原水处理方法技术

本发明专利技术提供一种原水处理方法，其能有效地提高原水中的砷的捕获效率，大幅抑制由添加剂引起的运行成本暴涨，并能大幅削减添加剂的废弃量。将含有超出环境基准值的砷的原水(G)投放到内部填充有颗粒状的载体(10)的处理槽(11)中，向处理槽(11)的原水(G)中添加酸性的铁溶液，以将该原水(G)的pH值调整为6.5～7.5，并以在原水中不能生成氢氧化铁的悬浊体的流速做处理。利用接触氧化反应，使调整了pH值的原水(G)中的溶解性亚铁离子在载体(10)的整个表面生成为氢氧化铁覆膜，使原水(G)中的砷吸附于氢氧化铁。此时，载体(10)表面的氢氧化铁覆膜构成催化剂，促进溶解性亚铁离子的接触氧化反应，用所形成的氢氧化铁切实地捕获砷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】原水处理方法
本专利技术涉及一种有效除去地下水等原水中所含有的超出环境基准值的砷的方法。
技术介绍
以往，作为从含有超出环境基准值的砷的地下水等原水中除去砷的处理方法，人们知晓专利文献1中所示的共沉淀处理法。该共沉淀处理法为，向原水中添加氯化铁，投放氧化剂，形成氢氧化铁的悬浊物。接着添加聚合氯化铝，在原水中使砷和氢氧化铁凝结沉淀。专利文献1：日本特开平7-289805号公报
技术实现思路
但是，在要使原水中的砷与氢氧化铁凝结沉淀时，需要针对原水中含有的0.1～0.2mg/L的砷，添加20～40mg/L的氯化铁和聚合氯化铝等添加物。因此，铁/砷的比率(Fe/As)成为100～200。因此，当要除去原水中的砷时，针对原水中含有的砷，需要是其100～300倍这样大量的添加剂(氯化铁和聚合氯化铝)。此时，若针对原水中的砷添加大量的添加剂，则会立即生成比较大的悬浊态的氢氧化铁。因此，在原水中的砷只能电气地离子吸附于氢氧化铁周围，砷的捕获效率变得非常差。而且，大量添加的添加剂会使运行成本暴涨，而且用来除去砷的添加剂的废弃量也是很大的量。本专利技术是鉴于所述这点而做出的，目的在于提供一种原水处理方法，通过将原水的pH值调整为中性附近并以高流速做处理来抑制生成悬浊态的氢氧化铁，在使添加或存在于该原水中的溶解态的铁在微小颗粒状载体的表面发生接触氧化反应而生成的氢氧化铁上吸附原水中的砷，从而有效提高砷的捕获效率，能大幅抑制添加剂引起的运行成本暴涨，并能大幅削减添加剂的废弃量。为了实现所述目的，本专利技术中，原水处理方法的特征在于，包括：第1工序，将含有超出环境基准值的砷的原水投放到内部填充有颗粒状载体的处理槽中；第2工序，向所述处理槽的原水中添加酸性或碱性的溶液，以将通过所述第1工序投放到所述处理槽内部的原水的pH值调整为6.5～8.5，并以在原水中不能生成氢氧化铁的悬浊体的流速做处理；第3工序，使添加或存在于通过所述第2工序做了调整的原水中的溶解态的铁在所述载体的表面发生接触氧化反应，生成氢氧化铁覆膜，使所述原水中的砷吸附于所生成的氢氧化铁或是与所生成的氢氧化铁形成络合物，从而捕获所述原水中的砷。此外，优选在所述第2工序中，将所述处理槽的原水的pH值调整为6.5～7.5。此外，优选在所述第1工序中，原水自一端连结于原水投入管且中间具有空气流入口的原水混气管嘴的另一端，从所述处理槽的上方投放到所述处理槽的内部，此时，利用从另一端压送原水的所述原水混气管嘴的引射效应，使空气从所述空气流入口流入，与原水混合，从而使原水中的溶解氧浓度为饱和状态。此外，优选使结束了所述第3工序的处理水或者清洗水定期反向流到所述处理槽的内部而对所述载体做反向清洗。总之，如上所述，针对投放到处理槽内部的原水，添加酸性或者碱性的溶液这样的添加剂，将该原水的pH值调整为6.5～8.5，并以在原水中不能生成氢氧化铁的悬浊体的流速做处理。而且，添加到或存在于调整了pH值的原水中的溶解态的铁在载体的表面发生接触氧化反应，生成氢氧化铁，由该生成的氢氧化铁吸附和捕获原水中的砷。由此，与只能使砷电气地离子吸附在原水中生成的悬浊态的氢氧化铁的周围的技术相比，本技术方案使原水中的铁以溶解态在载体的表面发生接触氧化反应而在各载体的整个表面生成氢氧化铁，使砷电气地离子吸附于在各载体的整个表面生成的氢氧化铁，或是与该氢氧化铁形成络合物，从而捕获砷。结果是，能非常高效地连同铁成分一起捕获原水中的砷，有效地提高砷的捕获效率。而且，由于通过添加添加剂将原水的pH值调整为6.5～8.5，由此能大幅抑制由添加剂引起的运行成本暴涨，并能大幅削减添加剂的废弃量。此外，通过在所述第2工序中将处理槽的原水的pH值调整为6.5～7.5，能使表面电荷只带负电且随着pH值接近碱性侧而带电量增大的砷、和以pH值8.5为界而随着接近酸性侧而表面电荷的正电荷的带电量增大的溶解态的铁，在彼此的等电点(Isoelectricpoint)附近更高效地进行离子吸附或是形成络合物，能使砷牢固地吸附于遍及各个载体的整个表面的氢氧化铁，能非常有效地连同铁成分一起捕获原水中的砷。