ)速率和混凝除砷效率的影响，以及pH对UV光催化TiO2氧化As(Ⅲ)为As(Ⅴ)速率和吸附除砷效率的影响，比较二者差异。同时也系统地研究了pH值和UV光照对TiCl4水解沉淀物的粒径以及Zeta电位的影响，pH值和UV光照对TiO2粒径以及Zeta电位的影响，pH值和UV光照对TiCl4混凝除砷效率的影响，pH值和UV光照对TiO2吸附除砷的影响，pH对TiCl4混凝和TiO2吸附对砷去除的相对贡献比的影响。研究结果表明，TiCl4水解沉淀物等电点为pH=5.3，接近于TiO2颗粒等电点(pH=5.6)，TiCl4和TiO2的Zeta电位都随着pH值升高而降低；当pH=5时，TiCl4水解沉淀物的粒径最大，沉降速率最快。无UV光照下，TiCl4和TiO2对As(Ⅲ)的去除率都随着pH升高而降低，TiCl4对As(Ⅲ)的去除率由pH=5时的70%降至pH=9时的40%，TiO2对As(Ⅲ)的去除率由10%降低至2%，TiCl4除砷机理中混凝效能大于TiO2吸附效能，TiCl4对砷的去除主要机理是混凝沉淀；UV光照下，TiCl4和TiO2对As(Ⅲ)的去除率都随着pH升高而降低，降低速率较无UV光照快，TiCl4对As(Ⅲ)的去除率由pH=5时的99%降至pH=9时的35%，TiO2对As(Ⅲ)的去除率由pH=5时的20%降至pH=9时的2%，UV光照提高在酸性(pH=5-6)条件下TiCl4和TiO2除砷效率，UV/TiCl4除砷机理主要是混凝沉淀。在溶液偏酸性(pH=5-6)和UV光照条件下更有利于对As(Ⅲ)的去除。在pH=5时TiCl4混凝和TiO2吸附对砷去除的相对贡献值比例为6:1，且随着pH升高吸附效能降低，贡献值比例增大。UV光催化TiCl4/TiO2氧化As(Ⅲ)为As(Ⅴ)的速率都随着pH值升高而加快，且UV/TiO2氧化As(Ⅲ)为As(Ⅴ)的速率较UV/TiCl4氧化速率快，UV/TiCl4将水体中As(Ⅲ)完全氧化为As(Ⅴ)所需时间T=10s，大于UV/TiO2将水体中As(Ⅲ)完全氧化为As(Ⅴ)所需时间T=3-5s。
本论文同时还研究了在酸性溶液(pH=5)和碱性溶液(pH=8)中，硫酸根浓度对TiCl4混凝除砷效果的影响。研究结果表明：TiCl4水解沉淀物粒径随着硫酸根浓度增加而增大，Zeta电位随着硫酸根浓度增加而降低。pH=8时硫酸根浓度对TiCl4混凝除砷效率的影响程度较pH=5时大，As(Ⅲ)的去除效率随着硫酸根浓度增大而升高，由30%升至50%。
本论文以TiCl4作为混凝剂，以催化氧化吸附剂TiO2作为对照，主要研究了pH对UV光催化TiCl4氧化As(Ⅲ)为As(Ⅴ)速率和混凝除砷效率的影响，以及pH对UV光催化TiO2氧化As(Ⅲ)为As(Ⅴ)速率和吸附除砷效率的影响，比较二者差异。同时也系统地研究了pH值和UV光照对TiCl4水解沉淀物的粒径以及Zeta电位的影响，pH值和UV光照对TiO2粒径以及Zeta电位的影响，pH值和UV光照对TiCl4混凝除砷效率的影响，pH值和UV光照对TiO2吸附除砷的影响，pH对TiCl4混凝和TiO2吸附对砷去除的相对贡献比的影响。研究结果表明，TiCl4水解沉淀物等电点为pH=5.3，接近于TiO2颗粒等电点(pH=5.6)，TiCl4和TiO2的Zeta电位都随着pH值升高而降低；当pH=5时，TiCl4水解沉淀物的粒径最大，沉降速率最快。无UV光照下，TiCl4和TiO2对As(Ⅲ)的去除率都随着pH升高而降低，TiCl4对As(Ⅲ)的去除率由pH=5时的70%降至pH=9时的40%，TiO2对As(Ⅲ)的去除率由10%降低至2%，TiCl4除砷机理中混凝效能大于TiO2吸附效能，TiCl4对砷的去除主要机理是混凝沉淀；UV光照下，TiCl4和TiO2对As(Ⅲ)的去除率都随着pH升高而降低，降低速率较无UV光照快，TiCl4对As(Ⅲ)的去除率由pH=5时的99%降至pH=9时的35%，TiO2对As(Ⅲ)的去除率由pH=5时的20%降至pH=9时的2%，UV光照提高在酸性(pH=5-6)条件下TiCl4和TiO2除砷效率，UV/TiCl4除砷机理主要是混凝沉淀。在溶液偏酸性(pH=5-6)和UV光照条件下更有利于对As(Ⅲ)的去除。在pH=5时TiCl4混凝和TiO2吸附对砷去除的相对贡献值比例为6:1，且随着pH升高吸附效能降低，贡献值比例增大。UV光催化TiCl4/TiO2氧化As(Ⅲ)为As(Ⅴ)的速率都随着pH值升高而加快，且UV/TiO2氧化As(Ⅲ)为As(Ⅴ)的速率较UV/TiCl4氧化速率快，UV/TiCl4将水体中As(Ⅲ)完全氧化为As(Ⅴ)所需时间T=10s，大于UV/TiO2将水体中As(Ⅲ)完全氧化为As(Ⅴ)所需时间T=3-5s。
本论文同时还研究了在酸性溶液(pH=5)和碱性溶液(pH=8)中，硫酸根浓度对TiCl4混凝除砷效果的影响。研究结果表明：TiCl4水解沉淀物粒径随着硫酸根浓度增加而增大，Zeta电位随着硫酸根浓度增加而降低。pH=8时硫酸根浓度对TiCl4混凝除砷效率的影响程度较pH=5时大，As(Ⅲ)的去除效率随着硫酸根浓度增大而升高，由30%升至50%。