專利名稱：一種飲用水除砷方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飲用水凈化方法，尤其是涉及一種用于飲用水除砷的處理方法。 本發(fā)明還涉及一種飲用水除砷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
砷(As)是一個(gè)廣泛存在并且具有準(zhǔn)金屬特性的元素，呈灰色斜方六面體結(jié)晶，有 金屬光澤，既不溶解于水又不溶解于酸，為非人體必需元素。砷的毒性與它的化學(xué)性質(zhì)和價(jià) 態(tài)有關(guān)，具體表現(xiàn)為可使體內(nèi)很多重要酶的活性以及細(xì)胞的呼吸、分裂與繁殖受到嚴(yán)重干 擾。長期飲用高砷水，會引起皮膚色素沉著、角化、末精神經(jīng)炎等癥狀，嚴(yán)重的可誘發(fā)皮膚癌 與肺癌。我國的內(nèi)蒙古、新疆、山西、臺灣等地飲水中含砷量高達(dá)0. 2 2. OmgAs/L，嚴(yán)重超 過我國現(xiàn)行生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)< 0. OlmgAs/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。公告號為CN2913347、發(fā)明名稱為一種基于新型膜材料的飲用水除砷裝置的中國 實(shí)用新型專利，主要通過膜的分子截留對水中的砷進(jìn)行去除，對五價(jià)砷的去除效果好，但對 水中毒性更強(qiáng)的三價(jià)砷去除率卻不高，致使對飲用水中的砷不能大部分去除。公開號為 CN101486506A、發(fā)明名稱為一種飲用水除砷裝置的中國發(fā)明專利申請，主要通過過濾、吸附 對水中的砷進(jìn)行去除，對五價(jià)砷的去除效果好，但對水中毒性更強(qiáng)的三價(jià)砷去除率也同樣 不高，且其裝置組成復(fù)雜，運(yùn)行管理不便。中國專利公開號為CN1506329、發(fā)明名稱為一種高 砷地下水的處理方法的中國發(fā)明專利，主要通過臭氧先將水中的三價(jià)砷氧化為五價(jià)砷，再 通過活性炭吸附進(jìn)行去除，對飲用水中砷的去除優(yōu)于上述兩個(gè)專利。但其受活性炭型號、水 PH值等的影響，砷的總?cè)コ室话?lt; 90%，當(dāng)原水中砷含量為0. lmgAs/L及以上時(shí)，通過 該方法處理后仍不能滿足我國現(xiàn)行生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)< 0. 01mgAs/L的要求，對我國大 部分含砷水分布的內(nèi)蒙古地區(qū)其應(yīng)用將受到極大的限制。目前，現(xiàn)有技術(shù)對飲用水中砷的去除僅是在原水中砷含量比較低時(shí)才能達(dá)到國家 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，而對于原水中砷含量比較高(原水中砷含量為0. lmgAs/L及 以上)的無法實(shí)現(xiàn)良好的砷去除效果，從而影響飲用水的安全供給。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種處理裝置簡單、處理方法容易實(shí)現(xiàn)、適用 于原水中砷含量比較高的飲用水除砷方法。該方法能有效去除飲用水原水中砷，從而確保 飲用水的安全性。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下一種飲用水除砷方法，包括以下步驟1、原水在進(jìn)水管道上投加液氯后進(jìn)入配水井，液氯的加入量以配水井出水余氯量 在 1. 40 1. 60mg/L ；液氯作為氧化劑將原水中的三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷；
