复合污染地下水强化除砷生产性试验研究

图 ２ 滤 料 更 换 前 后 砷 去 除 率
２．１．２ ５＃ 、６＃ 滤 池 砷 去 除 效 果 比 较 分 析 ５＃ 滤 池 更 换 部 分 滤 料 并 投 加 铁 锰 复 合 氧 化
物 后 ，５＃ 、６＃ 滤 池 在 试 验 不 同 周 期 的 进 出 水 砷 含 量 变 化 如 图 ３ 所 示 。 从 图 ３ 中 可 以 看 出 ，各 周 期 内 滤 池 进 水 砷 含 量 变 化 幅 度 较 大 ，试 验 初 期
表 １ 试 验 期 间 原 水 水 质
水质参数
范围
ｐＨ 浊 度／ＮＴＵ ＣＯＤＭｎ／ｍｇ／Ｌ 氨 氮／ｍｇ／Ｌ 铁／ｍｇ／Ｌ 锰／ｍｇ／Ｌ 砷／μｇ／Ｌ
７．７～８．３４ １．６４～１０．１ １．０４～２．０８ ０．０４～０．４６ ０．０８～２．０８ ０．０６～０．５８ ８．９９～４５．６７
试验运行过 程 中 采 用 滤 池 反 冲 洗 周 期 ４８ｈ 作 为一个 试 验 周 期，每 个 周 期 取 样 ２４ 批 次，取 样 时 间 间 隔 为 ：０～２ｈ，１５ｍｉｎ 取 样１ 次 ；２～６ｈ，１ｈ 取 样１ 次；６～１２ｈ，２ｈ取样１次；１２～４８ｈ，４ｈ取样１ 次。 生产性试验进 行 ３ 个 月，２１ 个 周 期，其 中 加 药 周 期 １６ 个 ，不 加 药 周 期 ５ 个 。 １．３ 分 析 方 法
砷（Ｖ）的测定采用原子荧光法。水样经调节 ｐＨ 后移入带塞的比色管中，加入 ２．５ ｍＬ 盐 酸 （１＋１）、 ５ｍＬ硫脲（５％）配 制 成 上 机 溶 液，静 置 ３０ ｍｉｎ 后， 用 ＡＦＳ－８２２０ 双 道 原 子 荧 光 光 度 计 进 行 检 测，得 出 溶 液 中 砷 （Ｖ）浓 度 。
在生产性试验 中 投 加 铁 锰 复 合 氧 化 物 后，分 别
对滤池除铁、除 锰 的 效 果 进 行 了 考 察。 不 同 运 行 加
药 周 期 、不 同 进 水 条 件 下 ，５＃ 、６＃ 滤 池 进 出 水 铁 、锰 含 量 变 化 分 别 见 图 ５ 和 图 ６。
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铁、锰、浊度等指标的分析方法均采用《生活饮用
水卫生标准检验法》（ＧＢ ５７５０—２００６）中规定的方法。 ２ 结 果 与 讨 论 ２．１ 砷 的 去 除 效 果 分 析 ２．１．１ 滤 料 更 换 前 后 砷 去 除 效 果 分 析
５＃ 滤 池 更 换 部 分 滤 料 前 后 ，投 加 铁 锰 复 合 氧 化物对砷的去除率变化如图２所示。从图２中可 以 看 出 ，Ｄ 水 厂 现 有 滤 池 除 砷 能 力 差 ，砷 去 除 率 在
２．３ 浊 度 的 去 除 效 果 分 析 通过检测两组滤池在单独一个试验周期、不同时
间点水样的浊度，对比浊度去除效果，见图７。运行初 期，５＃、６＃滤池的 出 水 浊 度 均 较 高。试 验 周 期 内，６ ＃滤池出水浊度维持在０．１０～０．２０ＮＴＵ；５＃滤池略 优于６＃滤池，出水浊度维持在０．０５～０．１５ＮＴＵ。
量 情 况 下 ，出 水 砷 含 量 基 本 稳 定 在 ５～６μｇ／Ｌ（见 图 ３ｂ～ｄ），较 ６＃ 滤 池 出 水 砷 含 量 （８～９μｇ／Ｌ） 降 低 ４０％ ～５０％ 。
生产性试验期 间，不 同 加 药 周 期 滤 池 出 水 砷 平
