CN101514058A - 去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法及系统 - Google Patents
去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法及系统。本发明包括含砷水预处理、纳米吸附和脱附液处理三个部分。含砷水通过管道经水泵送入过滤设备，过滤设备与装有纳米滤料的脱砷塔进水口相连，装有纳米滤料的脱砷塔出水口达标排放，装有纳米滤料的脱砷塔的脱附液经管道与多级混凝槽的进液口相连，多级混凝槽与沉淀池的进液口相连。本发明处理工艺简单，运行稳定可靠，操作简单，易于控制；处理过程中不投加任何药剂，不增加处理水体后的二次污染；采用本发明的去除水中三价砷离子及五价砷离子，得到的出水清液，达到国家相关水质排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及含砷水处理方法，特别涉及一种去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法。
背景技术
污染水体中的三价砷离子及五价砷离子不会降解，挥发，并会在水生物物体内富集浓缩，同时污染土壤并在土壤中积累由此进入农作物组织中，通过水，大气，食物等途径进入人体(动物)造成危害，因此必须对其进行有效处理，达到国家相关水质标准。目前通常采用的方法有：1，化学絮凝法，该法投资小，但运行成本高，需投加过量的絮凝剂和反应物，而产生大量的二次污染废弃物，无法利用且处理困难，使该法应用受到一定的限制。2，树脂除砷法，机理是离子交换，该法一般适用于单纯的含砷废水处理，操作复杂，树脂经数十次脱附后就趋于报废，投资高，工艺稳定性较差。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，从而提出一种去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法及系统。
本发明的包括含砷水预处理、纳米吸附和脱附液处理三个部分。
本发明的内容如下：
(1)含砷水经泵送入过滤设备，除去其中的固体杂质；
(2)除去固体杂质的含砷水进入装有吸附滤料的脱砷塔，进行吸附除砷过滤，排出达标水；
(3)使用NaOH溶液和NaCl溶液的混合溶液对吸附滤料进行脱附；
(4)脱附液经泵送入多级混凝槽，在混凝槽中加入混凝剂，最后混合液进入沉淀池中进行固液分离。
所述的过滤器设备采用叠片过滤器或调节型过滤器或其组合。叠片过滤器为精密过滤，过滤精度为200～400μm；调节型过滤器为高精度的过滤，过滤精度为1～10μm。
上述步骤b)中，吸附流速为10～40BV/h(滤料体积/小时)。
所述的脱附混合溶液是质量分数为3～5％的NaOH溶液和质量分数为3～5％的NaCl溶液的混合溶液。
所述的脱砷塔中的吸附滤料是纳米吸附滤料。
所述的多级混凝槽为一级混凝槽或二级混凝槽或三级混凝槽或更多级混凝槽。
所述的混凝剂为氧化铁或氢氧化钙或PAM(聚合氯化铝)或其任意组合。
所述的混凝过程为：用硫酸将脱附液的pH调节到1～5，此时的砷酸钠转化成砷酸，搅拌并加入用量为砷含量的5～10倍的混凝剂，产生沉淀物，随后加入NaOH将混凝槽中脱附液的pH中和至6～9。
本发明的去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法的系统，包括过滤设备3、脱砷塔4、混凝槽7和沉淀池8；含砷水1通过管道经水泵2送入过滤设备3，过滤设备与装有纳米滤料的脱砷塔进水口相连，装有纳米滤料的脱砷塔出水口5达标排放，装有纳米滤料的脱砷塔的脱附液经管道与多级混凝槽的进液口相连，多级混凝槽与沉淀池的进液口相连。
本发明采用先进的预处理技术，设备不容易堵塞，而且可以延长填料的使用周期，通过上述“过滤+吸附+脱附”的工艺，处理过程中可满足水体中不同浓度含量的砷离子的吸附要求，处理效果好。
因此本发明的工艺具备以下突出特点：
(1)处理工艺简单，运行稳定可靠，操作简单，易于控制；
(2)处理过程中不投加任何药剂，不增加处理水体后的二次污染；
(3)过滤后水质对填料造成负面影响小，滤料可进行数千次的吸附和脱附。使用寿命长，脱附后的脱附液为高浓度的含砷废液，可进行资源化利用或浓缩处理，可有效的防止二次污染；
(4)设备投资规模小，运行成本低。
(5)采用本发明的去除水中三价砷离子及五价砷离子，得到的出水清液，达到国家相关水质排放标准。
附图说明
图1：本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：
