【文章內(nèi)容簡介】 。 MF膜的孔徑一般大于 ,因此對于水中溶解態(tài)或膠體態(tài)的砷 ,MF膜很難直接去除。一般都是和絮凝聯(lián)用 ,首先將水中溶解態(tài)和膠體態(tài)的砷轉(zhuǎn)換為懸浮態(tài) ,然后通過對絮體的截留達到除砷目的。 ? 相比混凝劑與吸附材料 ,膜材料和膜組件價格較高 ,并且需要一定壓力驅(qū)動運行 ,耗用電能。盡管它對 As(Ⅴ )有較穩(wěn)定的去除率 ,但對 As(Ⅲ )的去除效果不佳。因而 ,目前膜濾除砷方法仍有一定的局限。 ? 膜技術對砷的去除效果很好 ,成本高 ,維護難。一般用于對水質(zhì)要求很高以及小規(guī)模的飲用水除砷處理。膜技術處理飲用水 ,會產(chǎn)生高濃度含砷有毒廢水 ,必須采取措施對其進行二次處理。 生物法 ? 生物法是在生物的作用下氧化、降解、去除砷。生物不但能富集、濃縮砷 ,而且能將其甲基化。水體中的砷主要是無機砷 ,由于甲基化的砷如甲基砷、二甲基砷、三甲基砷的毒性比無機砷低得多 ,所以生物對砷的富集是一個對砷降毒、脫毒的過程 ,如海水中的周氏扁藻可將砷甲基化 , ? 許濤等利用藻類復育技術和基因轉(zhuǎn)殖技術增強淡水藻移除砷的能力。藤黃對地下水中的 As(III)有極好的螯合能力 ,其吸附的最佳 pH值為 6~8,普通離子如 Ca2+、 Mg2+等不影響 As(III)的去除 ,Fe(III)濃度較高時 ,As(III)的去除效果明顯下降。 ? Pushpa等在研究 Moringa oleifera的種子 (SMOS)吸附砷的過程中發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)、氨基酸與砷的反應是除砷的關鍵。 ? 鄭鳳英等發(fā)現(xiàn)蜈蚣草對 As(III)具有較強的吸附、絡合能力 ,且該法成本低廉、操作簡便 ,有望直接用于地下水中 As(III)的去除。 ? 植物除砷帶來了可行、廉價的地下水除砷技術的發(fā)展 ,適用于農(nóng)村和邊遠地區(qū)。 幾種除砷技術的比較 1 幾種除砷技術的比較 地下水除砷技術發(fā)展方向 ? 研制高效、價廉、低能耗的除砷材料 ? 多種藥劑聯(lián)合使用 ,幾種方法結合處理 ? 生物除砷技術的進一步開發(fā) ? 研制家庭除砷器或適于集中供水的除砷設備 大型地表水廠除砷 ? 大型地表水廠傳統(tǒng)的除砷方法是用三氯化鐵、明礬或石灰軟化法 ,或采用加大投藥量的強化混凝法 (這些方法都不適用于個別住戶的自備井水除砷 )。 ? 用吸附法、膜法或離子交換法除砷時 ,一般 5價砷比高價砷易于去除 ,故有的大型水廠先用氯、臭氧或高錳酸鉀等氧化劑進行預處理 ,使 3價砷氧化為 5價砷，然后通過錳砂 (綠砂 )—活性鋁(AA)固定床、反滲透和陰離子交換柱去除。 第 3 部分 地下水中氟的去除 飲用水中氟的危害 氟是地球上分布最廣泛的元素之一 ,也是人體必需的微量元素。適量的氟對人體健康起著重要作用，當人體內(nèi)氟含量過低時，會出現(xiàn)齲齒 ,但攝取過量的氟，不僅易引起氟斑牙和氟骨病 ,并且可引起人體器官、神經(jīng)系統(tǒng)和細胞膜的損害。 高氟地下水在我國分布廣泛 ,遍及 27個省、市和自治區(qū)，全國各地約有 7700萬人飲用含氟量超標的水，其中近 500萬人的飲用水含氟量超過 mg/(我國生活飲用水的標準為 1. 0mg/L)。 因此，控制和消除飲用水中氟的污染 ,研究經(jīng)濟、實用的除氟劑與除氟方法，對防治地方性氟病、改善人民身體健康狀況有重要意義。 國內(nèi)外除氟的方法 ? 沉淀法（化學法、混凝法、電凝聚法） ? 吸附法 ? 電滲析法 ? 反滲透法 ? 離子交換法 沉淀法（ 1）－化學沉淀 ? 沉淀法主要分化學沉淀和混凝沉淀 ,即投加化合物形成不溶于水的含氟沉淀物 ,或者利用化合物能與氟離子發(fā)生絡合反應的化學性質(zhì)而形成共同沉降。 ? 