飲用水除砷常用工藝總結

蔡長卿 熊祎瑋

(1 湖南農業大學 資源環境學院， 湖南 長沙 410128；2 四川大學錦成學院 土木與環境工程學院， 四川 成都 611731)

1 總體要求

1.1 我國對于砷在水中的含量有具體明確的法規：《生活飲用水衛生標準》，采用國家水質標準測得水中砷的含量最低為 0.01mg/L，超過這個標準就要采取相應辦法處理[1]。

1.2 其適用范圍包括城鎮、工業企業及農村。

1.3 除砷用水工程，采用分質的方法來供水。

1.4 飲用水除砷處理后產生的廢水及泥渣排放應符合《污水綜合排放標準》和《農用污泥中污染物控制標準》的規定[2]。

2 預氧化絮凝沉淀法

預氧化是在原來的水中加入氧化性較強的化學藥劑，通過氧化水中的有機物，來提高水質，通常會用到的強氧化劑有：高錳酸鉀、氯氣、雙氧水等，將三價砷氧化為五價砷。絮凝沉淀除砷主要是在廢水中加入堿，調整pH值，使其與水中的砷產生化學反應，生成難溶鹽沉淀而將其除去。其具體方法并不是采用單一的處理方式，而是幾種處理方式的綜合處理，這種除砷方法常用于工程方面。方法簡單，能有效提高砷的去除率。但是，在除過程中使用了大量的化學藥劑，產生化學反應后有很多沉淀物，如大量泥渣的產生，而這些污泥的處理需要水廠建立完善的后處理處置設施。

2.1 一般要求

2.1.1 本法適用于處理含砷量小于2mg/L的原水。

2.1.2 原水的適宜溫度>5℃。

2.1.3 本除砷方法所使用藥劑采用鐵鹽、鋁鹽、石灰、氯氣。

2.1.4 影響除砷效果的因素：

混凝劑類型：鐵鹽的除砷效果優于鋁鹽。

砷的價態pH值：鐵鹽除砷的適宜pH值為6.5-8.0。原水硬度：鐵鹽對軟水中砷的去除率高于硬水。過濾：濾料的粒徑越小、濾層越厚除砷效果越好。2.2處理工藝流程：

2.2.1 加氯：盡量加大預加氯量，濾后加氯關閉，預加氯量要能滿足保持濾池進水余氯量0.5mg/L以上。預加氯可有效氧化1.0mg/L的三價砷為五價砷，使水砷的除去率達95%以上。

2.2.2 聚合硫酸鐵投加：投加量30-80公斤/1000立方米水。聚合硫酸鐵稀釋液濃度5%。具體投加量根據水處理攪拌試驗結果及水廠處理流程中砷的變化來確定，每次調節幅度為5公斤/1000立方米水。濾池的進水渾濁度控制在1NTU。

2.2．3 聚合氯化鋁投加：聚合氯化鋁的配制濃度控制在1%至5%。其投加量保持在鐵鹽投加量的80%[3]。

2.2.4 石灰的投加：石灰乳液的配制濃度控制在1%至5%。在投加能力能滿足需要的情況下，配制濃度越稀越好，在原水中容易均勻擴散，并避免加藥管的阻塞。具體投加量根據反應池入口pH值的變化來調節，保持pH值在6.5至7.5之間。通過調節石灰投加量來實現pH值的穩定。

2.2.5 過濾：過濾對確?；炷ǔ樾Ч陵P重要。石英濾砂的過濾效果與粒徑和濾床高度有關。當砂粒粒徑大于40目時,濾床高度不得低于20厘米；當砂粒粒徑小于40目時,濾床高度只要15厘米即滿足要求。

3 活性氧化鋁

3.1 一般要求

3.1.1 除砷濾池的進水含砷量應小于2.0mg/L，渾濁度小于5NTU。

3.1.2 如果測出水中含砷量超過0.05mg/L時，就要通過試驗確定除砷的工藝參數。

3.2 濾料

3.2.1 活性氧化鋁的粒徑要小于2.4mm，一般宜為0.35-1.2mm，K值為2.06的小?；钚匝趸X。

3.2.2 活性氧化鋁應有足夠的機械強度。

3.3 吸附

3.3.1 濾池的濾速采用間斷運行方式，其設計濾速為每小時4.5米，連續運行時間4～6小時，間斷4～6x。間歇運行除砷效果優于連續運行效果。

3.3.2 每個濾池在對砷的處理上，其水中砷的含量可略高于 0.01mg／L，并根據混合調節能力確定終點含砷量值，但需注意，混合后處理水含砷量應不大于0.01mg／L。

3.3.3 濾料的周期吸附容量取決于很多因素，其主要因素有原水中砷的含量，pH值、濾池的濾速以及濾料的性質等[4]。

濾料厚度宜大于0.6m；軟水除砷效果好于硬水；除砷效果隨濃度增高而下降；五價砷的除去效果高于三價砷；終點含砷量不大于0.01mg／L。

含五價砷軟水的最佳pH值為5～8，硬水為5～6。含三價砷硬水最佳pH值為8。

3.4 再生

3.4.1 濾料可以再生處理，當濾池水中砷的含量達到終點含砷量值時，就進行再生處理，其再生液最好采用氫氧化鈉溶液。

3.4.2 第一次對反濾層進行反沖，其膨脹率可采用35%～50%，反沖時間控制在10～15分鐘，至出反沖到水變清為止。沖洗強度沒有特殊要求，根據濾料粒徑大小而定，一般可采用10～15L／（m2·s）。

3.4.3 再生溶液選擇氫氧化鈉，由上而下通過濾層。濃度調配在 O．7%～l%NaOH溶液。再生液用量容積為濾粒體積的8倍，再生時間為一個多小時，再生液流速為5～10m／h。 再生后必須排空濾池內的再生溶液。

3.4.4 第二次反沖強度比第一次略小，采用2～5L／（m2·s），沖洗方向自下而上通過濾層，反沖時間可采用兩小時左右。

3.4.5 氫氧化鈉可再生，將氫氧化鈉作為再生劑，在二次反沖后應采用l%硫酸溶液進行中和，把水的pH值調至3左右，進水流速與正常除砷過程相同，中和時間為一個多小時，當水pH值穩定在8左右停止中和。

3.5 濾池

3.5.1 濾池一般選用圓型罐體，方便過濾，過濾可采用敞開式或壓力式。3.5.2濃酸通過合理的比例稀釋后再投加，將稀釋后的濃酸注入原水管的中心。3.5.3濾池是除砷處理的必然渠道，其材料的選擇應符合生活飲用水水質的衛生要求。

3.5.4 濾層表面與濾池的距離保持在1.7m左右[5]。

3.5.6 反沖洗進出水管必須按首次反沖洗強度來選擇管徑。

3.5.7 濾池必須設有進水管和出水管，進水流量指示儀表、觀察濾層的視鏡等配件。

3.6 廢液處理

再生廢液、淋洗水和中和廢液的混合液含砷量為100～150mg/L，其pH值為11～12，必須進行處理。先加酸調節pH值為7.5～8.5，然后按照Fe:As(4:1)投加聚合硫酸鐵，攪拌絮凝后靜置6天，排放上清液或回收利用，沉渣中加入1%石灰后填埋處理。