[发明专利]氧化吸附一体化饮用水除砷装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及饮用水深度除砷领域，更具体地说，涉及一种采用超滤膜的氧化吸附一体化饮用水除砷装置及方法。

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，据统计我国受到饮用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饮用水中砷的含量制定了严格标准。国际卫生组织、日本、德国、美国和我国先后将砷的饮用水卫生标准由原来的0.05 mg/L调整到0.01mg/L。美国环保局还计划今后将这一控制标准升级为0.002mg/L。因此，世界各国都把开发经济、高效、实用的饮用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。饮用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，是开发水体深度除砷技术的重中之重。随着水质检测技术的发展，如贾第虫和隐孢子虫两虫问题，水蚤、红虫问题，水的生物稳定性问题等等，也成为饮用水水质安全保障关注重点之一。

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，吸附剂易进入饮用水给水管道，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，超滤技术在饮用水处理领域受到了极大的关注。超滤能有效地去除水中颗粒物，使出水浊度降低至0.1NTU以下，并能去除大分子有机污染物，能截留接近100%的两虫、水蚤、红虫、藻类、细菌甚至病毒等微生物。但是单独超滤技术不能有效去除水中无机砷。

中国专利号：201010279926.0申请日：2010-09-07公开了一种饮用水除砷方法与系统，步骤是：1、原水在进水管道上投加液氯后进入配水井，液氯的加入量以配水井出水余氯量在1.40～1.60mg/L；将原水中三价砷氧化成五价砷；2、配水井稳压后分配至后端的混凝沉淀池，在混凝沉淀池进水管道投加10mgFe/L的FeCL3，并在混凝沉淀池内停留15～20min；混凝沉淀池出水进入过滤池；3、过滤池出水进入储水箱，储水箱出水送往超滤膜组件，超滤膜组件的出水送入反渗透膜组件；4、反渗透膜组件的出水收集送入产水箱，产水箱部分出水送往膜组件，其余出水进入清水池。它具有除砷彻底、去除效率高、安全可靠等优点，能有效去除水中的微量悬浮物、细菌、病毒。但是该专利处理后的水中砷浓度<0.01mgAs/L，还是比较高，不能消除砷对人体的危害，满足不了人们的饮用水要求。而且该发明占地面积较大，生产成本较高。

文献检索表明，对于采用超滤膜的氧化吸附一体化饮用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

针对由高含砷地区和突发性砷污染事件造成的城市和农村饮用水砷污染，现有除砷装置及方法处理后砷的浓度仍然较高，生产成本较高的问题，本发明提供一种氧化吸附一体化饮用水除砷装置及方法，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、能确保饮用水水质安全的深度除砷工艺及装置。

2．技术方案

本发明的技术方案如下：

一种氧化吸附一体化饮用水除砷装置，包括进水控制系统、反应器和超滤膜过滤系统，还包括曝气氧化系统、排泥系统和出水控制系统，所述的进水控制系统连接到反应器中；所述的超滤膜过滤系统位于反应器的中下部，并且与出水控制系统相连接；所述的排泥系统包括排泥阀和排泥管，排泥阀位于排泥管上，用于控制排泥管的开闭，排泥管的一端连接在反应器的底部或反应器侧壁的下半部分；所述的曝气氧化系统包括曝气管、进气阀和空气泵，曝气管位于反应器的中下部，曝气管的一端伸出反应器的外部与进气阀和空气泵依次连接；所述的出水控制系统由出水阀门、抽吸泵和出水管依次连接组成，出水阀门与超滤膜过滤系统通过管道连接。

所述的出水控制系统的连接管道上有真空表，位于连接出水阀门和超滤膜过滤系统的管道上，用于读取出水控制系统抽吸的气压。

还包括反冲洗系统和吸附剂投加管，所述的反冲洗系统包括冲洗管和反冲洗阀门，所述的冲洗管通过反冲洗阀门接在反冲洗系统真空表和出水阀门之间；所述的吸附剂投加管的一端伸入反应器中。

所述的进水控制系统由进水管、提升泵、高位水箱和恒位水箱通过管道依次连接构成，在重力流的情况下也可直接连接恒位水箱上。