饮用水除砷常用工艺总结

蔡长卿 熊祎玮

(1 湖南农业大学 资源环境学院， 湖南 长沙 410128；2 四川大学锦成学院 土木与环境工程学院， 四川 成都 611731)

1 总体要求

1.1 我国对于砷在水中的含量有具体明确的法规：《生活饮用水卫生标准》，采用国家水质标准测得水中砷的含量最低为 0.01mg/L，超过这个标准就要采取相应办法处理[1]。

1.2 其适用范围包括城镇、工业企业及农村。

1.3 除砷用水工程，采用分质的方法来供水。

1.4 饮用水除砷处理后产生的废水及泥渣排放应符合《污水综合排放标准》和《农用污泥中污染物控制标准》的规定[2]。

2 预氧化絮凝沉淀法

预氧化是在原来的水中加入氧化性较强的化学药剂，通过氧化水中的有机物，来提高水质，通常会用到的强氧化剂有：高锰酸钾、氯气、双氧水等，将三价砷氧化为五价砷。絮凝沉淀除砷主要是在废水中加入碱，调整pH值，使其与水中的砷产生化学反应，生成难溶盐沉淀而将其除去。其具体方法并不是采用单一的处理方式，而是几种处理方式的综合处理，这种除砷方法常用于工程方面。方法简单，能有效提高砷的去除率。但是，在除过程中使用了大量的化学药剂，产生化学反应后有很多沉淀物，如大量泥渣的产生，而这些污泥的处理需要水厂建立完善的后处理处置设施。

2.1 一般要求

2.1.1 本法适用于处理含砷量小于2mg/L的原水。

2.1.2 原水的适宜温度>5℃。

2.1.3 本除砷方法所使用药剂采用铁盐、铝盐、石灰、氯气。

2.1.4 影响除砷效果的因素：

混凝剂类型：铁盐的除砷效果优于铝盐。

砷的价态pH值：铁盐除砷的适宜pH值为6.5-8.0。原水硬度：铁盐对软水中砷的去除率高于硬水。过滤：滤料的粒径越小、滤层越厚除砷效果越好。2.2处理工艺流程：

2.2.1 加氯：尽量加大预加氯量，滤后加氯关闭，预加氯量要能满足保持滤池进水余氯量0.5mg/L以上。预加氯可有效氧化1.0mg/L的三价砷为五价砷，使水砷的除去率达95%以上。

2.2.2 聚合硫酸铁投加：投加量30-80公斤/1000立方米水。聚合硫酸铁稀释液浓度5%。具体投加量根据水处理搅拌试验结果及水厂处理流程中砷的变化来确定，每次调节幅度为5公斤/1000立方米水。滤池的进水浑浊度控制在1NTU。

2.2．3 聚合氯化铝投加：聚合氯化铝的配制浓度控制在1%至5%。其投加量保持在铁盐投加量的80%[3]。

2.2.4 石灰的投加：石灰乳液的配制浓度控制在1%至5%。在投加能力能满足需要的情况下，配制浓度越稀越好，在原水中容易均匀扩散，并避免加药管的阻塞。具体投加量根据反应池入口pH值的变化来调节，保持pH值在6.5至7.5之间。通过调节石灰投加量来实现pH值的稳定。

2.2.5 过滤：过滤对确保混凝法除砷效果至关重要。石英滤砂的过滤效果与粒径和滤床高度有关。当砂粒粒径大于40目时,滤床高度不得低于20厘米；当砂粒粒径小于40目时,滤床高度只要15厘米即满足要求。

3 活性氧化铝

3.1 一般要求

3.1.1 除砷滤池的进水含砷量应小于2.0mg/L，浑浊度小于5NTU。

3.1.2 如果测出水中含砷量超过0.05mg/L时，就要通过试验确定除砷的工艺参数。

3.2 滤料

3.2.1 活性氧化铝的粒径要小于2.4mm，一般宜为0.35-1.2mm，K值为2.06的小粒活性氧化铝。

3.2.2 活性氧化铝应有足够的机械强度。

3.3 吸附

3.3.1 滤池的滤速采用间断运行方式，其设计滤速为每小时4.5米，连续运行时间4～6小时，间断4～6x。间歇运行除砷效果优于连续运行效果。

3.3.2 每个滤池在对砷的处理上，其水中砷的含量可略高于 0.01mg／L，并根据混合调节能力确定终点含砷量值，但需注意，混合后处理水含砷量应不大于0.01mg／L。

3.3.3 滤料的周期吸附容量取决于很多因素，其主要因素有原水中砷的含量，pH值、滤池的滤速以及滤料的性质等[4]。

滤料厚度宜大于0.6m；软水除砷效果好于硬水；除砷效果随浓度增高而下降；五价砷的除去效果高于三价砷；终点含砷量不大于0.01mg／L。

含五价砷软水的最佳pH值为5～8，硬水为5～6。含三价砷硬水最佳pH值为8。

3.4 再生

3.4.1 滤料可以再生处理，当滤池水中砷的含量达到终点含砷量值时，就进行再生处理，其再生液最好采用氢氧化钠溶液。

3.4.2 第一次对反滤层进行反冲，其膨胀率可采用35%～50%，反冲时间控制在10～15分钟，至出反冲到水变清为止。冲洗强度没有特殊要求，根据滤料粒径大小而定，一般可采用10～15L／（m2·s）。

3.4.3 再生溶液选择氢氧化钠，由上而下通过滤层。浓度调配在 O．7%～l%NaOH溶液。再生液用量容积为滤粒体积的8倍，再生时间为一个多小时，再生液流速为5～10m／h。 再生后必须排空滤池内的再生溶液。

3.4.4 第二次反冲强度比第一次略小，采用2～5L／（m2·s），冲洗方向自下而上通过滤层，反冲时间可采用两小时左右。

3.4.5 氢氧化钠可再生，将氢氧化钠作为再生剂，在二次反冲后应采用l%硫酸溶液进行中和，把水的pH值调至3左右，进水流速与正常除砷过程相同，中和时间为一个多小时，当水pH值稳定在8左右停止中和。

3.5 滤池

3.5.1 滤池一般选用圆型罐体，方便过滤，过滤可采用敞开式或压力式。3.5.2浓酸通过合理的比例稀释后再投加，将稀释后的浓酸注入原水管的中心。3.5.3滤池是除砷处理的必然渠道，其材料的选择应符合生活饮用水水质的卫生要求。

3.5.4 滤层表面与滤池的距离保持在1.7m左右[5]。

3.5.6 反冲洗进出水管必须按首次反冲洗强度来选择管径。

3.5.7 滤池必须设有进水管和出水管，进水流量指示仪表、观察滤层的视镜等配件。

3.6 废液处理

再生废液、淋洗水和中和废液的混合液含砷量为100～150mg/L，其pH值为11～12，必须进行处理。先加酸调节pH值为7.5～8.5，然后按照Fe:As(4:1)投加聚合硫酸铁，搅拌絮凝后静置6天，排放上清液或回收利用，沉渣中加入1%石灰后填埋处理。