強(qiáng)化混凝技術(shù)

強(qiáng)化混凝技術(shù)是利用具有較大活性表面積的混凝劑的強(qiáng)大吸附作用吸附水體中的砷， 然后過(guò)濾或用濾膜除砷�；炷�技術(shù)對(duì)砷的去除效果取決于混凝劑水解形成的無(wú)定性氫氧化物對(duì)砷的吸附能力、礬花對(duì)所吸附砷的包埋效果及含砷絮體的沉降性能�；炷齽┓譃闊o(wú)機(jī)和有機(jī)兩類。最常見和運(yùn)用最廣泛的無(wú)機(jī)混凝劑有鐵鹽、鋁鹽、煤渣和聚硅酸鐵（PFSC）、無(wú)機(jī)鈰鐵（稀土基材料）等。用顆粒活性炭、骨炭等作骨架材料，以鐵鹽等混凝劑作基團(tuán)材料做成的強(qiáng)化除砷劑，可以提高除砷效果。有機(jī)混凝劑主要是一些高分子絮凝劑，如聚己二烯二甲基氯化銨、聚烯丙基二甲基氯化銨等。

S. Song 等研究發(fā)現(xiàn)，加入粗糙的方解石顆粒（38～74 μm）， 通過(guò)增大絮體的粒徑和沉淀性能，在鐵鹽混凝過(guò)程中可以提高除砷效果。當(dāng)方解石投加量相同時(shí)，顆粒的粒徑越小，其表面積越小，表面上黏附的含砷絮體越多，強(qiáng)化除砷效果越明顯。實(shí)際應(yīng)用表明，當(dāng)進(jìn)水中As（Ⅴ）質(zhì)量濃度高達(dá)5 mg/L時(shí)，該方法可使出水中As（Ⅴ）質(zhì)量濃度降至13 μg/L，去除率>99%。姚娟娟等〔2〕研究比較了鋁鹽和鐵鹽對(duì)As（Ⅴ）的去除效果。研究結(jié)果表明：由于鋁鹽水解形成的無(wú)定形氫氧化物的可溶性高于鐵鹽，且FeCl3的最適pH 范圍（5～7）大于Al2（SO4）3（6～7），所以鐵鹽的去除效果明顯好于鋁鹽。通過(guò)增加混凝劑的投加量進(jìn)行強(qiáng)化混凝，可使As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的去除率分別達(dá)到98%和60%以上。此外，混凝對(duì)As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的去除率均受原水水質(zhì)的影響。因?yàn)闊o(wú)定形金屬氫氧化物對(duì)As（Ⅴ）親和力強(qiáng)于As（Ⅲ），所以鋁鹽不能通過(guò)混凝有效去除As（Ⅲ）。因此，As（Ⅲ）的預(yù)氧化對(duì)于混凝除砷是必須的，同時(shí)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮鐵鹽作為混凝劑。

吸附除砷技術(shù)

吸附作用是一種十分有效、發(fā)展迅速的技術(shù)，該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，對(duì)重金屬的去除效果好，同時(shí)價(jià)格比較低廉。常用的吸附劑有活性氧化鋁、活性炭和天然沸石等。O. M. Vatutsina 等證實(shí)鐵鹽水解產(chǎn)生的無(wú)定形水合氧化鐵（HFO）對(duì)As（Ⅴ）和As（Ⅲ）均有極強(qiáng)的親和力。As（Ⅴ）和As（Ⅲ）通過(guò)共價(jià)鍵的形式有選擇性地固定在其表面，與之形成雙核橋式內(nèi)層表面配位體。

Zhimang Gu 等將HFO 固定在粒狀活性炭（GAC）的表面，利用GAC 巨大的比表面積和良好的機(jī)械強(qiáng)度， 強(qiáng)化除砷并實(shí)現(xiàn)HFO 的固定化。L.Cumbal 等將HFO 分散在陰離子樹脂表面（Fe 質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%），利用陰離子樹脂中帶正電的季銨官能團(tuán)難以從固相遷移到液相的特點(diǎn)， 形成Donnan 膜平衡效應(yīng)，強(qiáng)化除砷并實(shí)現(xiàn)HFO 的固定化。

M. N. Haque 等研究表明，高粱纖維可作為一種金屬吸附劑。該吸附劑可能的兩大吸附位點(diǎn)是羧基和羥基，其對(duì)砷吸附的平衡時(shí)間是12 h。pH 對(duì)高粱吸附砷有影響，當(dāng)pH=5 時(shí)，高粱對(duì)砷的去除量最高達(dá)到2.437 mg/g。S. F. Lim 等提出用一種改進(jìn)的鈣與藻酸鹽合成的磁性吸附劑同時(shí)去除砷和銅離子。吸附劑的平均直徑309.6 μm，表面積312.94 mg/L，可用外加磁力將其分離。其對(duì)As（Ⅴ）和銅的吸附平衡時(shí)間分別是25、3 h， 最大吸附量分別是6.75、60.24 mg/g。pH 對(duì)砷和銅的吸附量影響不同，pH 越高，對(duì)銅的吸附量越大，而pH 越低，對(duì)砷的吸附量越大。S. Kundu 等發(fā)現(xiàn)：在鐵的氧化物上涂上一層水泥（IOCC）對(duì)As（Ⅲ）的去除效果很好。動(dòng)力學(xué)研究表明，Ho 和McKay 二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能夠很好地描述IOCC 吸附As（Ⅲ）的過(guò)程。pH 影響研究表明，在酸度接近中性（pH 為6～8）時(shí)，As（Ⅲ）的去除量達(dá)到最大。熱力學(xué)研究表明，吸附平衡符合angmuir、Freundlich 和R-P 熱力學(xué)模型，不符合D-R 模型。

