[发明专利]氧化吸附一体化废水除砷装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水除砷领域，更具体地说，涉及一种采用微滤膜的氧化吸附一体化废水除砷装置及方法。

背景技术

水体砷污染是一个全球性问题。基于地球化学和突发性水污染事故，据统计我国受到废水砷污染的人口约占世界的30%。鉴于砷对人体健康的巨大危害，美国疾病控制中心和国际癌症研究机构都将其定为第一类致癌物质。许多国家及世界卫生组织都对排放废水中砷的含量制定了严格标准。国内外机构还计划今后将含砷废水排放标准由0.5 mg/L升级为0.1 mg/L。因此，世界各国都把开发经济、高效、实用的废水深度除砷技术作为环境保护和安全健康工作的重点工作之一。同时，工业生产废水和事故性废水中含有的砂砾、淤泥、黏土等颗粒物质和贾第虫、隐孢子虫、藻类和一些细菌较难去除，也成为水污染控制关注重点之一。因此，世界各国都把开发经济、高效、实用的废水除砷技术作为环境保护和安全健康工作的重点工作之一。废水中的砷主要以无机砷酸盐（五价砷）和亚砷酸盐（三价砷）的形式存在，其中三价砷毒性大、难去除，是开发废水除砷技术的重中之重。

近年来，氧化铁、氧化锰为代表的除砷吸附剂的研发和应用，获得重大进展。但是大颗粒吸附剂需要固定床吸附装置，投资大、维护繁琐、不灵活；小颗粒吸附剂机械强度低、沉降性能不理想、固液分离困难，吸附剂易进入废水给水管道，造成二次污染；并且此类吸附剂对于“两虫”、水蚤和藻类都不能有效去除。

近年来，膜分离技术在水污染控制领域受到了极大的关注。反渗透膜可以从水体中有效分离重金属、砷等无机污染物，但是其孔径小、压差大、对辅助设备要求高，因此由于造价和运行费用高，难以在环保领域大规模应用。微滤又称微孔过滤，属于精密过滤，虽然几乎不能去除水中无机砷，但是能有效截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒物质和贾第虫、隐孢子虫、藻类及一些细菌等微生物。

中国专利号：200910226721.3公开日：2011-06-29，公开了一种高效率的含砷废水处理方法，该发明提供了处理含砷废水完整方法，它能通过自氧性氧化铁流杆菌预先催化氧化处理As³⁺，将亚砷酸离子氧化为砷酸离子，然后加入钙化合物聚集水中含砷废物，进行两次固液分离，且污泥可以再次进入废水进行循环除砷，处理后废水砷含量极低，且其排出的含砷污泥经干燥、焙烧变成无害物填埋，排出的水可直排。但是该专利处理的工艺复杂，需要自氧性氧化铁流杆菌的配合，成本较高，而且该发明需要多个反应槽配合工作，占地面积较大，增大了生产成本。

中国专利号201110197594.6，公开日2012年02月15日，公开一种处理废水中砷的方法，该发明属于湿法冶金及环保技术领域，该发明为：向含砷溶液中加入含铁离子的溶液，在15-75℃下，使Fe离子与As离子的摩尔比为1-5，搅拌均匀后，用碱调节反应体系的pH值为2-12，并使反应体系在此pH值下继续反应0.17-72小时，形成第一步的含砷共沉淀物；向第一步已经形成的含砷共沉淀物中继续投加金属离子溶液，在15-75℃下，使金属离子与As离子的摩尔比为0.1-5，而后用碱调节反应体系的pH值为2-12，形成最终的含砷共沉淀物，使废水中As离子形成高稳定性的含砷固体废弃物。该发明两步共沉淀方法的使用在保证了废水除砷效果的同时提高了含砷固体废弃物的稳定性，大大降低了含砷废渣二次污染的风险。但是该发明只是将废水中的砷吸附到吸附剂中，也仅仅是停留在实验室阶段，放到工业废水处理时，要使用很多大型的反应设备，也是比较占用体积，吸附剂和处理后的废水分离比较费时费力，成本较高，而且不能过滤水中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒物质和贾第虫、隐孢子虫、藻类及一些细菌等微生物。

文献检索表明，对于采用微滤膜的氧化吸附一体化废水除砷装置及方法并未见文献报道。

发明内容

1．发明要解决的技术问题

针对现有废水除砷装置及方法占地面积大，处理成本较高，而且不能过滤水中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒物质和贾第虫、隐孢子虫、藻类及一些细菌等微生物的问题，本发明提供一种氧化吸附一体化废水除砷装置及方法，将氧化、吸附和膜分离有机地结合，置于同一反应池内完成除砷过程，是一种便于工程应用、固定投资抵、运行成本低廉、并能同时过滤去除水中的包括砂砾、淤泥、黏土等颗粒物质和贾第虫、隐孢子虫、藻类及一些细菌等微生物的除砷装置及工艺。

2．技术方案

本发明的技术方案如下：