CN104310646A - 一种从水中去除砷的方法及水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从水中去除砷的方法及水处理装置，涉及水处理领域。从水中去除砷的方法的步骤如下：（1）滤去含砷水中的悬浮物；（2）滤去含砷水中的胶体、大分子物质以及细菌；（3）矿化活化含砷水，保持水的矿化度；（4）使用活性炭吸附含砷水中的有机物；（5）使用纳米铁陶瓷滤料吸附含砷水中的砷。水处理装置包括依次连接的：袋式过滤器***，超滤过滤器***，矿化活化过滤器***，活性炭过滤器***，纳米陶瓷过滤器***。本发明提供的从水中去除砷的方法及水处理装置能够在有效单一去除砷的同时，不会去除水中其他有机物质及有机盐类，使得水的矿化度在处理前后可以基本保持不变。

Description

一种从水中去除砷的方法及水处理装置
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其涉及从水中去除砷的方法及装置。 
背景技术
砷是一种对人体及其它生物有毒并能够致癌的物质，其毒性很强，少量的砷就会对人体造成很大的伤害，而且，砷在人体内有明显的积聚性。 
目前从水中去除砷的方法主要有一下几种：硫化沉淀法、絮凝共沉淀法、中和沉淀法、铁氧体沉淀法、离子交换法以及反渗透法等，这些方法一般都会影响水的矿化度，并会产生含砷的废渣，容易造成二次污染。 
发明内容
本发明的目的在于解决目前所采用的去除水中的砷的方法一般都会影响水的矿化度，并会产生含砷的废渣，容易造成二次污染的问题，提供一种从水中去除砷的方法，该方法能够在有效单一去除砷的同时，不会去除水中其他有机物质及有机盐类，使得水的矿化度在处理前后可以基本保持不变。 
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下： 
本发明提供的从水中去除砷的方法步骤如下： 
（1）滤去含砷水中的悬浮物；
（2）滤去含砷水中的胶体、大分子物质以及细菌；
（3）矿化活化含砷水，保持水的矿化度；
（4）使用活性炭吸附含砷水中的有机物；
（5）使用纳米铁陶瓷滤料吸附含砷水中的砷，纳米铁陶瓷滤料的颗粒大小为0.4～2.0mm，比表面积为200～300m2/g，气孔率为23～25%，总孔容积为0.25～0.42cm3/g，堆积密度为0.72～0.81g/ml，浸水膨胀率为1.2～2.0%；
且步骤（1）至步骤（5）中含砷水的流量控制在35～60m3/h。
特别的，所述步骤（1）采用袋式过滤器滤去含砷水中的悬浮物，袋式过滤器的滤袋的过滤精度为50μm。 
特别的，含砷水在经过所述步骤（1）至步骤（5）处理后，还要检测水中的砷含量，当水中的砷含量高于0.02mg/L时，将水用另一个纳米铁陶瓷过滤器再次过滤。 
特别的，所述砷含量是通过溶出伏安法检测得到的。 
特别的，所述步骤（2）采用超滤过滤器滤去含砷水中的胶体、大分子物质以及细菌，超滤过滤器的过滤膜的孔径为0.002～0. 1μm ，切割分子量为1000～500000。 
特别的，所述步骤（3）采用矿化球矿化活化含砷水，矿化球的颗粒大小为2～3mm。 
一种水处理装置，该水处理装置包括依次连接的： 
用于去除水中悬浮物的袋式过滤器***，
用于截留胶体、大分子物质以及细菌的超滤过滤器***，
用于调节水质的矿化活化过滤器***，