2、經(jīng)配水井穩(wěn)壓后均勻分配至后端的混凝沉淀池，在混凝沉淀池進(jìn)水管道上投 加FeCL3, FeCL3投加量為每升水中含有IOmg的鐵，即IOmg Fe/L ；FeCL3在混凝沉淀池內(nèi)停 留時(shí)間為15 20min ；混凝沉淀池的出水進(jìn)入過濾池；混凝沉淀池的表面負(fù)荷采用6. 0 8. OmVm2 · h，過濾池的濾速采用8. 0 10. Om/h ；混合絮凝后形成礬花絮體及鐵砷共沉物，連同懸浮雜物在混凝沉淀池及后端的過 濾池中得以大部分去除；3、過濾池的出水進(jìn)入儲水箱，儲水箱的出水通過給水泵送往超濾膜組件，超濾膜 組件的出水送入反滲透膜組件；超濾膜組件與反滲透膜組件可將剩余部分礬花絮體及鐵砷共沉物可靠濾出，同時(shí) 可將懸浮物、細(xì)菌、病毒等有效去除；4、反滲透膜組件的出水收集送入產(chǎn)水箱，產(chǎn)水箱的部分出水通過反沖洗水泵送往 超濾膜組件與反滲透膜組件，對超濾膜組件與反滲透膜組件進(jìn)行清洗，產(chǎn)水箱的其余出水 進(jìn)入清水池作為出水儲備；5、過濾池、超濾膜組件與反滲透膜組件所產(chǎn)生的濃縮液以及清洗廢水進(jìn)入廢水管 道排出。進(jìn)一步的，產(chǎn)水箱的部分出水通過反沖洗水泵送往過濾池，對過濾池進(jìn)行清洗。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、砷去除效果 好、去除效率高的飲用水除砷系統(tǒng)。一種飲用水除砷系統(tǒng)，包括配水井，混凝沉淀池，清水池，其特征在于它還包括過 濾池、超濾膜組件、反滲透膜組件以及產(chǎn)水箱；原水管路連接有液氯管路，配水井出水管路 連接有FeCL3管路；混凝沉淀池與過濾池連接，過濾池通過給水泵與超濾膜組件連接，超濾 膜組件與反滲透膜組件連接，反滲透膜組件與產(chǎn)水箱連接，產(chǎn)水箱與清水池連接；產(chǎn)水箱還 連接有反沖洗管路，反沖洗管路與反滲透膜組件和超濾膜組件連接。本發(fā)明所提供的方法，原水在進(jìn)水管道上投加液氯后首先進(jìn)入配水井，配水井起 穩(wěn)壓及均勻配水作用，而投加的液氯則是作為氧化劑將原水中的三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷， 加氯量與原水中的三價(jià)砷含量有關(guān)系，具體操作是按投加液氯后配水井出水余氯量在 1. 40 1. 60mg/L左右進(jìn)行控制。經(jīng)過均勻配水后依次進(jìn)入混凝沉淀池和過濾池，在混凝沉 淀池進(jìn)水管道上投加FeCL3，混凝沉淀池及過濾池主要去除水中懸浮物、大分子等，依據(jù)經(jīng) 驗(yàn)沉淀池的表面負(fù)荷采用6. 0 8. OmVm2 · h，過濾池的濾速采用8. 0 10. Om/h。而投加 FeCL3則是為了混合絮凝后形成礬花絮體及鐵砷共沉物，其機(jī)理及工作過程包括①.三氯化鐵水解形成的氫氧化鐵礬花體可以通過絡(luò)合作用吸附砷酸根；②.三氯化鐵中的鐵離子能與砷酸根形成難溶的鐵砷共沉物，F(xiàn)eCL3的投加量比常 規(guī)混凝處理大，為IOmg Fe/L，混合反應(yīng)時(shí)間為15 20min，在混凝沉淀池內(nèi)完成。經(jīng)過混 凝沉淀池及后端的過濾池大部分形成的礬花絮體及鐵砷共沉物得以去除后進(jìn)入儲水箱，通 過給水泵依次送往超濾膜組件及反滲透膜組件。儲水箱起緩沖銜接作用，使后續(xù)的超濾膜 組件及反滲透膜組件能夠根據(jù)各自工序要求正常運(yùn)行，超濾膜組件及反滲透膜組件則通過 其可靠高效的處理能力將剩余部分礬花絮體及鐵砷共沉物濾出，同時(shí)可將懸浮物、細(xì)菌以 及病毒等有效去除。最后反滲透膜組件的出水收集至產(chǎn)水箱，一部分通過反沖洗水泵送往 膜組件及過濾池對它們進(jìn)行清洗，其余則全部進(jìn)入清水池作為出水儲備，以供給需要的用戶使用。超濾膜組件及反滲透膜組件通過商業(yè)途徑得到，由美國陶氏化學(xué)公司制造。本發(fā)明所提供的方法，通過氧化、絮凝、沉淀、過濾、吸附、分子截留等多種機(jī)理共 同作用，對飲用水中砷的去除比較徹底，對于飲用水中砷的去除率可以達(dá)到98%以上，對 于原水中砷含量比較高與比較低的地區(qū)都適用，具有安全可靠、具有除砷徹底、砷去除效率 高、適用廣泛的優(yōu)點(diǎn)。完全能夠滿足我國現(xiàn)行生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)< 0. 01mgAs/L的要求， 同時(shí)能夠有效去除水中的微量懸浮物、細(xì)菌及病毒等。


