含砷废水处理工艺设计

冶金、采矿、化工、染料、皮革等行业在生产过程中会产生大量的含砷废水。如果处理不当，会严重污染土壤和水体，影响农作物生长，威胁人畜健康。根据GB5749—2006和GB8978—1996，饮用水和排放废水中砷的质量浓度分别不得超过0.01×10-6和0.5×10-6kg/m3。

目前，水中除砷的方法主要有硫化物沉淀法、钙铁盐联合除砷法、吸附除砷法、离子交换法、微滤法和除砷剂法。但硫化物沉淀法和钙铁盐联合除砷法产生的含砷固体废物中的砷容易脱出，造成二次污染。本文主要介绍了用高效除砷滤池处理含砷废水的工程实例。

1.设计基础

(1)原水As含量:3～4mg/L，TDS:4000～6000mg/L

(2)出水砷含量排放标准:≤0.4mg/L；水处理能力:20m3/h

2.工艺计划的描述

流程如图1所示。

2.1综合综合池

综合池由调节池、沉淀池和出水池三部分组成。原水先进入调节池进行均质，然后由泵加压泵入砂滤器。砂滤池和活性炭滤池反冲洗出水进入沉淀池，悬浮物自然沉淀，沉淀池出水再次进入调节池。活性炭过滤器出水进入出水池，在出水池取水样进行出水监测，检测合格后排入管网，检测不合格则再次进入高效除砷过滤器。

2.2砂滤器

砂滤器过滤器按照从上到下、从小到大的顺序排列，颗粒大小不同。当水流从上方流过滤层时，水中的一些固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔隙，通过吸附和机械滞留被滤料表层截留。同时，这些悬浮物相互重叠、桥接，就像在滤层表面形成一层薄膜，继续过滤水中的悬浮物，这就是所谓的滤料表层薄膜过滤。这种过滤不仅存在于滤层表面，水进入中间滤层时也有这种拦截。它被称为渗透过滤，与表层的过滤不同。此外，由于滤料之间排列紧密，当水中的悬浮颗粒流经滤料层中的弯曲通道时，有更多的机会和时间与滤料表面发生碰撞和接触。因此，水中的悬浮颗粒在滤料颗粒表面相互粘附，产生接触混凝过滤过程。砂滤技术成熟，运行稳定，投资规模小。过滤器需要反洗，反洗水进入一体化池中的沉淀池。

2.3高效除砷过滤器

高效除砷过滤器配有新型特种高效除砷纳米材料。当水从上面流过过滤层时，水中的部分砷被过滤材料吸附。这种滤料的优点是吸附量大，一年只需要再生修复一两次，每次再生水量在10t左右。由于场地空间有限，不建议对再生水进行深度处理设计，再生产生的废水由废液处理公司直接回用。

2.4活性炭过滤

活性炭过滤器是一种常见的水处理设备，填充活性炭作为水处理除盐系统的预处理，可以吸附前级过滤无法去除的余氯，有效保证后级设备的使用寿命，改善出水水质，防止污染，尤其是防止后级反渗透膜的游离余氧中毒污染。同时还吸附前一阶段泄漏的小分子有机物等污染物质，对水中的异味、胶体、色素、重金属离子等有明显的吸附去除作用。

3.系统组成描述

3.1综合综合池

(1)数量:1套。

(2)材料:碳钢(玻璃钢防腐)。

(3)规格:50m3。

(4)调节池提升泵:Q=30m3/h，H=30m，数量为2台(1用1备)。

(5)沉淀池自吸排泥泵:Q=8m3/h，H=10m，数量为2台(1用1备)。

(6)反洗泵:规格:Q=25m3/h，H=12m，2台(1用1备)。

(7)回流泵:Q=30m3/h，H=30m，数量为2台(1用1备)。

3.2砂滤器

本体设计

(1)数量:1套。

(2)材料:碳钢(玻璃钢防腐)。

(3)规格:<￠1800mm，直尺高度1800mm..

(4)填料:采用粒径为-4 ~-32 mm的卵石作为支撑层，粒径为-0.8 ~-4 mm的石英砂作为滤料。

(5)附件:压力表、管道、阀门等。

3.2.2系统流程和反洗装置

运行时，单台设备产量为30m3/h，运行速度为12m/h，当进出口压差达到一定值或出水浊度增大时，系统进行反洗，反洗时间约为15min。反洗时，开启反洗泵，借助压缩空气进行反洗。反洗水强度10l/(m2·s)，压缩空气强度10l/(m2·s)，反洗时间15min。分为空气水化洗、空气洗、水洗三个阶段，每个阶段5min。

3.3高效除砷过滤器

3.3.1本体设计

(1)数量:2套。

(2)材料:碳钢(玻璃钢防腐)。

(3)规格:<￠1800mm，直边高度2400 mm..

(4)包装:采用高效除砷滤料。

(5)附件:压力表、管道、阀门等。

(6)配套设备:一套修复再生加药装置。

3.3.2系统流程和反洗装置

两个过滤器串联连接。运行时，单台装置产量为30m3/h，运行流量为12m/h；当吸附饱和时，需要再生和修复。

3.4活性炭过滤体设计

数量:1套。材料:碳钢(玻璃钢防腐)。规格:<￠1800mm，直尺高度1800mm。填料:采用粒径< 4-32 mm的卵石作为支撑层，粒径< 1-4 mm的石英砂和10-40目活性炭作为过滤材料。附件包括压力表、温度计、管道、阀门等。其中，系统工艺和反冲洗装置运行时，单台装置出力为30m3/h，运行流量为12m/h，当进出口压差达到一定值或出水浊度增大时，系统进行反冲洗，反冲洗时间约为15min。

3.5在线监测仪器

为了监视系统的正常运行，协助系统在一定条件下实现自动运行，系统中相应的控制点配备了相关的现场在线检测和控制仪表。为了使所有的现场检测数据能够由可编程逻辑控制器(PLC)集中处理，现场监控仪表部分输出4~20mA标准信号。

监控仪器:

(1) 1个液位计(安装在调节池内)；

(2)电磁流量计一台(安装在进水管上)；

(3)一个pH在线监测器(安装在吸附反应罐中)。

3.6电气控制系统

PLC程序控制器用于系统的自动控制，实现自动和手动操作相结合的运行控制方式，集中处理现场在线检测仪表采集的标准信号，输出控制信号和报警信号。当系统供水不足，进膜压力超标时，系统能自动报警。估计费用见表1。

4.结论

含砷废水是一种难处理的工业废水。采用物理吸附结合高效除砷纳米材料处理含砷废水，处理效果好，不易脱出。在保证处理效果的同时，能耗和运行费用低，运行管理简单可靠，可为含砷废水处理设计提供参考。(来源:北京航天测试技术研究所)

免责声明：本网站内容来源网络，转载是出于传递更多信息之目的，并不意味赞成其观点或证实其内容真实性。转载稿涉及版权等问题，请立即联系网站编辑，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权利。
标签:  含砷废水处理工艺设计