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      砷（As）為非人體必需元素，既不溶解于水又不溶解于酸，在自然界有三價(jià)無(wú)機(jī)態(tài) As(III)、五價(jià)無(wú)機(jī)態(tài) As(V)以及有機(jī)砷MMA(甲基胂酸)、DMA(二甲基胂酸)、TMA(三甲基胂酸)等。

      砷在水體中主要以三價(jià)和五價(jià)的無(wú)機(jī)酸形式存在，三價(jià)砷的毒性更強(qiáng)，尤其是三氧化二砷(俗稱(chēng)信石，砒霜等)，五價(jià)砷毒性不強(qiáng)，當(dāng)吸入五價(jià)砷離子時(shí)，產(chǎn)生中毒癥狀較慢，要在體內(nèi)被還原轉(zhuǎn)化為三價(jià)砷離子后才發(fā)揮其毒性作用，對(duì)大鼠、小鼠徑口半數(shù)致死量為100mg/kg，而三價(jià)砷則為10mg/kg，相差10倍。

 地下水砷超標(biāo)的原因及危害

      天然地下水和地表水都可能含有砷，地下水含砷量高于地表水。而地下水砷超標(biāo)的原因一種是由于自然原因造成的，主要是含砷礦物風(fēng)化溶解造成的地下水污染。由于含砷礦物分布廣泛，這種污染在世界各地都有發(fā)生，尤其在南亞、南美等地區(qū)，地下水砷超標(biāo)問(wèn)題極為嚴(yán)重。我國(guó)的新疆、內(nèi)蒙、山西、遼寧、吉林、青海、寧夏、河南等省區(qū)也存在著不同程度的地下水砷污染問(wèn)題。

      另一方面工業(yè)生產(chǎn)也是造成砷超標(biāo)的重要來(lái)源，尤其是尤其是有色冶金和礦業(yè)生產(chǎn)。含砷礦物如砷黃鐵礦、雌黃、雄黃、硫砷銅礦等普遍與其他有色金屬礦物伴生，由于自然釋放和人為的開(kāi)發(fā)，尤其是對(duì)貧礦的大量開(kāi)采和使用，因此在有色金屬開(kāi)采和冶煉過(guò)程中，往往產(chǎn)生大量含砷廢棄物和副產(chǎn)物，如火法冶煉產(chǎn)生的含砷煙塵、濕法冶煉產(chǎn)生的凈化渣等。同時(shí)硫酸制備、化工染料及農(nóng)藥生產(chǎn)、木材加工、玻璃和陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域排出的廢水往往也含有高濃度的砷。

      砷可通過(guò)呼吸道、食物或皮膚接觸進(jìn)入人體，在肝腎、骨胳、毛發(fā)等器官或組織內(nèi)蓄積，破壞消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，長(zhǎng)期飲用高砷水，會(huì)引起花皮病、皮膚角質(zhì)化等皮膚病，黑腳病，神經(jīng)病，血管損傷，以及增加心臟病發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)內(nèi)蒙古、新疆、臺(tái)灣等地飲水中含砷量高達(dá)0.2-2.0mg/l，嚴(yán)重超過(guò)我國(guó)現(xiàn)行飲水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)＜0.05mg/l，導(dǎo)致地方性砷中毒，飲用水除砷是防治地方性砷中毒的關(guān)鍵措施。

      目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道的除砷工藝大致分為生物法、混凝法、沉淀法、吸附法和離子交換法等。

地下水除砷工藝

      生物法

      生物法的原理在于特殊菌種在培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于活性污泥的物質(zhì)，利用絮凝作用使這種物質(zhì)與砷結(jié)合形成沉淀，從而達(dá)到除確的目的。但是，生物法菌種培養(yǎng)周期長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境要求苛刻，一般被用于廢水除砷，用于飲用水除砷還鮮有報(bào)道。

      混凝法

      混凝法的原理是利用具有強(qiáng)大吸附能力的混凝劑將砷吸附，轉(zhuǎn)化為沉淀，再通過(guò)過(guò)濾等方式將砷與水分離，具有成本低、易于操作和陳砷效率高的優(yōu)點(diǎn)，可以很好使工業(yè)污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，使生活飲用水達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)。因此是目前在工業(yè)生產(chǎn)和處理生活飲用水中運(yùn)用較為廣泛的除砷方法。

      常見(jiàn)的混凝劑是鐵鹽，如三氯化鐵、硫酸亞鐵、氯化鐵；鋁鹽，如硫酸鋁、堿氯化鋁、聚鋁；還有硅酸鹽、碳酸鈣、煤渣等做混凝劑。研究表明，鐵鹽的除砷效果好于鋁鹽,而且對(duì)As（Ⅴ）的去除效果明顯好于As（Ⅲ），所以在除砷過(guò)程中常對(duì)所處理的水進(jìn)行先氧化，把三價(jià)As(Ⅲ)氧化為五價(jià)As(Ⅴ)，再進(jìn)行混凝，為了提高氧化效果，有時(shí)還會(huì)加入催化劑促進(jìn)氧化。能和砷酸根發(fā)生吸附共沉淀，使砷的去除率明顯提高。

      混凝法方法需要大量的混凝劑，產(chǎn)生大量的含砷廢渣無(wú)法利用，且處理困難，長(zhǎng)期堆積則容易造成二次污染，因此該方法的應(yīng)用受到一定的限制。