此外，在第1工序中，利用从处理槽的上方向处理槽的内部压送原水的原水混气管嘴的引射效应，使空气从空气流入口流入，使原水中的溶解氧浓度为饱和状态，从而不必做曝气处理，就能容易地结合溶解氧的氧化能力使原水中的溶解铁成分在载体表面发生接触氧化而成为氢氧化铁，即使是原水中包含有二氧化硅等，也能不产生胶体状的二氧化硅铁地高效地氧化铁成分。再者，通过使结束了第3工序的处理水或清洗水定期反向流动到处理槽的内部而反向清洗载体，能够利用反向清洗水(处理水或清洗水)，将形成于载体表面的氢氧化铁连同吸附于其上的砷一起清洗掉，排出到处理槽的外部，能持续发挥载体对原水的处理效果。附图说明图1是示意性地表示本专利技术实施方式的原水处理方法所用的原水处理装置的一个例子的结构简图。图2是图1的原水处理装置所使用的原水混气管嘴的立体图。图3是表示As-Fe-O-H-S系的pH-Eh图表的图。图4是分别表示氢氧化铁和砷的伴随着pH变化的表面电荷量的变化的特性图。图5是表示以LV＝200m/天的线速度进行处理槽中的处理时的原水中的砷浓度相对于添加剂(铁溶液)的添加量的关系的特性图。图6是表示以LV＝400m/天的线速度进行处理槽中的处理时的原水中的砷浓度相对于添加剂(铁溶液)的添加量的关系的特性图。图7是示意性地表示本实施方式的变形例的原水处理方法中所用的原水处理装置的一个例子的结构简图。具体实施方式以下，基于附图详细说明本专利技术的实施方式。图1表示的是示意性地表示本专利技术实施方式的从原水中除去砷的原水处理方法中所用的原水处理装置的一个例子的结构简图。在图1中，附图标记1是原水处理装置，该原水处理装置1具备：内部填充有颗粒状的载体10的处理槽11、向该处理槽11的内部投放原水G的原水投放管12、从处理槽11的内部取出处理水的取出管13。处理槽11使用的是平面视图呈矩形的筒状的槽。在处理槽11的底部堆积到该处理槽11的高度的大致25％(例如约600mm)的支承砾石材料17之上，载体10堆积到处理槽11的高度的约50％(例如约1000～1200mm)。该载体10使用粒径约为0.6mm的硅砂。另一方面，作为支承砾石材料17使用分为四层171～174的彼此粒径不同的河砾石。该支承砾石材料17由用粒径约为12～20mm的河砾石层叠到约300mm高的最下层171、位于该最下层171之上且用粒径约为6～12mm的河砾石层叠到约100mm高的中下层172、位于该中下层172之上且用粒径约为3～6mm的河砾石层叠到约100mm高的中上层173、以及层叠于该中上层173之上且用粒径约为1～3mm的河砾石层叠到约100mm高的最上层174构成。需要说明的是，支承砾石材料优选是河砾石，但是只要性能同于河砾石，就不做任何限定。此外，载体10不限于硅砂，除此之外，可以使用无烟煤或石榴子石等。原水投放管12由钢管等构成，其上设有未图示的送水泵。该原水投放管12的下游侧延伸到处理槽11的上方并一分为二，各分支端分别连接原水混气管嘴14、14的一端141、141。原水混气管嘴14不限于两个，可以只设置一个或是设置三个以上。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原水处理方法，其特征在于，包括：第1工序，将含有超出环境基准值的砷的原水投放到内部填充有颗粒状的载体的处理槽中；第2工序，向所述处理槽的原水中添加酸性或者碱性的溶液，以将通过所述第1工序投放到所述处理槽内部的原水的pH值调整为6.5～8.5，并以在原水中不能生成氢氧化铁的悬浊体的流速做处理；第3工序，使添加到或是存在于通过所述第2工序做了调整的原水中的溶解态的铁在所述载体的表面发生接触氧化反应而生成氢氧化铁的覆膜，使所述原水中的砷吸附于所生成的氢氧化铁，或是与所生成的氢氧化铁形成络合物，从而捕获砷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.16 JP 2015-2043401.一种原水处理方法，其特征在于，包括：第1工序，将含有超出环境基准值的砷的原水投放到内部填充有颗粒状的载体的处理槽中；第2工序，向所述处理槽的原水中添加酸性或者碱性的溶液，以将通过所述第1工序投放到所述处理槽内部的原水的pH值调整为6.5～8.5，并以在原水中不能生成氢氧化铁的悬浊体的流速做处理；第3工序，使添加到或是存在于通过所述第2工序做了调整的原水中的溶解态的铁在所述载体的表面发生接触氧化反应而生成氢氧化铁的覆膜，使所述原水中的砷吸附于所生成的氢氧化铁，或是与所生成的氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：三村均，大岩忠男，蔡惠良，柳本洋一，前田俊介，
申请(专利权)人：日本那贺株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP