砷吸附剂、砷吸附剂的制造方法及含砷废水的处理系统技术方案

本发明专利技术主要提供一种砷吸附剂、砷吸附剂的制造方法及含砷废水的处理系统，其中砷吸附剂包含吸附剂本体以及过渡金属化合物层。吸附剂本体为活性碳粒子或阴离子交换树脂粒子，吸附剂本体的粒径大小为0.4至2.5mm、密度为0.4至1.2g/mL。过渡金属化合物层包覆吸附剂本体的表面。通过将吸附剂本体表面改质，增加过渡金属盐的特性，能提高对含砷废水包含三价砷离子或五价砷离子的吸附选择性，而提升含砷污染物的吸附量，且能针对低浓度含砷废水进行吸附，使得排放水中的砷离子浓度低于0.5mg/L，来降低环境中的含砷量。

【技术实现步骤摘要】
砷吸附剂、砷吸附剂的制造方法及含砷废水的处理系统
本专利技术涉及废水处理领域，更具体的涉及一种砷吸附剂、砷吸附剂的制造方法及含砷废水的处理系统。
技术介绍
现有的含砷污水处理的方式有化学反应法及吸附法。化学反应法主要是在反应桶槽中投入除砷药剂，通过化学反应，将水中的溶解性砷化合物转变成不溶性固体物，再通过固液分离单元，使固体与溶液分离，将原本存在于水相的砷化合物加以去除。但此方式的缺点在于，固态的砷污染物体积较大，造成环境的二次污染，另外，由于水相的砷污染物存在三价砷离子或五价砷离子，采用此方式去除废水中的砷化合物，一般只能将砷化合物去除至>1mg/L，无法符合日趋严格的法规要求。另外，由于化学药剂的投入对环境会产生污染，仍需进一步地处理，整体上储存、清运及再处理的成本相当昂贵。吸附法传统上可以通过各种吸附粒子来完成，当粒子材料吸附饱和后，直接废弃更换新品，或是通过再生方式来回复。然而，含砷废水中仍可能存在其他无机盐类，如硫酸盐、氯盐等阴离子化学物质，将会跟带负电荷的砷化合物竞争吸附材料上的吸附空间，更进一步降低吸附材料对于砷的吸附量。如此，使得吸附的效率低落。
技术实现思路
本专利技术主要提供一种砷吸附剂。砷吸附剂包含吸附剂本体以及过渡金属化合物层。吸附剂本体为活性碳粒子或阴离子交换树脂粒子，吸附剂本体的粒径大小为0.4至2.5mm、密度为0.4至1.2g/mL。过渡金属化合物层包覆吸附剂本体的表面。在一些实施例中，过渡金属化合物层选自氢氧化铁、氧化铁、氯化铁以及硫酸铁所构成的群组。在一些实施例中，过渡金属化合物层选自氧化锰、硫酸锰、硝酸锰、焦磷酸锰以及氢氧化锰所构成的群组。在一些实施例中，过渡金属化合物层选自氢氧化铁、氧化铁、氯化铁、硫酸铁、氧化锰、硫酸锰、硝酸锰、焦磷酸锰以及氢氧化锰所构成的群组。本专利技术主要还提供一种砷吸附剂的制造方法。砷吸附剂的制造方法包含：提供吸附剂本体，吸附剂本体为活性碳粒子或阴离子交换树脂粒子，吸附剂本体的粒径大小为0.4至2.5mm、密度为0.4至1.2g/mL；将吸附剂本体浸渍于过渡金属盐溶液中，其中过渡金属盐溶液的pH值小于等于1，而在吸附剂本体的表面形成过渡金属化合物层；以及将吸附剂本体取出，并浸渍于碱性溶液中，而获得砷吸附剂，其中碱性溶液pH值大于9。在一些实施例中，过渡金属盐溶液选自氢氧化锰溶液、硫酸锰溶液、硝酸锰溶液、焦磷酸锰溶液、硫酸铁溶液、氯化铁溶液以及氢氧化铁溶液所构成的群组。在一些实施例中，碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。在一些实施例中，过渡金属化合物层选自氢氧化铁、氧化铁、氯化铁、硫酸铁、氧化锰、硫酸锰、硝酸锰、焦磷酸锰以及氢氧化锰所构成的群组。本专利技术主要还提供一种含砷废水的处理系统，含砷废水的处理系统包含含砷废水槽、吸附塔以及处理水储存装置。含砷废水槽储存含砷废水，含砷废水包含三价砷离子或五价砷离子。吸附塔填充多个砷吸附剂，吸附塔连接含砷废水槽，通入含砷废水，其中砷吸附剂包含吸附剂本体及过渡金属化合物层，吸附剂本体的粒径大小为0.4至2.5mm、密度为0.4至1.2g/mL，过渡金属化合物层包覆吸附剂本体的表面，含砷废水经过砷吸附剂后产生处理水。处理水储存装置连接吸附塔，接收处理水并加以净化后排出，其中由处理水储存装置排出的排放水中的砷离子浓度低于0.5mg/L。在一些实施例中，吸附剂本体为活性碳粒子。在一些实施例中，吸附剂本体为阴离子交换树脂粒子。在一些实施例中，含砷废水的处理系统还包含再生液槽以及再生废液处理槽。再生液槽连接吸附塔，再生液槽储存再生药剂，当处理水储存装置检测到砷离子浓度提升时，通入再生药剂至吸附塔中，以使阴离子交换树脂粒子再生，吸附塔排出再生废液。再生废液处理槽连接吸附塔，接收并容置再生废液。更详细地，在一些实施例中，过渡金属化合物层选自氢氧化铁、氧化铁、氯化铁、硫酸铁、氧化锰、硫酸锰、硝酸锰、焦磷酸锰以及氢氧化锰所构成的群组。在前述实施例中可以理解的是，通过将吸附剂本体通过表面改质，增加过渡金属盐的特性，能提高对含砷废水包含三价砷离子及五价砷离子的吸附选择性，而能提升含砷污染物的吸附量，且能针对低浓度含砷废水进行吸附，使得到排放水中的砷离子浓度低于0.5mg/L，来降低可能因为砷所造成的环境伤害。附图说明图1为砷吸附剂的示意图。图2为砷吸附剂的制造方法的流程图。图3为含砷废水的处理系统的方块图。其中，附图标记：砷吸附剂1吸附剂本体10过渡金属化合物层20含砷废水的处理系统100含砷废水槽110吸附塔120处理水储存装置130砷离子浓度检测器135再生溶液储存槽140再生溶液处理槽150传统的化学反应法处理系统500除砷药剂储存槽510反应桶槽520固液分离装置530含砷污泥储存槽540。含砷废水WA、WAH处理水WT排放水WL固态含砷废弃物WS再生药剂LR再生废液LW除砷药剂A含砷污泥S制造方法S1步骤S10、S20、S30、S40具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术进一步的描述。本专利技术的各附图仅为示意以更容易了解本专利技术，其具体比例可依照设计需求进行调整。文中所描述的图形中相对元件的上下关系，在本领域技术人员应能理解是指构件的相对位置而言，对应的，以元件在上一面为正面、在下一面为背面以便于理解，因此皆可以翻转而呈现相同的构件，此皆应同属本说明书所揭露的范围。图1为砷吸附剂的示意图。如图1所示，砷吸附剂1包含吸附剂本体10以及过渡金属化合物层20。吸附剂本体10为活性碳粒子或阴离子交换树脂粒子。过渡金属化合物层20包覆吸附剂本体的表面。在此，通过过渡金属化合物层20达到改质的功效，能提升含砷污染物的吸附量，且能针对低浓度含砷废水进行吸附。吸附剂本体10的粒径大小为0.4至2.5mm、密度为0.4至1.2g/mL。更详细地，当吸附剂本体10为活性碳粒子，其粒径大小0.55-2.36mm、密度为0.45-1.10g/mL。当吸附剂本体10为阴离子交换树脂粒子，其粒径大小为0.4-0.8mm、密度：1.07-1.10g/mL。更详细地，过渡金属离子其与三价砷离子或五价砷离子的配位能力，能提升对砷离子的选择性，因而，通过过渡金属化合物层20能提高砷离子的吸附量。过渡金属化合物层20以实际的成本、易取得性及效益，较佳地使用铁系化合物、或是锰系化合物。铁系化合物较佳地有氢氧化铁、氧化铁、氯化铁以及硫酸铁等，而锰系化合物较佳地有氧化锰、硫酸锰、硝酸锰、焦磷酸锰以及氢氧化锰。然而，以上仅为示例，而非用以限制。下表1为本专利技术实际的实施例在不同条件下，对三价砷离子的吸附比较。在此，相同的实验条件为吸附剂1使用为1g，含砷废水溶液体积为50mL。表1<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砷吸附剂，其特征在于，包含：/n吸附剂本体，为活性碳粒子或阴离子交换树脂粒子，所述吸附剂本体的粒径大小为0.4至2.5mm、密度为0.4至1.2g/mL；以及/n过渡金属化合物层，包覆所述吸附剂本体的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种砷吸附剂，其特征在于，包含：
吸附剂本体，为活性碳粒子或阴离子交换树脂粒子，所述吸附剂本体的粒径大小为0.4至2.5mm、密度为0.4至1.2g/mL；以及
过渡金属化合物层，包覆所述吸附剂本体的表面。