圖1為本發(fā)明飲用水原水除砷處理工藝流程示意圖。圖1中粗實(shí)線代表工藝管線，虛線代表廢水管線，點(diǎn)劃線代表加藥管線。圖2是飲用水除砷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中1-配水井，2-混凝沉淀池，3-過濾池，4-儲水箱，5_給水泵，6_超濾膜組 件，7-反滲透膜組件，8-產(chǎn)水箱，9-清水池，10-反沖洗水泵，11-液氯管路，12-FeCL3管線， 13-原水管路，14-反沖洗管路，15-廢水管路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于下述的具體實(shí)施方 式。實(shí)施例1如圖1所示取某飲用水源含砷水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，水源含砷水的總砷濃度0. 12mg/L。將 原水在配水井中投加液氯將原水中的三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷后，均勻配水至混凝沉淀池，配 水井出水余氯量控制在1. 45 1. 51mg/L，在混凝沉淀池內(nèi)停留20min，在混凝沉淀池進(jìn)水 管道上投加FeCL3,投加量為lOmgFe/L，混合絮凝后形成礬花絮體及鐵砷共沉物，連同懸浮 雜物在沉淀池及后端的過濾池中得以大部分去除?；炷恋沓氐某鏊M(jìn)入過濾池，過濾池 的出水進(jìn)入儲水箱，儲水箱的出水通過給水泵送往超濾膜組件，超濾膜組件的出水進(jìn)入反 滲透膜組件，超濾膜組件與反滲透膜組件可靠高效的將剩余部分礬花絮體及鐵砷共沉物濾 出，同時(shí)可將懸浮物、細(xì)菌及病毒等有效去除。最后反滲透膜組件的出水收集至產(chǎn)水箱，產(chǎn) 水箱的出水一部分通過反沖洗水泵送往超濾膜組件、反滲透膜組件與過濾池，對超濾膜組 件、反滲透膜組件與過濾池進(jìn)行清洗，其余則全部進(jìn)入清水池作為出水儲備。經(jīng)過以上工藝 處理后，飲用水中的總砷濃度穩(wěn)定降至0. 001mg/L。過濾池、超濾膜組件與反滲透膜組件所 產(chǎn)生的濃縮液以及清洗廢水進(jìn)入廢水管道排出。實(shí)施例2如圖1所示內(nèi)蒙古某凈水廠原水總砷濃度0. 157mg/L。原水在進(jìn)水管道上投加 液氯將原水中的三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷后首先進(jìn)入配水井，穩(wěn)壓后均勻配水至混凝沉淀池， 配水井出水余氯量控制在1. 5 1. 55mg/L，在混凝沉淀池內(nèi)停留20min，在混凝沉淀池進(jìn) 水管道上投加FeCL3,投加量lOmgFe/L，混合絮凝后形成礬花絮體及鐵砷共沉物，連同懸浮 雜物在沉淀池及后端的過濾池中得以大部分去除?；炷恋沓氐某鏊M(jìn)入過濾池，過濾池 的出水進(jìn)入儲水箱，儲水箱的出水通過給水泵送往超濾膜組件，超濾膜組件的出水進(jìn)入反
5滲透膜組件，超濾膜組件與反滲透膜組件可靠高效的將剩余部分礬花絮體及鐵砷共沉物濾 出，同時(shí)可將懸浮物、細(xì)菌及病毒等有效去除。最后反滲透膜組件的出水收集至產(chǎn)水箱，產(chǎn) 水箱的出水一部分通過反沖洗水泵送往超濾膜組件、反滲透膜組件與過濾池，對超濾膜組 件、反滲透膜組件與過濾池進(jìn)行清洗，其余則全部進(jìn)入清水池作為出水儲備，以供給當(dāng)?shù)氐?用戶使用。經(jīng)過以上工藝處理后，飲用水中的總砷濃度穩(wěn)定降至0. 002mg/L ；砷的去除率為 98. 7%。過濾池、超濾膜組件與反滲透膜組件所產(chǎn)生的濃縮液以及清洗廢水進(jìn)入廢水管道 排出。表1是本實(shí)施例的運(yùn)行工作數(shù)據(jù)表。表1凈水廠運(yùn)行工作數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