      沉淀法

      沉淀法的原理是利用化學(xué)反應(yīng)將砷轉(zhuǎn)化為沉淀，然后過(guò)濾除去。沉淀法在對(duì)工業(yè)中高砷廢水的初步處理上具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，但是不適用于處理飲用水中微量砷。所以處理后的含砷廢水一般需要配合其他方法進(jìn)行深度處理才能達(dá)標(biāo)排放。

      吸附法

      吸附法的原理是以具有高比表面積、不溶性的固體材料作吸附劑，通過(guò)物理吸附作用、化學(xué)吸附作用或離子交換作用等機(jī)制將水中的砷污染物固定在自身的表面上，從而達(dá)到除砷的目的。適合處理量大、濃度較低的水處理體系。

      主要的除砷吸附劑有活性氧化鋁、活性炭、骨炭、沸石以及天然或合成的金屬氧化物及其水合氧化物等。在條件一致的情況下，小顆?；钚匝趸X除三價(jià)砷效率可達(dá)80％，除五價(jià)砷效率達(dá)86％ ；而骨炭只有25％ 和50％ ，活性炭為25％和44％ ，沸石為10％和30％。表明活性氧化鋁除砷效率明顯優(yōu)于其他凈水劑。

      這種以粉末活性碳和不同產(chǎn)地骨炭作骨架、改性后加工而成的強(qiáng)化凈水劑，除砷容量及除砷效率均比原材料高50倍，比市售除砷材料高10倍，除砷性能專(zhuān)一，只去除水中的砷，不改變水中其他元素的組成和含量，對(duì)原水pH也無(wú)嚴(yán)格要求，可以使用簡(jiǎn)單方法再生。用吸附法除砷效果易受有機(jī)物、pH值、水中砷的存在形態(tài)及濃度、其它陰陽(yáng)離子成分及濃度的影響，且吸附劑材料價(jià)格較貴，可采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理措施，如采用多級(jí)過(guò)濾后再使用吸附劑。

      離子交換法

      離子交換法的原理是利用陰離子交換樹(shù)脂上的可交換離子與水中的砷離子發(fā)生交換反應(yīng)來(lái)去除砷，其產(chǎn)生的污泥量?jī)H為化學(xué)沉淀法產(chǎn)生污泥量的 20%,污泥的處置費(fèi)用大大減少，而且離子交換法處理量大、操作簡(jiǎn)單、易再生、分離效果好，能夠達(dá)到嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)有利于各種有價(jià)成份的回收利用，因此被認(rèn)為是一種很有前途的脫砷方法，而且運(yùn)用于除砷的范圍越來(lái)越廣泛。

科海思離子交換除砷工藝

      以科海思離子交換除砷工藝為例，選用可以選擇性去除某些離子的A-62MP特種離子交換樹(shù)脂，利用其對(duì)砷具有較高的吸附容量和吸附速率等優(yōu)秀性能來(lái)去除飲用水、地下水的砷化物。

A-62MP特種離子交換樹(shù)脂本身具有活性，不需要經(jīng)過(guò)預(yù)處理就可以使用，再生劑為氯化鈉溶液，在使用和再生的過(guò)程中不會(huì)引入有毒有害物質(zhì)，與此同時(shí)A-62MP還具有以下優(yōu)勢(shì)：

      選擇吸附性：樹(shù)脂官能團(tuán)的特殊結(jié)構(gòu)針對(duì)砷酸鹽和亞砷酸鹽具有選擇吸附性；

      穩(wěn)定高效：出水可降低至0.001mg/L以下，工作運(yùn)行時(shí)間內(nèi)未檢出砷超標(biāo)；

      經(jīng)濟(jì)可靠：樹(shù)脂吸附飽和再生之后交換容量穩(wěn)定，可重復(fù)使用，設(shè)備運(yùn)行能耗低；

      運(yùn)行操作、維護(hù)簡(jiǎn)便：自動(dòng)化程度高，可選擇自動(dòng)/手動(dòng)控制通水及再生過(guò)程；

      設(shè)備規(guī)格眾多：根據(jù)水量設(shè)計(jì)不同規(guī)格設(shè)備，輕松應(yīng)對(duì)不同水量；

      節(jié)省空間：設(shè)備占地面積小。

科海思離子交換除砷案例

      飲用水除砷案例

      廣西某天然泉水公司除砷項(xiàng)目，原水砷含量0.06mg/L，水量 5m3/h，科海思根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況、業(yè)務(wù)要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用機(jī)械過(guò)濾器+離子交換除砷系統(tǒng)，通過(guò)季胺1型官能團(tuán)耐受硫酸鹽、氯離子等去除砷酸鹽、亞砷酸鹽，出水砷含量做0.01mg/l以下。

      礦井水除砷案例

      山西某礦井水除砷項(xiàng)目，原水砷含量0.6mg/L，三類(lèi)水指標(biāo)要求小于0.05mg/L，水量1000噸 /天，科海思采用機(jī)械過(guò)濾+活性炭過(guò)濾+除砷樹(shù)脂離子交換+消毒工藝，單級(jí)運(yùn)行，氯化鈉再生，通過(guò)季胺1型官能團(tuán)耐受硫酸鹽、氯離子等去除砷酸鹽、亞砷酸鹽，項(xiàng)目出水做到0.0003ppm，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中表Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并且出水穩(wěn)定。

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