参照附图1。本发明所述的工艺包括含砷水1，过滤设备3，脱砷塔4及其达标出水口5，混凝槽7，沉淀池8，水泵2和6；含砷水1通过管道，经水泵2送入过滤设备3，过滤设备3与装有纳米滤料的脱砷塔4进水口相连，装有纳米滤料的脱砷塔4出水口5达标排放，装有纳米滤料的脱砷塔4的脱附液经管道与多级混凝槽的进液口相连，多级混凝槽与沉淀池的进液口相连。
下面是采用本系统进行处理的实例：
实例1：
1.用某企业内部自来水(含砷量约为1mg/L)，经过叠片过滤器(过滤精度为200μm)，去除其中的杂质后流入脱砷塔。
2.进行吸附除砷，吸附流速为30BV/h，出水达标排放。
3.出水砷含量达到泄漏控制点时，进行对纳米吸附剂的脱附，脱附时使用3％NaOH+3％NaCl混合液进行脱附。
4.脱附液送入二级混凝槽，pH值为1，混凝剂为氧化铁(其用量为含砷量的5倍)，混凝后进入沉淀池分离。
纳米吸附剂对含砷水的处理可以使砷含量达到0.01mg/L(10ppb)以下，并维持到吸附饱和。经过五次重复吸附、脱附，纳米吸附剂对砷的吸附量稳定，脱附正常，满足工业化的应用。
数据及处理
去除效果数据
| 原水 | 吸附0.5h | 吸附1h | 吸附1.5h | 吸附2h | 备注 | |
| 砷含量ppm | 0.122 | 0.005 | 0.001 | 0.008 | 0.005 | 30BV/h |
饱和及重复数据
| 原水砷含量 | 第一次吸附体积 | 第二次吸附体积 | 第三次吸附体积 | 第四次吸附体积 | 第五次吸附体积 | 平均 |
| 20mg/L | 130L | 120L | 115L | 115L | 120L | 120L |
实例2：
1.用饮料公司内部含砷水，经过叠片过滤器(过滤精度为400μm)，去除其中的杂质后流入脱砷塔。
2.进行吸附除砷，吸附流速为20BV/h，出水达标排放。
3.出水砷含量达到泄漏控制点时，进行对纳米吸附剂的脱附，脱附时使用4％NaOH+5％NaCl混合液进行脱附。
4.脱附液送入一级混凝槽，pH值为4，混凝剂为PAM(其用量为含砷量的9倍)，混凝后进入沉淀池分离。
纳米吸附剂对含砷水的处理可以使砷含量达到0.01mg/L(10ppb)以下，满足工业化的应用。
数据及处理
砷去除效果数据
| 原水 | 吸附1h | 吸附2h | 吸附3h | 吸附6h | 备注 | |
| 砷含量ppm | 0.205 | 0.006 | 0.008 | 0.001 | 0.004 | 20BV/h |
饱和数据数据
| 原水砷含量 | 第一次吸附体积 | 第二次吸附体积 |
| 0.205mg/L | 5800L | 5900L |
实例3：
1.用某企业内部工艺水，经过调节型过滤器(过滤精度为1μm)，去除其中的杂质后流入脱砷塔。
2.进行吸附除砷，吸附流速为10BV/h，出水达标排放。
3.出水砷含量达到泄漏控制点时，进行对纳米吸附剂的脱附，脱附时使用5％NaOH+3％NaCl混合液进行脱附。
4.脱附液送入三级混凝槽，pH值为5，混凝剂为氧化铁(其用量为含砷量的10倍)，混凝后进入沉淀池分离。
纳米吸附剂对含砷水的处理可以使砷含量达到0.01mg/L(10ppb)以下，并维持到吸附饱和。经过五次重复吸附、脱附，纳米吸附剂对砷的吸附量稳定，脱附正常，满足工业化的应用。
数据及处理
去除效果数据
| 原水 | 吸附0.5h | 吸附1h | 吸附1.5h | 吸附2h | 备注 | |
| 砷含量ppm | 11 | 0.191 | 0.172 | 0.102 | ＜0.007 | 10BV/h |
| 砷含量ppm | 0.149 | 0.015 | ＜0.007 | ＜0.007 | ＜0.007 | 10BV/h |
饱和及重复数据
| 原水砷含量 | 第一次吸附体积 | 第二次吸附体积 | 第三次吸附体积 | 第四次吸附体积 | 第五次吸附体积 | 平均 |
| 14.9mg/L | 8.00L | 7.30L | 7.40L | 7.30L | 7.30L | 7.46L |
实例4：
1.用某企业内部工艺水，经过调节型过滤器(过滤精度为10μm)，去除其中的杂质后流入脱砷塔。
2.进行吸附除砷，吸附流速为40BV/h，出水达标排放。
3.出水砷含量达到泄漏控制点时，进行对纳米吸附剂的脱附，脱附时使用5％NaOH+3％NaCl混合液进行脱附。
4.脱附液送入二级混凝槽，pH值为5，混凝剂为氢氧化钙(其用量为含砷量的7倍)，混凝后进入沉淀池分离。
纳米吸附剂对含砷水的处理可以使砷含量达到0.01mg/L(10ppb)以下，并维持到吸附饱和。经过五次重复吸附、脱附，纳米吸附剂对砷的吸附量稳定，脱附正常，满足工业化的应用。
数据及处理
去除效果数据
