CN1219711C - 一种高砷地下水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含高浓度腐植质的高砷地下饮用水的处理方法和装置，该方法采用臭氧氧化处理，将毒性大并且难处理的三价砷氧化为易处理的五价砷，同时将腐殖质氧化为小分子有机物，然后利用生物活性炭对腐殖质氧化产物进行降解和吸附，最后，利用高效除砷吸附剂将五价砷完全去除。本发明方法将三价砷的氧化、有机污染物去除与吸附除砷的工艺相结合，不仅解决了含高浓度腐殖质的高砷地下饮用水中三价砷不能有效去除的难题，而且，极大提高了后续处理吸附剂的除砷效果，延长了吸附剂的使用寿命，降低了再生次数，高效低成本地使含高浓度腐植质的高砷地下饮用出水达到国家安全饮用水标准。

Description

一种高砷地下水的处理方法
技术领域
本发明涉及的是含高浓度腐殖质的高砷地下水的处理方法。
背景技术
砷是致癌、致突变因子，对动物还有致畸作用。《生活饮用水卫生标准》规定砷浓度超过0.05mg/L列为超标饮用水。我国的高砷地下水中三价砷含量较高，并且普遍含有以腐殖物质为代表的有机污染物，高砷地下水中以阴离子形式存在的腐殖质对砷的去除有较大的干扰，三价砷也很难去除，因而砷的去除效果被大大降低。
目前，国内外饮水除砷常用方法有沉淀法、吸附法。沉淀法利用铁盐、铝盐、硫化物及石灰与砷形成难溶化合物除砷，实验结果表明铁盐的除砷效果明显高于铝盐，氯化铁对水中的As(v)有很高的去除率，但氯化铁对As(III)的去除率一般只有50％-60％，不能有效去除As(III)，另外，沉淀后的污泥处理也是一大难题：吸附法主要包括活性氧化铝法、沸石及稀土类吸附法，其中，活性氧化铝和稀土类吸附剂的除砷容量和除砷效率略优于其它吸附剂，但单纯的过滤势必因腐殖质有机污染物的竞争吸附很快失去除砷的功能，导致吸附剂用量大、再生频繁、成本较高。而且，虽然对五价砷的去除效果较好，但是仍不能有效去除As(III)。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述处理方法均不能有效除去As(III)的缺点，从而提供一种采用氧化三价砷、去除腐殖质与吸附剂吸附相结合的工艺处理方法，达到低成本净化高砷地下饮用水的目的。
本发明的目的是这样实现的：采用臭氧氧化处理，将毒性大并且难处理的三价砷氧化为易处理的五价砷，同时将腐殖质氧化为小分子有机物，然后利用生物活性炭对腐殖质氧化产物进行降解和吸附，最后，利用高效除砷吸附剂将五价砷完全去除。该发明方法包含如下步骤：首先，将含高浓度腐殖质的高砷地下水进行臭氧氧化处理；然后，再通过生物活性炭装置降解或吸附去除小分子有机物；最后，采用高效吸附塔去除五价砷。
所述的活性炭包括：粒状果壳活性炭、木质炭。
所述的吸附剂包括：稀土类吸附剂、活性氧化铝、沸石。
本发明方法所用的装置，如图1所示，主要包括：臭氧氧化反应装置、生物活性炭处理装置、除砷吸附塔；其中，通过一进水泵将水注入臭氧氧化反应装置，经过30分钟以后，将经过氧化后的水再流经生物活性炭处理装置，进行降解和吸附处理掉小分子有机物，最后，由除砷吸附塔除去五价砷，得到符合标准的饮用水，装置之间均用PVC硬质水管、阀门连接，接口采硬密封。
本发明的优点是：(1)采用臭氧氧化处理步骤将毒性大并且难处理的三价砷氧化为易处理的五价砷，解决了三价砷无法有效去除的难题；(2)先利用生物活性炭对腐殖质氧化产物进行降解和吸附，大大提高了除砷吸附剂对砷的去除效果，并且减少了吸附剂用量，降低了再生次数，实现低成本高效除砷。
综上所述，本发明集成臭氧氧化、生物活性炭降解吸附和吸附剂高效吸附等工艺与装置，解决了含高浓度腐殖质的高砷地下水的处理问题，能够以较低的成本获取优质的安全饮用水。
附图说明
图1.本发明的高砷地下水处理装置图
图2.本发明实施例的除砷穿透曲线
具体实施方式
实施例：
本实施例采用我国内蒙古呼和浩特市只几梁乡含高浓度腐殖质的高砷地下水进行实验。原水水质为：总砷为1.2mg/L，pH为7.5-7.8，其中三价砷占70％，五价砷占30％，总有机碳TOC为12.3mg/l。通过进水泵将水注入臭氧氧化反应装置，停留30分钟后，再经过果壳粒状活性炭处理装置进行降解和吸附，最后，经过装有稀土铁氧化物吸附剂的吸附塔进行吸附处理。实验结果如表1、图2所示：
表1                                               (单位：mg/L)
  水质     总砷     三价砷     五价砷     TOC
原水     1.21     0.84     0.36     12.3
催化氧化     1.15     0.02     1.13     11.2
活性炭吸附     1.10     0.01     1.09     0.81
由表1可知，受有机物污染的高砷地下水经臭氧氧化后，总砷中三价砷的含量降为1.7％，五价砷的含量上升为98.3％；经过果壳粒状活性炭处理装置降解和吸附后，总有机碳TOC的含量降到0.81mg/l；经过吸附塔吸附后。
如图2所示，2000倍柱体积以下未捡出砷，5000倍柱体积以下的出水达到国家安全饮用水标准，水中砷的含量小于0.05mg/L；而单纯用稀土铁氧化物吸附剂进行吸附处理，同样条件下1500倍柱体积即穿透(砷含量大于0.05mg/L)。

Claims (3)

1.一种高砷地下饮用水的除砷处理方法，该方法包含如下步骤：
(1)将含高浓度腐殖质的高砷地下水进行臭氧氧化处理，将毒性大并且难处理的三价砷氧化为易处理的五价砷，同时将腐殖质氧化为小分子有机物；
(2)用生物活性炭降解或吸附去除小分子有机物；
(3)用除砷吸附剂去除五价砷，得到符合要求的饮用水。
2.按权利要求1所述的高砷地下饮用水的除砷处理方法，其特征还在于：所述的生物活性炭包括：粒状果壳活性炭、木质炭。
3.按权利要求1所述的高砷地下饮用水的除砷处理方法，其特征还在于：所用的吸附剂包括：稀土铁氧化物吸附剂、活性氧化铝、沸石。
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