Отравление мышьяком: удаление мышьяка из питьевой воды с помощью ионообменной смолы
Химические свойства и опасности мышьяка
Мышьяк — металлоидный элемент, широко известный как триоксид мышьяка, является высокотоксичным веществом. 23 июля 2019 года мышьяк и его соединения были включены в список токсичных и опасных загрязнителей воды (первая партия).
Содержание мышьяка в поверхностных водах относительно безопасно, и лишь в немногих поверхностных источниках уровень мышьяка превышает 5 мкг/л. Однако уровень мышьяка в грунтовых водах может достигать более высоких значений. Водоочистные сооружения, использующие грунтовые воды для питья, должны применять соответствующие процессы очистки для удаления из воды избыточного мышьяка. Согласно «Стандартам качества питьевой воды» (GB5749-2006), содержание мышьяка в питьевой воде должно быть менее 0,01 мг/л.
Причины и опасности избытка мышьяка в грунтовых водах
Как естественные грунтовые воды, так и поверхностные воды могут содержать мышьяк, причем грунтовые воды обычно имеют более высокую концентрацию мышьяка, чем поверхностные воды. Содержание мышьяка в поверхностных водах относительно безопасно, и очень немногие источники превышают 5 мкг/л. Однако грунтовые воды могут иметь гораздо более высокий уровень мышьяка. Водоочистные сооружения, которые используют грунтовые воды в качестве источника питьевой воды, должны применять соответствующие процессы очистки для удаления избыточного мышьяка. Согласно «Стандартам качества питьевой воды» (GB5749-2006), содержание мышьяка в питьевой воде должно быть менее 0,01 мг/л.
Стандарты и ограничения качества воды
| Индикатор | Предельное значение |
|---|---|
| Микробиологические показатели | |
| Общие колиформные бактерии
(МПН/100мл или КОЕ/100мл) | Не обнаружено |
| Термотолерантные колиформные бактерии
бактерии (MPN/100мл или КОЕ/100мл) | Не обнаружено |
| Фекальные колиформные бактерии
(МПН/100мл или КОЕ/100мл) | Не обнаружено |
| Общее количество бактерий (КОЕ/мл) | 100 |
| Токсикологические показатели | |
| Мышьяк (мг/л) | 0,01 |
| Кадмий (мг/л) | 0,005 |
| Хром (шестивалентный) (мг/л) | 0,05 |
| Свинец (мг/л) | 0,01 |
| Ртуть (мг/л) | 0,001 |
| Селен (мг/л) | 0,01 |
| Цианид (мг/л) | 0,05 |
| Фторид (мг/л) | 1.0 |
| Нитрат (в виде азота, мг/л) | 10 (20 для подземных источников) |
| Другие химические индикаторы | |
| Трихлорметан (мг/л) | 0,06 |
| Тетрахлорметан (мг/л) | 0,002 |
| Хлорамины (в виде Cl2, мг/л) | 0,01 |
| Хлорфенол (как Cl2, мг/л) | 0.9 |
| Хлорит (при использовании хлора
диоксид для дезинфекции, мг/л) | 0.7 |
| Хлорат (при использовании
комбинированный диоксид хлора дезинфекция, мг/л) | 0.7 |
Таблица: Показатели качества подземных вод
Причины и опасности избытка мышьяка в грунтовых водах
Промышленные источники
Промышленное производство является значительным источником загрязнения мышьяком, особенно в цветной металлургии и горнодобывающей промышленности. Минералы, содержащие мышьяк, такие как арсенопирит, реальгар, аурипигмент и энаргит, обычно встречаются вместе с другими минералами цветных металлов. Из-за естественного выброса и деятельности человека, особенно обширной добычи и использования низкосортных руд, при добыче и выплавке цветных металлов образуются большие объемы отходов и побочных продуктов, содержащих мышьяк. К ним относятся пыль, содержащая мышьяк, от пирометаллургии и остатки очистки от гидрометаллургии. Кроме того, сточные воды от приготовления серной кислоты, производства химических красителей и пестицидов, обработки древесины, а также стекольной и керамической промышленности часто содержат высокие концентрации мышьяка.
Влияние на здоровье
Мышьяк может попадать в организм человека через дыхательные пути, пищу или контакт с кожей, накапливаясь в органах или тканях, таких как печень, почки, кости и волосы. Он может повредить пищеварительную и нервную системы. Длительное употребление воды с высоким содержанием мышьяка может привести к кожным заболеваниям, таким как кератоз и изменения пигментации, болезнь черных ног, неврологические расстройства, сосудистые повреждения и повышенный риск сердечных заболеваний. В таких регионах, как Внутренняя Монголия, Синьцзян и Тайвань в Китае, уровень мышьяка в питьевой воде был зарегистрирован на уровне 0,2-2,0 мг/л, что значительно превышает национальный стандарт питьевой воды менее 0,05 мг/л. Это привело к эндемическому отравлению мышьяком. Удаление мышьяка из питьевой воды является важнейшей мерой по предотвращению и контролю эндемического отравления мышьяком.