均去除 率 如 图 ４ 所 示。 从 图 ４ 中 可 以 看 出，试 验 各 加药周 期 内 ６＃ 滤 池 砷 平 均 去 除 率 为 ２０％ ～４０％， 波 动 较 大 。５＃ 滤 池 的 除 砷 效 果 较 稳 定 ，且 明 显 优 于 ６＃ 滤 池 ，可 达 ７０％ 左 右 。 ２．２ 铁 、锰 的 去 除 效 果 分 析
对比不同加药周期运 行 期 间 ５＃、６＃ 滤 池 的 除 浊 效 果 如 图 ８ 所 示 。 在 不 同 运 行 周 期 ，６＃ 滤 池 出 水 浊度平均去除 率 在 ９０．２％ ～９８．５％，５＃ 滤 池 出 水 浊度平均 去 除 率 在 ９５．２％ ～９９％，较 ６＃ 滤 池 提 高 了 ０．５～５ 个 百 分 点 。
０ 前 言 近年 来，通 过 对 Ｚ 市 Ｄ 水 厂 原 水 井 群 监 测 发
现 ，井 群 出 水 中 砷 含 量 呈 现 增 长 趋 势 ，出 厂 水 砷 含 量 存在超标风 险。 因 此，采 取 措 施 控 制 出 厂 水 砷 含 量 刻不容缓。本研究根据 Ｄ 水 厂 砷 污 染 实 际 状 况，通 过改变现状工艺 条 件，针 对 一 种 兼 具 氧 化 吸 附 性 能 的新型铁锰复合氧化物 在 ［１］ 复合污染条件 下 的 除 砷 效果进行生产性 试 验，考 察 水 中 砷 以 及 复 合 污 染 物 铁 、锰 的 去 除 效 果 。 １ 试 验 装 置 与 方 法 １．１ 试 验 系 统 及 工 艺 流 程
参考文献
１ 常方方，曲久辉，刘锐平，等．铁 锰 复 合 氧 化 物 的 制 备 及 其 吸 附 除 砷 性 能 ．环 境 科 学 学 报 ，２００６，２６（１１）：１７６９～１７７４
图 ７ 一 个 试 验 周 期 内 滤 池 出 水 浊 度 变 化 曲 线
○ 通讯处：４５００１３ 郑州市郑上路７８号 柿园水厂水技术 研究中心
Ｄ 水厂的处理工艺流程见图１。
图１ Ｄ 水厂工艺流程
根据前期中试结果，生产性试验选择 Ｄ 水厂５＃ 滤池作为试验滤池，以６＃滤池作为对比滤池，比较现 有工艺与改进后工艺对各水质参数污染物的去除效 果 ，试 验 期 间 在 ５＃ 滤 池 进 水 后 （虹 吸 进 水 口 后 ）投 加 铁 锰 复 合 药 剂 ，并 在 其 后 跌 水 处 设 立 混 合 反 应 器 强 化 药 剂 与 水 体 的 快 速 混 合 。 为 强 化 滤 池 除 砷 效 果 ，生 产 性试验将５＃滤池表层３０ｃｍ 原有滤料更换为新石英 砂 滤 料（５＃ 、６＃ 滤 池 原 滤 料 层 厚１２０ｃｍ）。 １．２ 原 水 水 质
２０％ ～４０％ 。５＃ 滤 池 在 未 更 换 滤 料 条 件 下 ，投 加 药 剂 后 砷 去 除 率 在 ５０％ ～５８％ ，除 砷 能 力 有 所 提 高 。 参 照 中 试 结 论 ，将 ５＃ 滤 池 滤 料 层 表 面 含 泥 量 较 高 的３０ｃｍ 砂 层 更 换 为 新 的 石 英 砂 ，通 过 滤 池 反 冲 洗 使 砂 层 水 力 分 级 ，并 运 行 ４８ｈ 至 滤 料 熟 化 。 取 样 测 试 结 果 显 示 ，滤 池 过 滤 效 果 增 强，在 投 加 铁 锰复合氧化物后，水 中 溶 解 态 的 砷 被 固 化 后 形 成 的 絮体可 通 过 过 滤 有 效 去 除，除 砷 效 果 进 一 步 提 升 １０％ 左 右 。