一種飲用水除砷方法，其特征在于包括以下步驟a.原水在進(jìn)水管道上投加液氯后進(jìn)入配水井，液氯的加入量以配水井出水余氯量在1.40～1.60mg/L；b.經(jīng)配水井穩(wěn)壓后均勻分配至后端的混凝沉淀池，在混凝沉淀池進(jìn)水管道上投加FeCL3，F(xiàn)eCL3投加量為每升水中含有10mg的鐵；FeCL3在混凝沉淀池內(nèi)停留時(shí)間為15～20min；混凝沉淀池的出水進(jìn)入過濾池；混凝沉淀池的表面負(fù)荷采用6.0～8.0m3/m2·h，過濾池的濾速采用8.0～10.0m/h；c.過濾池的出水進(jìn)入儲水箱，儲水箱的出水通過給水泵送往超濾膜組件，超濾膜組件的出水送入反滲透膜組件；d.反滲透膜組件的出水收集送入產(chǎn)水箱，產(chǎn)水箱的部分出水通過反沖洗水泵送往超濾膜組件與反滲透膜組件，對超濾膜組件與反滲透膜組件進(jìn)行清洗，產(chǎn)水箱的其余出水進(jìn)入清水池作為出水儲備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飲用水除砷方法，其特征在于該方法還包括步驟e.過濾池、超濾膜組件與反滲透膜組件所產(chǎn)生的濃縮液以及清洗廢水進(jìn)入廢水管道排出ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種飲用水除砷方法，其特征在于該方法還包括步驟f.產(chǎn)水箱的部分出水通過反沖洗水泵送往過濾池，對過濾池進(jìn)行清洗。
4.一種飲用水除砷系統(tǒng)，包括配水井，混凝沉淀池，清水池，其特征在于它還包括過 濾池、超濾膜組件、反滲透膜組件以及產(chǎn)水箱；原水管路連接有液氯管路，配水井出水管路 連接有FeCL3管路；混凝沉淀池與過濾池連接，過濾池通過給水泵與超濾膜組件連接，超濾 膜組件與反滲透膜組件連接，反滲透膜組件與產(chǎn)水箱連接，產(chǎn)水箱與清水池連接；產(chǎn)水箱還 連接有反沖洗管路，反沖洗管路與反滲透膜組件和超濾膜組件連接。
5.如權(quán)利要求4所述的一種飲用水除砷系統(tǒng)，其特征在于反沖洗管路與過濾池連接。
6.如權(quán)利要求4或5所述的一種飲用水除砷系統(tǒng)，其特征在于反滲透膜組件前面的 反沖洗管路上安裝有反沖洗水泵。
7.如權(quán)利要求6所述的一種飲用水除砷系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)設(shè)置有廢水管路，廢水 管路與反滲透膜組件、超濾膜組件及過濾池連接。
全文摘要
一種飲用水除砷方法，步驟是1、原水在進(jìn)水管道上投加液氯后進(jìn)入配水井，液氯的加入量以配水井出水余氯量在1.40～1.60mg/L；將原水中三價(jià)砷氧化成五價(jià)砷；2、配水井穩(wěn)壓后分配至后端的混凝沉淀池，在混凝沉淀池進(jìn)水管道投加10mg Fe/L的FeCL3，并在混凝沉淀池內(nèi)停留15～20min；混凝沉淀池出水進(jìn)入過濾池；3、過濾池出水進(jìn)入儲水箱，儲水箱出水送往超濾膜組件，超濾膜組件的出水送入反滲透膜組件；4、反滲透膜組件的出水收集送入產(chǎn)水箱，產(chǎn)水箱部分出水送往膜組件，其余出水進(jìn)入清水池。它具有除砷徹底、去除效率高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，完全能滿足我國現(xiàn)行生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)＜0.01mgAs/L的要求，能有效去除水中的微量懸浮物、細(xì)菌、病毒。
文檔編號C02F9/04GK101948194SQ20101027992
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者巨志劍, 徐棟, 暢顯濤, 蘇君博 申請人:中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司