化學沉淀法中最常用的是投加鈣鹽為沉淀劑 ,Ca2+與 F生成 CaF沉淀從而達到除氟的目的。此法 優(yōu)點 是操作簡單 ,處理成本低廉 。但其除氟效果受氟化鈣的溶解度大小限制 ,往往只能將水中的氟濃度降低到 8~10 mg/L的水平 ,且產(chǎn)生的污泥量大，污泥中的氟由于含水率高而難以回收利用。 ? 有學者基于鈣鹽沉淀除氟原理研究出流化床除氟反應器 ,除氟率略有提高 ,但在處理低濃度含氟水時去除率仍然僅在 40%以下。 因此 ,化學沉淀法僅適用于含氟量高的廢水處理或者在飲用水處理中作為除氟的第一道工序 ,其后要輔以吸附、膜分離等工藝來達到良好的除氟效果。 沉淀法（ 2）－混凝沉淀法 ? 混凝沉降法的基本原理是在含氟廢水中加入混凝劑 ,并用堿調(diào)到適當 pH值 ,使其形成氫氧化物膠體吸附氟。該法常用的混凝劑有無機混凝劑和有機混凝劑兩類。 ? 無機混凝劑主要是鋁鹽和鐵鹽，但由于鋁鹽和鐵鹽混凝沉淀的除氟效率與溶液的 pH、堿度、共存陰離子種類和濃度相關 ,并受攪拌條件和沉降時間等操作條件影響 ,所以除氟效果并不穩(wěn)定。 ? 聚硅酸金屬鹽是一類新發(fā)展起來的無機高分子絮凝劑 ,可克服沉淀凝聚顆粒細小、沉淀慢、處理周期長的缺點 ,成為近年來國內(nèi)外絮凝劑領域研究的一熱點。 ? 聚丙烯酰胺 (PAM)是目前使用最廣泛的有機混凝劑 ,在含氟廢水的處理中加入聚丙烯酰胺 ,產(chǎn)生吸附、卷帶和網(wǎng)捕作用 ,可加快混凝物的形成 ,進而加快沉淀速度 ,強化除氟效果。 ? 混凝沉降法一般只適用于處理含氟較低的廢水 ,在強酸性高氟廢水處理中 ,混凝沉降法常與中和沉淀法配合使用。 沉淀法（ 3）－電凝聚法 ? 電凝聚法是利用電解鋁過程中生成羥基鋁絡合物和 [Al(OH)3]m凝膠的絡合凝聚作用除氟的方法。 ? 目前應用較多的是雙極性鋁電極法除氟。雙極性鋁電極法中鋁電極上能同時存在陰極反應和陽極反應 ,從而增加了陽極有效面積并縮短反應時間。 ? 電絮凝法具有設備簡單、操作方便、處理過程中不需要添加任何化學藥劑且生成的沉淀物含水率低等優(yōu)點。 開發(fā)高效電凝聚反應器是飲用水除氟研究的方向之一。 吸附法 ? 吸附即含氟水通過接觸床時通過離子交換或表面化學反應達到除氟的目的。吸附法的除氟效率高低主要依賴于吸附材料的性能。 ? 吸附劑則通過再生來恢復交換能力。此種方法主要用于處理含氟量較低的廢水 ,或經(jīng)過處理后氟已降至 15~30mg/L的廢水的深度處理 ,以及飲用水的深度處理。 ? 常用的吸附劑有骨炭、活性氧化鋁、沸石等。近年來還報導了氟吸附容量較高的羥基磷灰石、氧化鋯等。利用這些吸附劑可將含氟 10mg/L以下的原水降至 ,達到飲用水標準。 ? 是目前我國應用最廣泛的一種飲用水除氟技術。 常用氟吸附劑 電滲析法 電滲析法是在離子交換膜的兩端施加直流電場 ,使帶負電的氟離子和帶正電的離子分別通過陰、陽離子交換膜向陽極和陰極方向遷移而除氟的一種方法。 利用電滲析除氟效果良好 ,不用投加藥劑 ,除氟的同時還可以降低高氟水的含鹽總量。該法降氟效率高，缺點是設備投資大 ,除氟的同時也除去了部分對人體有益的礦物質(zhì)。 電滲析法適用于原水含鹽量 500~4000mg/L時的苦咸水除氟，因此常用于我國西北、河南、山東等地苦咸水地區(qū)的集中飲水除氟工程。 反滲透法 ? 反滲透是通過半滲透膜除氟的純物理過程 ,氟去除率能達到 90%以上，并且能同時去除水中其他無機污染物。 ? pH、進水成分、流速和操作壓力都影響膜除氟效率 ,研究表明 ,最佳 pH條件為 7，操作壓力越高 ,氟去除率越高，但高操作壓力同時帶來能耗高，成本增加的問題。 離子交換法 ? 離子交換法是將含氟廢水通過裝有交換劑的裝置 ,氟離子與交換劑上的離子或原子團發(fā)生交換 ,從而將氟離子從水中去除。 ? 離子交換法常用的交換劑是陰離子交換樹脂 ,可將氟降至 1mg/L以下 , ? 但由于地下水含有其他陰離子 ,影響脫氟效果。因此 ,對于地下水而言，陰離子交換樹脂對氟的選擇吸附交換能力較低，一般 1kg樹脂的交換容量約為 1g氟。 