[發(fā)明專利]一種用于含砷廢水的處理系統(tǒng)及工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110769427.8
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113371883A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫翠珍;樊浩宇;劉汝鵬;陳冬辰;金巖;張震
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/10
• 代理公司: 濟南佰智蔚然知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37285
• 代理人: 趙允洲

本發(fā)明公開了一種用于含砷廢水的處理系統(tǒng)及工藝，涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，包括進(jìn)水管和反應(yīng)槽Ⅰ，所述反應(yīng)槽Ⅰ內(nèi)部設(shè)置納米氣泡發(fā)生器，所述納米氣泡發(fā)生器通過氣體輸送管連接氣罐，所述反應(yīng)槽Ⅰ連接反應(yīng)槽Ⅱ，所述反應(yīng)槽Ⅱ上設(shè)置吸附劑投加漏斗，所述反應(yīng)槽Ⅱ連接出水管。對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：通過納米氣泡發(fā)生器產(chǎn)生納米氣泡與As(Ⅲ)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As(Ⅴ)，大大提高了As(Ⅲ)的氧化速率和氧化效率，不會產(chǎn)生二次污染，使對含砷廢水的處理效率高且經(jīng)濟環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于含砷廢水的處理系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)

目前，砷(As)污染已成為已經(jīng)成為最為嚴(yán)重的重(類)金屬污染之一，是一個全球性的問題。到目前為止，全球大約有1.5億左右人受到影響，其中大多數(shù)為亞洲國家，中國是受砷污染危害最為嚴(yán)重的國家之一。長期飲用高砷水會導(dǎo)致皮膚損傷及色素沉著，進(jìn)一步發(fā)展為皮膚癌。研究表明，砷的累積攝入會導(dǎo)致一系列的疾病如心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病以及各種癌癥(腎、肝、肺、膀胱和皮膚)，最終導(dǎo)致死亡。

水體中砷的存在形態(tài)主要為As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的無機形式，由于As(Ⅲ)的毒性是As(Ⅴ)的60多倍，且As(Ⅲ)在水中的遷移性更強，這就造成了大多數(shù)的水處理方法對As(Ⅲ)較As(Ⅴ)的處理效果明顯偏低。因此，在實際工程中，為了提高As(Ⅲ)的去除效果，往往需要對As(Ⅲ)進(jìn)行預(yù)氧化。然而由于As(Ⅲ)-As(Ⅴ)體系的氧化還原電位較高，要取得高效的As(Ⅲ)氧化效果必須通過投加大量的強氧化劑(如Cl₂、O₃、高錳酸鹽和Fenton試劑等)來實現(xiàn)。Cl₂能和水中的有機物生成三鹵甲烷(THMs)和鹵乙酸(HAAs)而具有致癌性，現(xiàn)已被多數(shù)國家停止使用。O₃對As(Ⅲ)的氧化能力很強，但是O₃系統(tǒng)運行費用高，余氣收集不足會對人體健康造成一定影響。高錳酸鹽則會引入錳離子和鉀離子，影響后續(xù)水處理工藝的運行。對于Fenton試劑氧化法，如果操作不當(dāng)會大大降低氧化效果，且易造成水中鐵離子的殘留或后續(xù)污泥處置問題。對于新的高級氧化技術(shù)，也存在缺陷，如UV/Fe(Ⅲ)產(chǎn)生污染固體廢物必須進(jìn)一步處理；UV/S₂O₈^2-產(chǎn)生的中間產(chǎn)物對水體的安全性影響尚未知；H₂O₂必須過量，價格較為昂貴，且儲運難度較大等。因此，迫切需要一種能夠有效的將As(Ⅲ)氧化，又不產(chǎn)生副產(chǎn)物且經(jīng)濟高效的預(yù)氧化手段。

納米氣泡(NBs)給As(Ⅲ)的預(yù)氧化提供了一種新的手段。在自然條件下，納米氣泡(NBs)水溶液中存在大量游離羥基自由基·OH，·OH具有強氧化性，可以將As(Ⅲ)氧化為毒性更低的As(Ⅴ)。且NBs可在水中長時間的停留，可減緩內(nèi)部承載氣體釋放到水中，有助于實現(xiàn)對承載氣體的充分利用，能夠節(jié)能降耗。因此，利用NBs對水中的As(Ⅲ)進(jìn)行預(yù)氧化不僅可以提高氧化效率和氧化速率，同時能夠節(jié)能降耗，既環(huán)保又經(jīng)濟。將水中的砷轉(zhuǎn)化為As(Ⅴ)后，需進(jìn)一步進(jìn)行去除。常見的除砷方法主要包括：氧化法、混凝沉淀法、離子交換法、膜分離法、吸附法等。相比于其他方法，吸附法簡單易行、可再生、選擇性較好。活性氧化鋁是常見、廉價高效的固態(tài)吸附劑，具有吸附和催化性能的多孔，吸附容量大。因此，本申請選用活性氧化鋁作為As(Ⅲ)預(yù)氧化之后的吸附劑。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種用于含砷廢水的處理系統(tǒng)及工藝，利用納米氣泡對水中的As(Ⅲ)進(jìn)行深度氧化處理轉(zhuǎn)化為As(Ⅴ)，利用活性氧化鋁實現(xiàn)對As(Ⅴ)的吸附，使對含砷廢水的處理效率高且經(jīng)濟環(huán)保。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種用于含砷廢水的處理系統(tǒng)，包括進(jìn)水管和反應(yīng)槽Ⅰ，所述反應(yīng)槽Ⅰ內(nèi)部設(shè)置納米氣泡發(fā)生器，所述納米氣泡發(fā)生器通過氣體輸送管連接氣罐，所述反應(yīng)槽Ⅰ連接反應(yīng)槽Ⅱ，所述反應(yīng)槽Ⅱ上設(shè)置吸附劑投加漏斗，所述反應(yīng)槽Ⅱ連接出水管。