專利名稱：：去除水中三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及含砷水處理方法，特別涉及一種去除水中三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子的方法。
背景技術(shù)：
：污染水體中的三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子不會(huì)降解，揮發(fā)，并會(huì)在水生物物體內(nèi)富集濃縮，同時(shí)污染土壤并在土壤中積累由此進(jìn)入農(nóng)作物組織中，通過(guò)水，大氣，食物等途徑進(jìn)入人體(動(dòng)物)造成危害，因此必須對(duì)其進(jìn)行有效處理，達(dá)到國(guó)家相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。目前通常采用的方法有1，化學(xué)絮凝法，該法投資小，但運(yùn)行成本高，需投加過(guò)量的絮凝劑和反應(yīng)物，而產(chǎn)生大量的二次污染廢棄物，無(wú)法利用且處理困難，使該法應(yīng)用受到一定的限制。2，樹脂除砷法，機(jī)理是離子交換，該法一般適用于單純的含砷廢水處理，操作復(fù)雜，樹脂經(jīng)數(shù)十次脫附后就趨于報(bào)廢，投資高，工藝穩(wěn)定性較差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提出一種去除水中三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的包括含砷水預(yù)處理、納米吸附和脫附液處理三個(gè)部分。本發(fā)明的內(nèi)容如下(1)含砷水經(jīng)泵送入過(guò)濾設(shè)備，除去其中的固體雜質(zhì)；(2)除去固體雜質(zhì)的含砷水進(jìn)入裝有吸附濾料的脫砷塔，進(jìn)行吸附除砷過(guò)濾，排出達(dá)標(biāo)水；(3)使用NaOH溶液和NaCl溶液的混合溶液對(duì)吸附濾料進(jìn)行脫附；(4)脫附液經(jīng)泵送入多級(jí)混凝槽，在混凝槽中加入混凝劑，最后混合液進(jìn)入沉淀池中進(jìn)行固液分離。所述的過(guò)濾器設(shè)備采用疊片過(guò)濾器或調(diào)節(jié)型過(guò)濾器或其組合。疊片過(guò)濾器為精密過(guò)濾，過(guò)濾精度為200400ixm;調(diào)節(jié)型過(guò)濾器為高精度的過(guò)濾，過(guò)濾精度為110ym。上述步驟b)中，吸附流速為1040BV/h(濾料體積/小時(shí))。所述的脫附混合溶液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的NaOH溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的NaCl溶液的混合溶液。所述的脫砷塔中的吸附濾料是納米吸附濾料。所述的多級(jí)混凝槽為一級(jí)混凝槽或二級(jí)混凝槽或三級(jí)混凝槽或更多級(jí)混凝槽。所述的混凝劑為氧化鐵或氫氧化鈣或PAM(聚合氯化鋁)或其任意組合。所述的混凝過(guò)程為用硫酸將脫附液的PH調(diào)節(jié)到15，此時(shí)的砷酸鈉轉(zhuǎn)化成砷酸，攪拌并加入用量為砷含量的510倍的混凝劑，產(chǎn)生沉淀物，隨后加入NaOH將混凝槽中脫附液的pH中和至69。本發(fā)明的去除水中三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子的方法的系統(tǒng)，包括過(guò)濾設(shè)備3、脫砷塔4、混凝槽7和沉淀池8;含砷水1通過(guò)管道經(jīng)水泵2送入過(guò)濾設(shè)備3，過(guò)濾設(shè)備與裝有納米濾料的脫砷塔進(jìn)水口相連，裝有納米濾料的脫砷塔出水口5達(dá)標(biāo)排放，裝有納米濾料的脫砷塔的脫附液經(jīng)管道與多級(jí)混凝槽的進(jìn)液口相連，多級(jí)混凝槽與沉淀池的進(jìn)液口相連。本發(fā)明采用先進(jìn)的預(yù)處理技術(shù)，設(shè)備不容易堵塞，而且可以延長(zhǎng)填料的使用周期，通過(guò)上述"過(guò)濾+吸附+脫附"的工藝，處理過(guò)程中可滿足水體中不同濃度含量的砷離子的吸附要求，處理效果好。因此本發(fā)明的工藝具備以下突出特點(diǎn)(1)處理工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單，易于控制；(2)處理過(guò)程中不投加任何藥劑，不增加處理水體后的二次污染；(3)過(guò)濾后水質(zhì)對(duì)填料造成負(fù)面影響小，濾料可進(jìn)行數(shù)千次的吸附和脫附。使用壽命長(zhǎng)，脫附后的脫附液為高濃度的含砷廢液，可進(jìn)行資源化利用或濃縮處理，可有效的防止二次污染；(4)設(shè)備投資規(guī)模小，運(yùn)行成本低。(5)采用本發(fā)明的去除水中三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子，得到的出水清液，達(dá)到國(guó)家相關(guān)水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)?！