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微滤(MF)是指根据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程,能够去除相对分子质量>50000或粒径>0.05μm的颗粒。MF膜对砷的去除率很大程度上取决于附着砷的颗粒在水中的粒径分布。微滤膜的孔径通常>0.1μm,因此不能截留溶解态的重金属离子,必须经过适当的预处理如氧化、还原、吸附等手段将其转化为>0.1μm的不溶态微粒,再利用微滤膜将其有效去除。
为了提高MF技术对砷的去除效率,人们采用混凝来增大含砷颗粒的粒径。J.Shorr用硫酸铁作为砷的共沉淀剂,再配以微滤膜滤除沉淀物的工艺处理含砷水,对砷的去除率明显高于单纯的MF工艺。
由于含砷离子的废水同时还含有有机物,如油、脂、洗涤剂和螯合物等,而且砷的去除率取决于二价铁络合物对砷的吸附能力以及MF对含砷矾花的截留能力,因此,采用氢氧化铁作为凝聚剂,在与砷离子共沉淀的同时,亦可吸附某些螯合物和有机物。
此外,在一定的pH条件下,氢氧化铁还可吸附不沉淀的某些阳离子。G.Ghurye等采用混凝联合孔径为0.2μm的商业化MF膜工艺,研究了絮凝-微滤(CMF)工艺对砷的去除效率。当进水中砷的质量浓度为40μg/L时,CMF工艺能保证出水中砷的质量浓度<2μg/L。
但是,与As(Ⅴ)相比,其对As(Ⅲ)的去除率相当低,这是因为As(Ⅲ)以中性分子形态存在,而混凝过程依赖混凝剂水解后形成的氢氧化物与离子的交互作用。因此,为了有效地去除水中的As(Ⅲ),需要将其全部氧化为As(Ⅴ)。
电吸附技术
电吸附处理技术(EST)是利用电极表面吸附水中离子和带电粒子的性能,使水中溶解性盐类和带电粒子富集、浓缩于电极表面,达到净化水质的目的。电吸附技术处理高砷废水的效果好,运行成本低(1.5元/m3),处理装置结实耐用,操作简单易于掌握。
其基于电吸附材料形成的双电层对不同价态的含砷带电粒子具有特异的吸附与解吸性能去除水中的砷。电吸附材料的再生不需任何化学试剂,无二次污染,但必须用原水彻底排污,排污时只需将正负电极短接,并保持0.5h,使电极上的粒子不断解析下来,至进出水电导率相近为止。
电吸附技术的上述特点是目前流行的反渗透法不能比拟的。反渗透在起始砷质量浓度为0.3mg/L时的去除率仅83%,而电吸附法的去除率达96%以上,且电耗仅1kW˙h/m3,大大低于反渗透法。孙晓慰利用电吸附技术去除水中过量的砷,结果表明,原水砷质量浓度0.06~0.33mg/L时,出水砷均低于0.01mg/L,符合国家生活饮用水卫生标准的要求。
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