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2025-07-0956
飲用水除砷是解決地方性砷中毒問題的關鍵措施,需根據(jù)水質特點、經濟條件和技術可行性選擇合適的方法。以下是主流除砷方法及技術要點:
一、主流除砷方法
混凝沉淀法
原理:通過鐵鹽或鋁鹽混凝劑(如聚合硫酸鐵、三氯化鐵、硫酸鋁等)水解生成膠體,吸附砷并通過共沉淀去除。鐵鹽對五價砷(As??)去除效果更佳,常需預氧化將三價砷(As3?)轉化為五價砷。
適用條件:原水含砷量<1mg/L,pH值6.5~7.84。
工藝參數(shù):混凝劑投加量20~30mg/L,機械攪拌澄清池混合時間1min,絮凝區(qū)水力停留時間20min,后續(xù)需過濾(多介質過濾器或微濾)。
優(yōu)點:成本低、適用于大規(guī)模處理;缺點:產生含砷污泥需妥善處置,可能受有機物干擾。
吸附法
常用吸附劑:
活性氧化鋁:高效吸附三價砷和五價砷,最佳pH 5.5~6.0,可再生(用氫氧化鈉或硫酸鋁溶液);
改性材料:如微波磷改性斜發(fā)沸石,通過改變表面鍵合方式增強陰離子交換能力;
活性炭/骨炭:對低濃度砷有效,但效率低于活性氧化鋁。
適用條件:原水含砷<0.5mg/L,需控制pH接近中性。
優(yōu)點:設備簡單、適應低濃度砷;缺點:吸附容量有限,材料成本較高。
離子交換法
原理:利用強堿性陰離子交換樹脂(如聚苯乙烯樹脂)選擇性吸附砷酸根(AsO?3?),再生時用氯化鈉溶液。
適用條件:原水含砷<0.5mg/L,pH 6.5~7.5。
工藝參數(shù):接觸時間1.5~3min,層高1m,再生鹽用量87kg/m3樹脂。
優(yōu)點:處理精度高(可達0.01mg/L);缺點:樹脂易受硫酸根競爭,再生成本高。
膜分離技術
反滲透(RO)/納濾(NF):通過膜截留砷離子,適用于高砷地下水(>0.5mg/L)。
優(yōu)點:自動化程度高、出水水質穩(wěn)定;缺點:運行成本高,需定期清洗膜組件。
生物法(研究階段)
利用微生物代謝產物(如胞外聚合物)吸附砷,或通過植物修復(如蘆葦、蜈蚣草)富集砷。目前多用于輔助處理或實驗室研究。
二、關鍵工藝優(yōu)化
預氧化處理:
針對三價砷為主的原水,需預先投加氯、臭氧、高錳酸鉀等氧化劑,將其轉化為五價砷以提高去除率。例如,高錳酸鉀投加量需根據(jù)水質調整,避免過量導致二次污染。
多技術聯(lián)用:
混凝+吸附:先通過鐵鹽混凝去除部分砷,再用活性氧化鋁吸附殘留砷;
預氧化+膜分離:臭氧預氧化后結合反滲透,提升膜通量和壽命。
污泥與廢液處理:
混凝產生的含砷污泥需固化填埋或資源化利用(如制備建材)3;離子交換再生液可通過投加鐵鹽進一步除砷。
三、應用選擇建議
方法 | 適用場景 | 優(yōu)勢 | 局限性 |
混凝沉淀法 | 高濁度、砷濃度<1mg/L的原水 | 經濟高效 | 污泥處置難度大 |
吸附法 | 低濃度砷、間歇處理 | 操作簡單 | 材料損耗需定期更換 |
離子交換法 | 低砷、軟水體系 | 處理精度高 | 再生成本高,易受硫酸根干擾 |
膜技術 | 高砷、高標準供水需求 | 出水水質穩(wěn)定 | 投資運營成本高 |
四、未來趨勢
綠色材料開發(fā):如生物基吸附劑(玉米芯、椰殼)和改性納米材料(鈰鐵復合氧化物);
低成本集成技術:如太陽能驅動電化學還原耦合沉淀;
智能化監(jiān)控:實時監(jiān)測砷形態(tài)與濃度,動態(tài)優(yōu)化工藝參數(shù)。
總之,實際工程中需結合原水砷濃度、pH、經濟條件等因素,優(yōu)先選擇混凝法或吸附法作為核心工藝,必要時輔以膜技術或離子交換提升處理精度。
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