用于吸附水中的有机物的活性炭过滤器***，
以及吸附水中的砷的纳米陶瓷过滤器***；
所述袋式过滤器***的进水端连接有含砷卤水池，袋式过滤器***和含砷卤水池的连接管道中安装有将含砷卤水从含砷卤水池提升至袋式过滤器***的提升泵；
所述超滤过滤器***还连接有用于排放超滤过滤器***所截留的废水的废水排放管，以及用于将经过过滤后的水输送至所述矿化活化过滤器***的输水管；
所述纳米陶瓷过滤器***的出水端连接有用于储存从纳米陶瓷过滤器***过滤后流出的水的清水箱，清水箱连接有用于检测清水箱中的水的砷含量的砷含量检测装置；所述纳米陶瓷过滤器***分为第一纳米陶瓷过滤器组和第二纳米陶瓷过滤器组，第一纳米陶瓷过滤器组与第二纳米陶瓷过滤器组并联设置；
清水箱还连接有将清水箱中的水输送至超滤过滤器***的反冲洗管，反冲洗管与输水管相连通，反冲洗管中安装有反冲洗泵。
特别的，所述袋式过滤器***中的袋式过滤器、所述超滤过滤器***的超滤过滤器、所述矿化活化过滤器***中的矿化活化过滤器、所述活性炭过滤器***中的活性炭过滤器和所述纳米陶瓷过滤器***中的纳米陶瓷过滤器的进水口均设置于过滤器靠近地面的一端上，过滤器的出水口设置于过滤器的另一端上。 
特别的，所述袋式过滤器***中的袋式过滤器、所述超滤过滤器***的超滤过滤器、所述矿化活化过滤器***中的矿化活化过滤器、所述活性炭过滤器***中的活性炭过滤器和所述纳米陶瓷过滤器***的壳体内壁上均焊接有一层耐腐蚀的塑料。 
本发明的有益效果： 
本发明提供的从水中去除砷的方法将含砷水依次通过袋式过滤器、超滤过滤器、矿化活化过滤器、活性炭过滤和纳米铁陶瓷过滤器；袋式过滤器可以去除直径大于50μm的悬浮物，避免堵塞和损伤超滤过滤器；超滤过滤器可以截留水中的胶体、大分子物质、细菌等；矿化活化过滤器内的矿化球可微量的持续不断的溶出常量和微量元素，保持含砷水的矿化度，调节水质；活性炭过滤器主要吸附含砷水中的有机物；纳米铁陶瓷过滤器内的纳米铁陶瓷的表面和细孔内部具有不同的电荷，在吸附之后，含铁的表面结构会和砷离子发生缓慢的化学反应，并形成相对稳定的结构，因此纳米铁陶瓷可以做到吸附并固定，不再释放到环境中去；本发明提供的从水中去除砷的方法在有效单一去除砷的同时，不会去除水中其他有机物质及有机盐类，使得含砷水的矿化度在处理前后可以基本保持不变；
定期对超滤过滤器进行反冲洗，可以防止超滤过滤器被堵塞；
含砷水从袋式过滤器、超滤过滤器、矿化活化过滤器、活性炭过滤器和纳米陶瓷过滤器的底部进入，然后从袋式过滤器、超滤过滤器、矿化活化过滤器、活性炭过滤器和纳米陶瓷过滤器的顶部流出，可以避免含砷水从过滤器顶部流进时由于含砷水的冲击将堆积在过滤器底部的被截留的物质压实，因此被截留的物质会比较疏松，不容易堵塞过滤器，而且清理时比较容易。
附图说明
图1为本发明提供的从水中去除砷的方法所采用的水处理***的结构示意图。 
具体实施方式
以下对本发明做进一步的说明，以下列举的实施例仅代表一种或几种最佳实施方式，不应该构成对本发明的限制。 
本发明提供的从水中去除砷的方法步骤如下： 
（1）采用袋式过滤器滤去含砷水中的悬浮物，袋式过滤器的滤袋的过滤精度为50μm。
（2）采用超滤过滤器滤去含砷水中的胶体、大分子物质以及细菌，超滤过滤器的过滤膜的孔径为0.002～0. 1μm ，切割分子量为1000～500000。 