摘要 以 Ｚ 市 Ｄ 水厂现行工艺为基础，通过生产性试验对比研究了铁锰复合氧化物强化去除地 下水中砷的效果。研究显示，铁锰复合氧化物对砷的去除率可达到 ７０％，相比原有滤池可提高 ３０％ 左 右 ，同 时 增 强 了 对 铁 、锰 、浊 度 等 指 标 的 去 除 效 果 。
关键词 地下水 除砷 铁锰复合氧化物 生产性试验
电 话 ：（０３７１）６７６９５４０８ Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈａｊｉｎｇ２００８＠１６３．ｃｏｍ 收 稿 日 期 ：２０１１－０６－１３ 修 回 日 期 ：２０１１－０９－２８
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（３）投加适量铁锰复合氧化物时，对 铁、锰 有 强 化 去 除 作 用 ，不 会 导 致 滤 池 出 水 铁 、锰 超 标 。
（４）生 产 性 试 验 期 间，５＃ 滤 池 除 浊 效 果 优 于 ６＃ 滤池，出 水 浊 度 维 持 在 ０．０５～０．１５ ＮＴＵ，去 除 率 较 ６＃ 滤 池 提 高 了 ０．５～５ 个 百 分 点 。
试 验 期 间 原 水 水 质 见 表 １。 原 水 耗 氧 量、氨 氮 等 指 标 变 化 不 大 ，浊 度 、铁 、锰 、砷 等 指 标 含 量 随 运 行 井群的调配出现较大波动。
国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００９ＺＸ０７４２４－００４）。
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从 表 １ 原 水 水 质 可 以 看 出 ，原 水 铁 、锰 含 量 较 高 ，且 波 动 范 围 较 大 。 从 图 ５ 和 图 ６ 可 以 看 出 ，在 滤 池 进 水 铁 、锰 较 低 的 情 况 下 ，５＃ 、６＃ 滤 池 出 水 铁 、锰 含 量 均 未 检 出 。 进 水 铁 、锰 较 高 时 ， ６＃ 滤 池 出 水 铁 、锰 开 始 有 检 出 ，而 此 时 ５＃ 滤 池 出 水 铁 、锰 含 量 仍 未 检 出 。 分 析 原 因 ，可 能 是 更 换 部 分 滤 料 、连 续 投 加 铁 锰 复 合 氧 化 物 后 ，增 强 了 滤 池 抗 冲 击 负 荷 的 能 力 ，同 时 在 滤 池 内 形 成 了 微 絮 凝 作用，强化了滤池除铁、锰的效果。
图 ８ 试 验 期 间 滤 池 出 水 浊 度 平 均 去 除 率
３ 结 论 （１）５＃试验滤池投加铁锰复合氧化物 时，对 砷
有明显的去除作用；更 换 滤 池 表 层 ３０ｃｍ 滤 料 后 可 使 出 水 砷 去 除 率 进 一 步 提 高 １０％ 左 右 。
（２）生 产 性 试 验 期 间，５＃ 滤 池 除 砷 能 力 优 于 ６＃ 滤池，砷去率在 ５５％ ～７０％，较 ６＃ 滤 池 提 高 ３０％～３５％；出水砷含量稳定在５μｇ／Ｌ 左右，较６＃ 滤 池 出 水 砷 含 量 减 少 ４０％ ～５０％ 。
（１～７ 周 期 ）滤 池 出 水 砷 含 量 受 进 水 波 动 影 响 较 大 （见 图 ３ａ）。 连 续 投 加 铁 锰 复 合 氧 化 物 后 ，在 试 验 的 中 期 （８～１５ 周 期 ）和 后 期 （１６～２１ 周 期 ），复 合 氧 化 物 逐 渐 负 载 在 表 层 石 英 砂 上 ，使 ５＃ 滤 池 表 现 出 较 强 的 抗 冲 击 负 荷 能 力 ，在 不 同 进 水 砷 含