10万吨/天饮用水厂除氟除砷

饮用水除氟除砷

小编说

随着光伏、新能源行业的快速发展，最近几年污水除氟的热度和需求非常高，前期做了2次直播和多篇文章推送，关注度都非常高。

其实饮用水处理领域也有除氟的需要，尤其是西北一些地区采用地下水水源，存在铁锰超标的问题，个别地区有氟、砷超标的情况。今天小编介绍一个10万吨/天的地下水除氟除砷的自来水厂案例，同时还要兼顾除有机微污染物和除锰的需求。

设计单位：航天规划设计集团有限公司

技术提供：苏伊士环境科技（北京）有限公司

01｜项目介绍

本项目位于陕西，考虑了三种地下水源的切换使用情况，针对各水源的污染物设计了相应的处理措施，可满足项目长期稳定的运行需求，为辖区居民和企业提供安全优质的日常用水。

该项目是省市级的重点项目，也是重点民生保障工程，处理规模为100,000 m3/d，原水水质考虑了有机微污染物的去除、除锰、除氟、除砷。苏伊士为该项目提供DensaCarb粉炭高密度沉淀池、Aquazur V型滤池及加氯加药系统的设备供货、技术服务及安装。

设计进出水水质如下：

02｜工艺介绍

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DensaCarb炭吸附高密池

DensaCarb炭吸附高密池是在Densadeg高密度沉淀池基础上，将粉末活性炭吸附与污泥循环型高密度沉淀池结合，继承了传统载体絮凝工艺出水浊度低、占地面积小的优势，改进了粉末炭吸附工艺炭利用率低的弊端，强化了对嗅味、色度、有机物的去除能力，从而获得更佳的出水水质。

DensaCarb 高密池设计参数

DensaCarb粉炭高密池： 2座，单池设计参数如下：

• 单池水量：2208.5m³/h

• 粉炭投加池：2

• 快速混合池：2

• 絮凝池：1

• 斜管区水力负荷：15.8m/h

• 斜管区面积：140m²

• 污泥回流比：1-4%

DensaCarb技术优势

1. 原水与混凝剂，回流的炭泥及补充的新鲜活性炭在一级混合池充分混合，混合液中活性炭的浓度（数百mg/L）远高于活性炭投加浓度（通常最多几十mg/L）；

2. 混合液随后进入二级混合池，活性炭继续与原水充分接触，最大限度发挥其吸附能力；

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Aquazur V型滤池

独特的气水反冲洗 + 表面扫洗模式，有效提升反洗效果并降低反冲洗耗水量。专利的第三代恒水位调节器Regulazur® III 可优化控制和管理多个滤池的运行。

技术优势

• 恒水位恒流量过滤，滤速高达25m/h ；

• 均质石英砂滤料，滤料年损失率<1% ；

• 相比单纯水洗滤池，过滤周期延长50% 以上；

• 反洗水强度低至15m/h，反洗耗水量小于产水量的3%。

设计参数

• 单池过滤面积：77.9m2

• 滤速： 7.1m/h

• 单池反洗时滤速：7.4m/h

• 石英砂滤料：1.2m，0.95mm粒径  

03｜除氟、除砷原理

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地下水除氟

在之前的文章，五大污水除氟技术（戳链接看原文）一文中就说过，在大规模的污水除氟中，高密池除氟应用最多。无论树脂吸附，还是RO膜法处理，均存在树浓水需要继续处理的问题，这类浓水的氟离子浓度更高，通常也需要混凝沉淀法来去除，因此既要运行树脂/RO膜系统，也要运行混凝沉淀法，操作更繁琐。

因此大型项目中，还是优先推荐采用混凝沉淀法除氟，根据应用场景和进出水的浓度选择投加药剂和投加量。

本项目在工艺选择和药剂投加上，经过前期实验室小试结果测试，得出相应的结果。

铝盐对氟化物去除效果明显，之前大量的工程案例已经得以证明，这个项目的小试实验结果也是一样。

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地下水除砷

在《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022）里，砷的限值是0.01mg/L。在砷去除方面，混凝沉淀法也是行之有效的方法之一，但是大量的研究证明，铁盐的效率比铝盐更高。

若水中含毒性更强的三价砷（As³⁺），需先通过氧化剂将其转化为五价砷（As⁵⁺），再与铁盐反应生成更稳定的FeAsO₄。‌‌

铁盐除砷主要通过铁离子（Fe³⁺）与砷酸根（AsO₄³⁻）或亚砷酸根（AsO₃³⁻）生成难溶沉淀（FeAsO₄或FeAsO₃），以及氢氧化铁胶体的吸附共沉淀作用实现。

工作原理

当pH<7时，可采用混凝-絮凝处理工艺（如Densadeg高密度沉淀池），投加铁盐，在接触几分钟后进行澄清处理即可。铁盐除砷的核心机制是‌化学沉淀‌和‌吸附共沉淀‌。

‌化学沉淀反应‌

• 铁离子（Fe³⁺）与废水中的砷酸根（AsO₄³⁻）或亚砷酸根（AsO₃³⁻）结合，生成溶解度极低的砷酸铁（FeAsO₄）或亚砷酸铁（FeAsO₃）沉淀，反应式为：

Fe³⁺+AsO₄³⁻→FeAsO₄↓

Fe³⁺+AsO₃³⁻→FeAsO₃↓

吸附共沉淀作用‌

• 在pH中性至弱碱性条件下，Fe³⁺水解生成氢氧化铁胶体（如[Fe(H₂O)₅OH]²⁺），其巨大比表面积和强吸附能力可捕获砷化合物（如As₂O₃、Ca₃(AsO₄)₂等），形成絮凝体共同沉降。‌‌

04｜药剂投加

复杂工程项目的设计，需要依靠实验的结果来进行指导。本项目中根据前期小试的实验，药剂投加上，考虑了多种药剂的投加：

1. 粉末活性炭吸附除有机物（根据原水水质决定是否投加）

2. 铝盐除氟

3. 铁盐除砷

4. PAM絮凝

5. H₂SO₄ / NaOH调节pH（根据原水水质决定是否投加）

6. KMnO₄氧化除锰（根据原水水质决定是否投加）

而项目设计中，加药顺序、加药点、反应时间的确定，则直接决定了去除效果。这些，小编就不适合在这里说啦~有项目需要欢迎咨询。

当然，还有很重要的就是——你的高效沉淀池是否真的高效。