（3）采用矿化球矿化活化含砷水，保持水的矿化度，其中矿化球的颗粒大小为2～3mm； 
（4）使用活性炭吸附含砷水中的有机物。
（5）使用纳米铁陶瓷滤料吸附含砷水中的砷，纳米铁陶瓷滤料的颗粒大小为0.4～2.0mm，比表面积为200～300m2/g，气孔率为23～25%，总孔容积为0.25～0.42cm3/g，堆积密度为0.72～0.81g/ml，浸水膨胀率为1.2～2.0%。 
且步骤（1）至步骤（5）中含砷水的流量控制在35～60m3/h。 
含砷水在经过所述步骤（1）至步骤（5）处理后，还要检测水中的砷含量，当水中的砷含量高于0.02mg/L时，将水用另一个纳米铁陶瓷过滤器再次过滤。 
其中，砷含量是通过溶出伏安法检测得到的。 
如图1所述，本发明提供的从水中去除砷的方法所采用的水处理装置包括依次连接的： 
用于去除水中悬浮物的袋式过滤器***1，
用于截留胶体、大分子物质以及细菌的超滤过滤器***2，
用于调节水质的矿化活化过滤器***3，
用于吸附水中的有机物的活性炭过滤器***4，
以及吸附水中的砷的纳米陶瓷过滤器***5。
袋式过滤器***1的进水端连接有含砷水池6，连接袋式过滤器***1和含砷水池6的管道中安装有将含砷水从含砷水池6提升至袋式过滤器***1的提升泵7。 
超滤过滤器***2还连接有用于排放超滤过滤器***2所截留的废水的废水排放管G1，以及用于将经过过滤后的水输送至所述矿化活化过滤器***3的输水管G2。 
纳米陶瓷过滤器***5的出水端连接有用于储存从纳米陶瓷过滤器***5所流出的水的清水箱8，清水箱8连接有用于检测清水箱8中的水的砷含量的砷含量检测装置9，该砷含量检测装置9为总砷在线监测仪；纳米陶瓷过滤器***5分为第一纳米陶瓷过滤器组51和第二纳米陶瓷过滤器组52，第一纳米陶瓷过滤器组51与第二纳米陶瓷过滤器组52并联设置。 
清水箱8还连接有将清水箱8中的水输送至超滤过滤器***2的反冲洗管G3，反冲洗管G3与输水管G2相连通，反冲洗管G3中安装有反冲洗泵10。 
袋式过滤器***1中的袋式过滤器、超滤过滤器***2的超滤过滤器、矿化活化过滤器***3中的矿化活化过滤器、活性炭过滤器***4中的活性炭过滤器和纳米陶瓷过滤器***5中的纳米陶瓷过滤器的进水口均设置于过滤器靠近地面的一端上，过滤器的出水口设置于过滤器的另一端上。 
当含砷水呈强酸性或强碱性时，袋式过滤器***1中的袋式过滤器、超滤过滤器***2的超滤过滤器、矿化活化过滤器***3中的矿化活化过滤器、活性炭过滤器***4中的活性炭过滤器和纳米陶瓷过滤器***5中的纳米陶瓷过滤器的壳体内壁上均焊接一层耐腐蚀的塑料。 
某一含砷卤水的砷含量为6.23mg/L，矿化度为355840 mg/L，使用本发明提供的水处理***对该含砷卤水进行处理，经过处理后的含砷卤水用型号为AFS-3100的双道原子荧光光度计，在温度为25℃，湿度为40%的条件下进行了两次检测，检测结果如下： 
  砷含量（mg/L） 矿化度（mg/L）
第一次 0.0005 356880
第二次 0.0005 357320
可见，经过处理后的含砷卤水的砷含量可以低至0.0005 mg/L，矿化度基本保持不变。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (9)

1.一种从水中去除砷的方法，其特征在于，该方法的步骤如下： 
（1）滤去含砷水中的悬浮物；