| 原水 | 吸附0.5h | 吸附1h | 吸附1.5h | 吸附2h | 备注 | |
| 砷含量ppm | 8.2 | 0.084 | 0.073 | 0.068 | 0.037 | 40BV/h |
| 砷含量ppm | 0.231 | 0.115 | 0.047 | ＜0.007 | ＜0.007 | 40BV/h |
饱和及重复数据
| 原水砷含量 | 第一次吸附体积 | 第二次吸附体积 | 第三次吸附体积 | 第四次吸附体积 | 第五次吸附体积 | 平均 |
| 12.3mg/L | 8.10L | 7.50L | 7.30L | 7.40L | 7.30L | 7.5L |
Claims (10)
1.一种去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法，其特征是依次连接有含砷水预处理、纳米吸附和脱附液处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是步骤如下：
a)含砷水经泵送入过滤设备，除去其中的固体杂质；
b)除去固体杂质的含砷水进入装有吸附滤料的脱砷塔，进行吸附除砷过滤，排出达标水，
c)使用NaOH溶液和NaCl溶液的混合溶液对吸附滤料进行脱附；
d)脱附液经泵送入多级混凝槽，在混凝槽中加入混凝剂，最后混合液进入沉淀池中进行固液分离。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的过滤器设备采用叠片过滤器和调节型过滤器组合；叠片过滤器为精密过滤，过滤精度为200-400μm；调节型过滤器为高精度的过滤，过滤精度为1-10μm。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征是步骤b)中吸附流速为10～40BV/h。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的脱附混合溶液是质量分数为3～5％的NaOH溶液和质量分数为3～5％的NaCl溶液的混合溶液。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的脱砷塔中的吸附滤料是纳米吸附滤料。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征是多级混凝槽为一级混凝槽或二级混凝槽或三级混凝槽或更多级混凝槽。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的混凝剂为氧化铁或氢氧化钙或PAM或其任意组合。
9.如权利要求6所述的方法，其特征是混凝剂的混凝过程为：用硫酸将脱附液的pH调节到1～5，此时的砷酸钠转化成砷酸，搅拌并加入用量为砷含量的5～10倍的混凝剂，产生沉淀物，随后加入NaOH将混凝槽中脱附液的pH中和至6～9。
10.权利要求1的去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法的系统，包括过滤设备(3)、脱砷塔(4)、混凝槽(7)和沉淀池(8)；其特征是含砷水(1)通过管道经水泵(2)送入过滤设备(3)，过滤设备与装有纳米滤料的脱砷塔进水口相连，装有纳米滤料的脱砷塔出水口(5)达标排放，装有纳米滤料的脱砷塔的脱附液经管道与多级混凝槽的进液口相连，多级混凝槽与沉淀池的进液口相连。
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| CNA2009100813612A CN101514058A (zh) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | 去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法及系统 |
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| CNA2009100813612A CN101514058A (zh) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | 去除水中三价砷离子及五价砷离子的方法及系统 |
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-
2009
- 2009-04-03 CN CNA2009100813612A patent/CN101514058A/zh active Pending
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