飲用水除氟除砷

小編說

隨著光伏、新能源行業(yè)的快速發(fā)展，最近幾年污水除氟的熱度和需求非常高，前期做了2次直播和多篇文章推送，關(guān)注度都非常高。

其實飲用水處理領(lǐng)域也有除氟的需要，尤其是西北一些地區(qū)采用地下水水源，存在鐵錳超標的問題，個別地區(qū)有氟、砷超標的情況。今天小編介紹一個10萬噸/天的地下水除氟除砷的自來水廠案例，同時還要兼顧除有機微污染物和除錳的需求。

設(shè)計單位：航天規(guī)劃設(shè)計集團有限公司

技術(shù)提供：蘇伊士環(huán)境科技（北京）有限公司

01｜項目介紹

本項目位于陜西，考慮了三種地下水源的切換使用情況，針對各水源的污染物設(shè)計了相應(yīng)的處理措施，可滿足項目長期穩(wěn)定的運行需求，為轄區(qū)居民和企業(yè)提供安全優(yōu)質(zhì)的日常用水。

該項目是省市級的重點項目，也是重點民生保障工程，處理規(guī)模為100,000 m3/d，原水水質(zhì)考慮了有機微污染物的去除、除錳、除氟、除砷。蘇伊士為該項目提供DensaCarb粉炭高密度沉淀池、Aquazur V型濾池及加氯加藥系統(tǒng)的設(shè)備供貨、技術(shù)服務(wù)及安裝。

設(shè)計進出水水質(zhì)如下：

02｜工藝介紹

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DensaCarb炭吸附高密池

DensaCarb炭吸附高密池是在Densadeg高密度沉淀池基礎(chǔ)上，將粉末活性炭吸附與污泥循環(huán)型高密度沉淀池結(jié)合，繼承了傳統(tǒng)載體絮凝工藝出水濁度低、占地面積小的優(yōu)勢，改進了粉末炭吸附工藝炭利用率低的弊端，強化了對嗅味、色度、有機物的去除能力，從而獲得更佳的出水水質(zhì)。

DensaCarb 高密池設(shè)計參數(shù)

DensaCarb粉炭高密池： 2座，單池設(shè)計參數(shù)如下：

• 單池水量：2208.5m³/h

• 粉炭投加池：2

• 快速混合池：2

• 絮凝池：1

• 斜管區(qū)水力負荷：15.8m/h

• 斜管區(qū)面積：140m²

• 污泥回流比：1-4%

DensaCarb技術(shù)優(yōu)勢

1. 原水與混凝劑，回流的炭泥及補充的新鮮活性炭在一級混合池充分混合，混合液中活性炭的濃度（數(shù)百mg/L）遠高于活性炭投加濃度（通常最多幾十mg/L）；

2. 混合液隨后進入二級混合池，活性炭繼續(xù)與原水充分接觸，最大限度發(fā)揮其吸附能力；

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Aquazur V型濾池

獨特的氣水反沖洗 + 表面掃洗模式，有效提升反洗效果并降低反沖洗耗水量。專利的第三代恒水位調(diào)節(jié)器Regulazur® III 可優(yōu)化控制和管理多個濾池的運行。

技術(shù)優(yōu)勢

• 恒水位恒流量過濾，濾速高達25m/h ；

• 均質(zhì)石英砂濾料，濾料年損失率<1% ；

• 相比單純水洗濾池，過濾周期延長50% 以上；

• 反洗水強度低至15m/h，反洗耗水量小于產(chǎn)水量的3%。

設(shè)計參數(shù)

• 單池過濾面積：77.9m2

• 濾速： 7.1m/h

• 單池反洗時濾速：7.4m/h

• 石英砂濾料：1.2m，0.95mm粒徑  

03｜除氟、除砷原理

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地下水除氟

在之前的文章，五大污水除氟技術(shù)（戳鏈接看原文）一文中就說過，在大規(guī)模的污水除氟中，高密池除氟應(yīng)用最多。無論樹脂吸附，還是RO膜法處理，均存在樹濃水需要繼續(xù)處理的問題，這類濃水的氟離子濃度更高，通常也需要混凝沉淀法來去除，因此既要運行樹脂/RO膜系統(tǒng)，也要運行混凝沉淀法，操作更繁瑣。

因此大型項目中，還是優(yōu)先推薦采用混凝沉淀法除氟，根據(jù)應(yīng)用場景和進出水的濃度選擇投加藥劑和投加量。

本項目在工藝選擇和藥劑投加上，經(jīng)過前期實驗室小試結(jié)果測試，得出相應(yīng)的結(jié)果。

鋁鹽對氟化物去除效果明顯，之前大量的工程案例已經(jīng)得以證明，這個項目的小試實驗結(jié)果也是一樣。

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地下水除砷

在《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2022）里，砷的限值是0.01mg/L。在砷去除方面，混凝沉淀法也是行之有效的方法之一，但是大量的研究證明，鐵鹽的效率比鋁鹽更高。

若水中含毒性更強的三價砷（As³?），需先通過氧化劑將其轉(zhuǎn)化為五價砷（As??），再與鐵鹽反應(yīng)生成更穩(wěn)定的FeAsO?。‌‌

鐵鹽除砷主要通過鐵離子（Fe³?）與砷酸根（AsO?³?）或亞砷酸根（AsO?³?）生成難溶沉淀（FeAsO?或FeAsO?），以及氫氧化鐵膠體的吸附共沉淀作用實現(xiàn)。

工作原理

當pH<7時，可采用混凝-絮凝處理工藝（如Densadeg高密度沉淀池），投加鐵鹽，在接觸幾分鐘后進行澄清處理即可。鐵鹽除砷的核心機制是‌化學(xué)沉淀‌和‌吸附共沉淀‌。

‌化學(xué)沉淀反應(yīng)‌

• 鐵離子（Fe³?）與廢水中的砷酸根（AsO?³?）或亞砷酸根（AsO?³?）結(jié)合，生成溶解度極低的砷酸鐵（FeAsO?）或亞砷酸鐵（FeAsO?）沉淀，反應(yīng)式為：

Fe³⁺+AsO₄³⁻→FeAsO₄↓

Fe³⁺+AsO₃³⁻→FeAsO₃↓

吸附共沉淀作用‌

• 在pH中性至弱堿性條件下，F(xiàn)e³?水解生成氫氧化鐵膠體（如[Fe(H?O)?OH]²?），其巨大比表面積和強吸附能力可捕獲砷化合物（如As?O?、Ca?(AsO?)?等），形成絮凝體共同沉降。‌‌

04｜藥劑投加

復(fù)雜工程項目的設(shè)計，需要依靠實驗的結(jié)果來進行指導(dǎo)。本項目中根據(jù)前期小試的實驗，藥劑投加上，考慮了多種藥劑的投加：

1. 粉末活性炭吸附除有機物（根據(jù)原水水質(zhì)決定是否投加）

2. 鋁鹽除氟

3. 鐵鹽除砷

4. PAM絮凝

5. H₂SO₄ / NaOH調(diào)節(jié)pH（根據(jù)原水水質(zhì)決定是否投加）

6. KMnO₄氧化除錳（根據(jù)原水水質(zhì)決定是否投加）

而項目設(shè)計中，加藥順序、加藥點、反應(yīng)時間的確定，則直接決定了去除效果。這些，小編就不適合在這里說啦~有項目需要歡迎咨詢。

當然，還有很重要的就是——你的高效沉淀池是否真的高效。