（2）滤去含砷水中的胶体、大分子物质以及细菌；
（3）矿化活化含砷水，保持水的矿化度；
（4）使用活性炭吸附含砷水中的有机物；
（5）使用纳米铁陶瓷滤料吸附含砷水中的砷，纳米铁陶瓷滤料的颗粒大小为0.4～2.0mm，比表面积为200～300m2/g，气孔率为23～25%，总孔容积为0.25～0.42cm3/g，堆积密度为0.72～0.81g/ml，浸水膨胀率为1.2～2.0%；
且步骤（1）至步骤（5）中含砷水的流量控制在35～60m3/h。
2.根据权利要求1所述的从水中去除砷的方法，其特征在于：所述步骤（1）采用袋式过滤器滤去含砷水中的悬浮物，袋式过滤器的滤袋的过滤精度为50μm。
3.根据权利要求1所述的从水中去除砷的方法，其特征在于：含砷水在经过所述步骤（1）至步骤（5）处理后，还要检测水中的砷含量，当水中的砷含量高于0.02mg/L时，将水用另一个纳米铁陶瓷过滤器再次过滤。
4.根据权利要求3所述的从水中去除砷的方法，其特征在于：所述砷含量是通过溶出伏安法检测得到的。
5.根据权利要求1所述的从水中去除砷的方法，其特征在于：所述步骤（2）采用超滤过滤器滤去含砷水中的胶体、大分子物质以及细菌，超滤过滤器的过滤膜的孔径为0.002～0. 1μm ，切割分子量为1000～500000。
6.根据权利要求1所述的从水中去除砷的方法，其特征在于：所述步骤（3）采用矿化球矿化活化含砷水，矿化球的颗粒大小为2～3mm。
7.一种水处理装置，其特征在于：该水处理装置包括依次连接的：
用于去除水中悬浮物的袋式过滤器***，
用于截留胶体、大分子物质以及细菌的超滤过滤器***，
用于调节水质的矿化活化过滤器***，
用于吸附水中的有机物的活性炭过滤器***，
以及吸附水中的砷的纳米陶瓷过滤器***；
所述袋式过滤器***的进水端连接有含砷卤水池，袋式过滤器***和含砷卤水池的连接管道中安装有将含砷卤水从含砷卤水池提升至袋式过滤器***的提升泵；
所述超滤过滤器***还连接有用于排放超滤过滤器***所截留的废水的废水排放管，以及用于将经过过滤后的水输送至所述矿化活化过滤器***的输水管；
所述纳米陶瓷过滤器***的出水端连接有用于储存从纳米陶瓷过滤器***过滤后流出的水的清水箱，清水箱连接有用于检测清水箱中的水的砷含量的砷含量检测装置；所述纳米陶瓷过滤器***分为第一纳米陶瓷过滤器组和第二纳米陶瓷过滤器组，第一纳米陶瓷过滤器组与第二纳米陶瓷过滤器组并联设置；
清水箱还连接有将清水箱中的水输送至超滤过滤器***的反冲洗管，反冲洗管与输水管相连通，反冲洗管中安装有反冲洗泵。
8.根据权利要求7所述的水处理装置，其特征在于：所述袋式过滤器***中的袋式过滤器、所述超滤过滤器***的超滤过滤器、所述矿化活化过滤器***中的矿化活化过滤器、所述活性炭过滤器***中的活性炭过滤器和所述纳米陶瓷过滤器***中的纳米陶瓷过滤器的进水口均设置于过滤器靠近地面的一端上，过滤器的出水口设置于过滤器的另一端上。
9.根据权利要求7或8所述的水处理装置，其特征在于：所述袋式过滤器***中的袋式过滤器、所述超滤过滤器***的超滤过滤器、所述矿化活化过滤器***中的矿化活化过滤器、所述活性炭过滤器***中的活性炭过滤器和所述纳米陶瓷过滤器***的壳体内壁上均焊接有一层耐腐蚀的塑料。
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