蔡長卿 熊祎瑋

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院， 湖南 長沙 410128；2 四川大學(xué)錦成學(xué)院 土木與環(huán)境工程學(xué)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(guī)：《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，采用國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)測得水中砷的含量最低為 0.01mg/L，超過這個標(biāo)準(zhǔn)就要采取相應(yīng)辦法處理[1]。

1.2 其適用范圍包括城鎮(zhèn)、工業(yè)企業(yè)及農(nóng)村。

1.3 除砷用水工程，采用分質(zhì)的方法來供水。

1.4 飲用水除砷處理后產(chǎn)生的廢水及泥渣排放應(yīng)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定[2]。

2 預(yù)氧化絮凝沉淀法

預(yù)氧化是在原來的水中加入氧化性較強的化學(xué)藥劑，通過氧化水中的有機物，來提高水質(zhì)，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(diào)整pH值，使其與水中的砷產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，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(xué)藥劑，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后有很多沉淀物，如大量泥渣的產(chǎn)生，而這些污泥的處理需要水廠建立完善的后處理處置設(shè)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(yōu)于鋁鹽。

砷的價態(tài)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(yù)加氯量，濾后加氯關(guān)閉，預(yù)加氯量要能滿足保持濾池進水余氯量0.5mg/L以上。預(yù)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(jù)水處理攪拌試驗結(jié)果及水廠處理流程中砷的變化來確定，每次調(diào)節(jié)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(jù)反應(yīng)池入口pH值的變化來調(diào)節(jié)，保持pH值在6.5至7.5之間。通過調(diào)節(jié)石灰投加量來實現(xiàn)pH值的穩(wěn)定。

2.2.5 過濾：過濾對確保混凝法除砷效果至關(guān)重要。石英濾砂的過濾效果與粒徑和濾床高度有關(guān)。當(dāng)砂粒粒徑大于40目時,濾床高度不得低于20厘米；當(dāng)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(yīng)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(shù)。

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(yīng)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(shè)計濾速為每小時4.5米，連續(xù)運行時間4～6小時，間斷4～6x。間歇運行除砷效果優(yōu)于連續(xù)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(jù)混合調(diào)節(jié)能力確定終點含砷量值，但需注意，混合后處理水含砷量應(yīng)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(zhì)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(dāng)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(jù)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(diào)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(nèi)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(yīng)采用l%硫酸溶液進行中和，把水的pH值調(diào)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(dāng)水pH值穩(wěn)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(yīng)符合生活飲用水水質(zhì)的衛(wèi)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(shè)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(diào)節(jié)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。