陰離子交換樹脂對地下水中主要陰離子的吸附交換能力為 : 討論專題 ? 1結合實例講述我國某地區(qū)去除砷或氟工藝特點、設計參數(shù)、處理效果。 ? 2 介紹國外某種砷或氟去除新技術的研究進展。 第 4 部分 地下水的生物脫氮技術 飲用水中硝酸鹽污染及危害 ? 硝酸鹽污染普遍存在于地表水和地下水中，而當飲用水中硝酸鹽氮濃度高于 10 mg/L時，嬰兒飲用后可能患變性血色蛋白癥。嚴重時可導致缺氧死亡。 ? 在硝酸鹽轉(zhuǎn)化過程中形成的亞硝酸胺等具有致癌、致畸和致突變作用；過多的硝酸鹽對農(nóng)作物的生長也有一定的影響。 ? 世界衛(wèi)生組織 (WHO)規(guī)定飲用水中硝酸鹽濃度不超過10 mgN/L，推薦標準為 5 mgN/L。 ? 目前，我國大多數(shù)地區(qū)作為飲用水源的地下水已受到硝酸鹽不同程度的污染，并且有逐年加重的趨勢，個別地區(qū)作為飲用水水源的地下水中硝酸鹽濃度已超過30mgN/L。 飲用水脫氮方法的分類 ? 近年來，國際上提出了多種飲用水反硝化方法，從 原理上 可分為物理法、化學法、生物法和復合集成法。 ? 根據(jù)進行 場所 分類可以分為：原位脫氮和異位脫氮。 物理法脫氮 ? 物理法是指利用 NO3離子的遷移或交換完成的，大致分為兩類：離子交換法和膜分離法。 離子交換法 離子交換除鹽技術相對成熟，主要是指利用堿性樹脂的陰離子交換能力，由氯離子或重碳酸根離子與被處理水中硝酸根交換達到去除飲用水中硝酸鹽的目的。 離子交換法是最早實際應用于飲用水脫硝的工藝，1974年在美國紐約的 Nassau縣建立了第一座離子交換工藝的脫硝水廠來處理 NO3含量為 20~30 mgN/L的地下水，采用連續(xù)再生的離子交換工藝，樹脂在一個封閉的回路中移動，處理能力為 6566m3/d ，處理水中 NO3濃度低于 2 mgN/L。 離子交換脫硝工藝適用于中小城市飲用水處理。由于離子交換脫硝工藝實際上相當于將進水中的硝酸鹽等鹽分濃縮到再生廢液中，因此該工藝最大的缺點就是存在再生廢液的排放問題，處理不當會造成對環(huán)境的二次污染。 膜分離法 ? 用于飲用水脫硝的膜分離方法包括反滲透和電滲析兩種。 ? 反滲透膜對硝酸根無選擇性，各種離子的脫除率與其價數(shù)成正比。反滲透法在除去硝酸鹽的同時也將除去其它的無機鹽，會降低出水的礦化度。為延長反滲透膜的使用壽命，反滲透前需對處理水進行預處理以減少礦物質(zhì)、有機物、水中其它懸浮物在膜上的沉積結垢以及減少污染物、 pH值波動對膜的傷害。 ? 電滲析法的膜推動力是與膜正交的電場力。電滲析可選擇性地脫除陰陽離子。與傳統(tǒng)的電滲析相比，可逆電極的電滲析工藝減少了膜上的結垢及化學藥劑的用量，可用于從苦水和海水中生產(chǎn)飲用水。電滲析和反滲透的脫硝效率差不多，但電滲析脫硝法只適用于從軟水中脫除硝酸鹽。 ? 膜分離法適用于小型供水設施，其缺點主要是費用高以及產(chǎn)生濃縮廢鹽水，存在廢水排放的問題。 化學法 化學反硝化法是指利用一定的還原劑還原水中的硝酸鹽。 基本反應歷程是硝酸鹽氮首先被還原為亞硝酸鹽氮，最后被還原為氮氣或氨氮，從亞硝酸鹽氮還原可能要經(jīng)過 NO或 N2O產(chǎn)生及還原的過程，但目前尚沒有統(tǒng)一的說法。 可分為活潑金屬還原法與催化法兩大類。 活潑金屬還原法 ? 活潑金屬還原法是指一些活潑金屬如 Cd、CdHg齊、鐵、鋁、 Devarda合金、鋅、Arndt合金等在特定 pH環(huán)境中可以使硝酸鹽還原為亞硝酸鹽或氨氮的方法。最常用的是鋁粉和鐵粉還原法。 ? 活潑金屬還原法的主要缺點是反應產(chǎn)物很難完全還原成無害的氮氣，并且會產(chǎn)生金屬離子、金屬氧化物或水合金屬氧化物等導致二次污染，所以對后續(xù)處理要求較高。 催化法 ? 由于金屬鐵或二價鐵等還原硝酸鹽的條件難以控制，易產(chǎn)生副產(chǎn)物導致二次污染，所以人們設法在反應中加入適當?shù)拇呋瘎?