2.如权利要求1所述的砷吸附剂，其特征在于，
所述过渡金属化合物层选自氢氧化铁、氧化铁、氯化铁以及硫酸铁所构成的群组。


3.如权利要求1所述的砷吸附剂，其特征在于，
所述过渡金属化合物层为氧化锰、硫酸锰、硝酸锰、焦磷酸锰以及氢氧化锰所构成的群组。


4.如权利要求1所述的砷吸附剂，其特征在于，
所述过渡金属化合物层选自氢氧化铁、氧化铁、氯化铁、硫酸铁、氧化锰、硫酸锰、硝酸锰、焦磷酸锰以及氢氧化锰所构成的群组。


5.一种砷吸附剂的制造方法，其特征在于，包含：
提供吸附剂本体，其中所述吸附剂本体为活性碳粒子或阴离子交换树脂粒子，所述吸附剂本体的粒径大小为0.4至2.5mm、密度为0.4至1.2g/mL；
将所述吸附剂本体浸渍于过渡金属盐溶液中，其中所述过渡金属盐溶液的pH值小于等于1，而在所述吸附剂本体的表面形成过渡金属化合物层；以及
将所述吸附剂本体取出，并浸渍于碱性溶液中，而获得砷吸附剂，其中所述碱性溶液pH值大于9。


6.如权利要求5所述的砷吸附剂的制造方法，其特征在于，
所述过渡金属盐溶液选自氢氧化锰溶液、硫酸锰溶液、硝酸锰溶液、焦磷酸锰溶液、硫酸铁溶液、氯化铁溶液以及氢氧化铁溶液所构成的群组。


7.如权利要求5所述的砷吸附剂的制造方法，其特征在于，
所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。


8.如权利要求5所述的砷...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐子杰，李慧儀，谢奇旭，谭发祥，
申请(专利权)人：苏州崇越工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32