獔Dl:本發(fā)明的工藝流程示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明參照附圖1。本發(fā)明所述的工藝包括含砷水l,過(guò)濾設(shè)備3，脫砷塔4及其達(dá)標(biāo)出水口5，混凝槽7，沉淀池8，水泵2和6;含砷水l通過(guò)管道，經(jīng)水泵2送入過(guò)濾設(shè)備3，過(guò)濾設(shè)備3與裝有納米濾料的脫砷塔4進(jìn)水口相連，裝有納米濾料的脫砷塔4出水口5達(dá)標(biāo)排放，裝有納米濾料的脫砷塔4的脫附液經(jīng)管道與多級(jí)混凝槽的進(jìn)液口相連，多級(jí)混凝槽與沉淀池的進(jìn)液口相連。下面是采用本系統(tǒng)進(jìn)行處理的實(shí)例實(shí)例l:1.用某企業(yè)內(nèi)部自來(lái)水(含砷量約為lmg/L)，經(jīng)過(guò)疊片過(guò)濾器(過(guò)濾精度為200ym)，去除其中的雜質(zhì)后流入脫砷塔。2.進(jìn)行吸附除砷，吸附流速為30BV/h，出水達(dá)標(biāo)排放。53.出水砷含量達(dá)到泄漏控制點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行對(duì)納米吸附劑的脫附，脫附時(shí)使用3%Na0H+3%NaCl混合液進(jìn)行脫附。4.脫附液送入二級(jí)混凝槽，pH值為l，混凝劑為氧化鐵(其用量為含砷量的5倍)，混凝后進(jìn)入沉淀池分離。納米吸附劑對(duì)含砷水的處理可以使砷含量達(dá)到0.01mg/L(10卯b)以下，并維持到吸附飽和。經(jīng)過(guò)五次重復(fù)吸附、脫附，納米吸附劑對(duì)砷的吸附量穩(wěn)定，脫附正常，滿足工業(yè)化的應(yīng)用。數(shù)據(jù)及處理去除效果數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)例2:1.用飲料公司內(nèi)部含砷水，經(jīng)過(guò)疊片過(guò)濾器(過(guò)濾精度為400um)，去除其中的雜質(zhì)后流入脫砷塔。.2.進(jìn)行吸附除砷，吸附流速為20BV/h，出水達(dá)標(biāo)排放。3.出水砷含量達(dá)到泄漏控制點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行對(duì)納米吸附劑的脫附，脫附時(shí)使用4%NaOH+5%NaCl混合液進(jìn)行脫附。4.脫附液送入一級(jí)混凝槽，pH值為4，混凝劑為PAM(其用量為含砷量的9倍)，混凝后進(jìn)入沉淀池分離。納米吸附劑對(duì)含砷水的處理可以使砷含量達(dá)到0.01mg/L(10ppb)以下，滿足工業(yè)化的應(yīng)用。數(shù)據(jù)及處理砷去除效果數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)例3:1.用某企業(yè)內(nèi)部工藝水，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)型過(guò)濾器(過(guò)濾精度為lwm)，去除其中的雜質(zhì)后流入脫砷塔。2.進(jìn)行吸附除砷，吸附流速為10BV/h，出水達(dá)標(biāo)排放。3.出水砷含量達(dá)到泄漏控制點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行對(duì)納米吸附劑的脫附，脫附時(shí)使用5%NaOH+3%NaCl混合液進(jìn)行脫附。4.脫附液送入三級(jí)混凝槽，pH值為5，混凝劑為氧化鐵(其用量為含砷量的10倍)，混凝后進(jìn)入沉淀池分離。納米吸附劑對(duì)含砷水的處理可以使砷含量達(dá)到0.01mg/L(10ppb)以下，并維持到吸附飽和。經(jīng)過(guò)五次重復(fù)吸附、脫附，納米吸附劑對(duì)砷的吸附量穩(wěn)定，脫附正常，滿足工業(yè)化的應(yīng)用。數(shù)據(jù)及處理去除效果數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)例4:1.用某企業(yè)內(nèi)部工藝水,經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)型過(guò)濾器(過(guò)濾精度為lO!xm)，去除其中的雜質(zhì)后流入脫砷塔。2.進(jìn)行吸附除砷，吸附流速為40BV/h，出水達(dá)標(biāo)排放。3.出水砷含量達(dá)到泄漏控制點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行對(duì)納米吸附劑的脫附，脫附時(shí)使用5%NaOH+3%NaCl混合液進(jìn)行脫附。4.脫附液送入二級(jí)混凝槽，pH值為5，混凝劑為氫氧化鈣(其用量為含砷量的7倍)，混凝后進(jìn)入沉淀池分離。納米吸附劑對(duì)含砷水的處理可以使砷含量達(dá)到0.01mg/L(10ppb)以下，并維持到吸附飽和。經(jīng)過(guò)五次重復(fù)吸附、脫附，納米吸附劑對(duì)砷的吸附量穩(wěn)定，脫附正常，滿足工業(yè)化的應(yīng)用。數(shù)據(jù)及處理去除效果數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種去除水中三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子的方法，其特征是依次連接有含砷水預(yù)處理、納米吸附和脫附液處理。2.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征是步驟如下a)含砷水經(jīng)泵送入過(guò)濾設(shè)備，除去其中的固體雜質(zhì)；b)除去固體雜質(zhì)的含砷水進(jìn)入裝有吸附濾料的脫砷塔，進(jìn)行吸附除砷過(guò)濾，排出達(dá)標(biāo)水，c)使用NaOH溶液和NaCl溶液的混合溶液對(duì)吸附濾料進(jìn)行脫附；d)脫附液經(jīng)泵送入多級(jí)混凝槽，在混凝槽中加入混凝劑，最后混合液進(jìn)入沉淀池中進(jìn)行固液分離。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述的過(guò)濾器設(shè)備采用疊片過(guò)濾器和調(diào)節(jié)型過(guò)濾器組合；疊片過(guò)濾器為精密過(guò)濾，過(guò)濾精度為200-400um;調(diào)節(jié)型過(guò)濾器為高精度的過(guò)濾，過(guò)濾精度為1-10ixm。4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟b)中吸附流速為1040BV/h。5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述的脫附混合溶液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的NaOH溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的NaCl溶液的混合溶液。6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述的脫砷塔中的吸附濾料是納米吸附濾料。7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是多級(jí)混凝槽為一級(jí)混凝槽或二級(jí)混凝槽或三級(jí)混凝槽或更多級(jí)混凝槽。8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述的混凝劑為氧化鐵或氫氧化鈣或PAM或其任意組合。9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是混凝劑的混凝過(guò)程為用硫酸將脫附液的pH調(diào)節(jié)到15，此時(shí)的砷酸鈉轉(zhuǎn)化成砷酸，攪拌并加入用量為砷含量的510倍的混凝劑，產(chǎn)生沉淀物，隨后加入NaOH將混凝槽中脫附液的pH中和至69。10.權(quán)利要求1的去除水中三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子的方法的系統(tǒng)，包括過(guò)濾設(shè)備(3)、脫砷塔(4)、混凝槽(7)和沉淀池(8);其特征是含砷水(1)通過(guò)管道經(jīng)水泵(2)送入過(guò)濾設(shè)備(3)，過(guò)濾設(shè)備與裝有納米濾料的脫砷塔進(jìn)水口相連，裝有納米濾料的脫砷塔出水口(5)達(dá)標(biāo)排放，裝有納米濾料的脫砷塔的脫附液經(jīng)管道與多級(jí)混凝槽的進(jìn)液口相連，多級(jí)混凝槽與沉淀池的進(jìn)液口相連。全文摘要本發(fā)明涉及去除水中三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明包括含砷水預(yù)處理、納米吸附和脫附液處理三個(gè)部分。含砷水通過(guò)管道經(jīng)水泵送入過(guò)濾設(shè)備，過(guò)濾設(shè)備與裝有納米濾料的脫砷塔進(jìn)水口相連，裝有納米濾料的脫砷塔出水口達(dá)標(biāo)排放，裝有納米濾料的脫砷塔的脫附液經(jīng)管道與多級(jí)混凝槽的進(jìn)液口相連，多級(jí)混凝槽與沉淀池的進(jìn)液口相連。本發(fā)明處理工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單，易于控制；處理過(guò)程中不投加任何藥劑，不增加處理水體后的二次污染；采用本發(fā)明的去除水中三價(jià)砷離子及五價(jià)砷離子，得到的出水清液，達(dá)到國(guó)家相關(guān)水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。文檔編號(hào)C02F1/52GK101514058SQ20091008136公開日2009年8月26日申請(qǐng)日期2009年4月3日優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日發(fā)明者何絮文,明葉,李立雄,楊天磊申請(qǐng)人:中礦威德能源科技(北京)有限公司