反滲透除砷技術(shù)

反滲透技術(shù)不需投加藥劑，能耗低，設(shè)備緊湊，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。實(shí)施該技術(shù)不改變?nèi)芤旱奈锢砘瘜W(xué)性質(zhì)，可以回收清水和貴金屬，適用于封閉循環(huán)無(wú)排放系統(tǒng)。此外，反滲透膜技術(shù)還有除雜范圍廣、裝置簡(jiǎn)單和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)用反滲透裝置處理重金屬離子的同時(shí)， 還可以去除污水中其他有害物質(zhì)。M. Walker 等研究發(fā)現(xiàn)，在高砷水中，As(Ⅴ)主要以HAsO42-的形式存在，而As(Ⅲ)則主要以中性的H3AsO3形式存在。當(dāng)砷質(zhì)量濃度為40～1 900 μg/L 時(shí)， 反滲透法可有效去除98%~99%的As(Ⅴ)和46%～75%的As(Ⅲ),同時(shí)也可以查看中國(guó)污水處理工程網(wǎng)更多含砷廢水處理的技術(shù)文檔。

納濾膜技術(shù)

納濾膜是具有前景的除砷技術(shù)之一。納濾膜分離需要的跨膜壓差一般為0.5～2.0 MPa，比用反滲透膜達(dá)到同樣的滲透通量所必須施加的壓差低0.5～3.0 MPa。根據(jù)操作壓力和分離界限，可以定性地將納濾排在超濾和反滲透之間， 有時(shí)也把納濾膜稱為“低壓反滲透”或“疏松反滲透”膜。

E. M. Vrijenhoeka 等研究了NF-45 型聚酰胺納濾膜對(duì)含砷廢水的處理效果。結(jié)果表明，當(dāng)砷質(zhì)量濃度為10～316 μg/L 時(shí)， 其對(duì)As （Ⅴ） 的截留率為60%～90%，對(duì)As（Ⅲ）的去除率遠(yuǎn)低于As（Ⅴ），且去除率隨進(jìn)水砷濃度的增加而減小。H. Saitfia 等研究結(jié)果顯示，當(dāng)溫度在10～30 ℃變化時(shí)，溫度對(duì)納濾除砷效果的影響很小， 去除率始終穩(wěn)定在90%～95%。因此， 納濾除砷技術(shù)可以應(yīng)用于季節(jié)溫差較大的地區(qū)。Y. Sato 等在操作壓力為0.3～1.1 MPa 時(shí)，采用3 種商業(yè)化的NF 膜〔ES-10（聚芳香）、NTR-7250 型（聚乙烯醇）、NTR-729HF 型（聚乙烯醇）〕處理含砷水， 它們對(duì)As（Ⅴ）的去除率均達(dá)到85%以上。研究還表明，對(duì)As（Ⅲ）的去除率取決于膜的類型以及操作壓力。

超濾膜技術(shù)

超濾介于微濾和納濾之間，膜孔徑為1～50 nm，多數(shù)為非對(duì)稱膜，由一層極�。ㄍǔ�僅0.1～1 μm）具有一定孔徑的表皮層和一層較厚（通常為125 μm）具有海綿狀結(jié)構(gòu)的多孔層組成。它可分離液相中直徑在0.05～0.2 μm 的分子和大分子（相對(duì)分子質(zhì)量1～10 萬(wàn)）。超濾膜是一種高效、節(jié)能、占地面積小的廢水處理設(shè)備，可以在堿性條件下有效去除廢水中的重金屬物質(zhì)。

H. Gecol 等研究了再生纖維素膜（RC）和多鈦?lái)磕ぃ≒ES）對(duì)水體中As（Ⅴ）的去除效果。當(dāng)砷質(zhì)量濃度為22～43 μg/L，pH 為5.5 時(shí)， 使用5 ku 的PES 膜和pH 為8 時(shí)，使用10 ku 的RC 膜，對(duì)砷的去除率可達(dá)到98%以上。而當(dāng)pH 為8 時(shí)，使用5 ku的PES 膜，則不受初始水中砷濃度的影響，砷的去除率也可達(dá)98%以上。F. Ferella 等采用表面活性劑強(qiáng)化超濾法同時(shí)去除水體中的鉛和砷。使用孔徑為10 nm 的單管陶瓷超濾膜， 以十六烷基苯磺酸（DSA）作為陰離子表面活性劑，十二烷胺作為陽(yáng)離子表面活性劑， 當(dāng)水中的砷質(zhì)量濃度在0.1～0.4 mg/L，同時(shí)DSA 和十二烷胺濃度分別為1×10-5、1×10-6mol/L（均低于它們的臨界膠束濃度），在As/DSA 和As/十二烷胺的兩個(gè)體系中，As（Ⅴ）去除率分別為68%和21%。谷騰水網(wǎng)