Методы удаления мышьяка
Современные методы удаления мышьяка, известные как в стране, так и за рубежом, включают:
- Биологические методы
- Методы коагуляции
- Методы осаждения
- Методы адсорбции
- Методы ионного обмена
Эти методы применяются для эффективного снижения уровня мышьяка в питьевой воде и снижения связанных с этим рисков для здоровья.
Процессы удаления мышьяка из грунтовых вод и питьевой воды
Биологические методы
Принцип биологических методов заключается в использовании специальных штаммов бактерий, которые в процессе культивирования производят вещества, похожие на активный ил. Эти вещества используют флокуляцию для связывания с мышьяком, образуя осадок, тем самым достигая удаления мышьяка. Однако цикл культивирования этих штаммов бактерий длительный и требует строгих условий окружающей среды. Таким образом, биологические методы обычно используются для удаления мышьяка из сточных вод, при этом сообщалось о редких случаях их применения для питьевой воды.
Методы коагуляции
Принцип методов коагуляции заключается в использовании коагулянтов с сильными адсорбционными способностями для адсорбции мышьяка, превращая его в осадок. Затем этот осадок отделяется от воды с помощью фильтрации и других средств. Методы коагуляции являются экономически эффективными, простыми в эксплуатации и высокоэффективными при удалении мышьяка. Они могут эффективно очищать промышленные сточные воды для соответствия стандартам сброса и обеспечивать соответствие питьевой воды безопасным стандартам. Поэтому коагуляция широко используется в промышленном производстве и очистке питьевой воды. Однако методы коагуляции требуют большого количества коагулянтов, образуют значительные объемы шлама, содержащего мышьяк, с которым трудно обращаться, и при его накоплении со временем может привести к вторичному загрязнению, что ограничивает применение метода.
Методы осаждения
Принцип методов осаждения заключается в использовании химических реакций для превращения мышьяка в осадок, который затем удаляется путем фильтрации. Методы осаждения имеют явные преимущества для предварительной очистки промышленных сточных вод с высоким содержанием мышьяка, но не подходят для очистки следовых количеств мышьяка в питьевой воде. Поэтому очищенные сточные воды, содержащие мышьяк, обычно требуют дополнительных методов глубокой очистки для соответствия стандартам сброса.
Методы адсорбции
Принцип методов адсорбции заключается в использовании твердых материалов с высокой удельной поверхностью и нерастворимостью в качестве адсорбентов. Эти адсорбенты используют такие механизмы, как физическая адсорбция, химическая адсорбция или ионный обмен, чтобы зафиксировать мышьяковые загрязнители из воды на своих поверхностях, достигая удаления мышьяка. Эффективность методов адсорбции может зависеть от органического вещества, уровня pH, формы и концентрации мышьяка в воде, а также присутствия и концентрации других ионов. Кроме того, адсорбентные материалы часто бывают дорогими. Меры предварительной обработки, такие как многоступенчатая фильтрация перед использованием адсорбентов, могут быть использованы для повышения эффективности методов адсорбции.
Метод ионного обмена
Принцип метода ионного обмена заключается в использовании анионообменных смол с обменными ионами, которые реагируют с ионами мышьяка в воде для удаления мышьяка. Этот метод производит только 20% объема шлама по сравнению с методами химического осаждения, что значительно снижает затраты на утилизацию шлама. Кроме того, метод ионного обмена имеет большую производительность очистки, прост в эксплуатации, легко регенерируется и имеет хорошую эффективность разделения. Он может соответствовать строгим стандартам сброса и облегчает извлечение различных ценных компонентов. Поэтому он считается перспективным методом удаления мышьяка и все чаще применяется в различных сценариях удаления мышьяка.
Эти методы применяются для обеспечения безопасного удаления мышьяка из грунтовых вод и питьевой воды, предотвращая опасность для здоровья, связанную с загрязнением мышьяком.
Краткое изложение методов удаления мышьяка
| Метод | Принцип | Преимущества | Недостатки | Приложения |
|---|---|---|---|---|
| Биологический | Особые бактерии
производят вещества которые связывают с мышьяк в форме выпадает в осадок. | Эффективно для
сточные воды мышьяк удаление. | Длительный цикл выращивания,
строгие экологические требования. | Сточные воды
уход |
| Коагуляция | Коагулянты адсорбируют
мышьяк, образуя осадок, который есть затем отфильтровывается. | Экономически выгодный, простой в использовании
работают, высокая эффективность. | Требует больших сумм
коагулянтов, производит значительные отходы шлама, потенциал для вторичного загрязнение. | Промышленные и
питьевая вода |
| Осадки | Химические реакции
преобразовать мышьяк в осадок, который есть отфильтровано. | Эффективен для высоко-
мышьяк промышленный сточные воды. | Не подходит для трассировки
мышьяк в питье вода. | Промышленный
сточные воды уход |
| Адсорбция | Твердые материалы с
большая площадь поверхности адсорбировать мышьяк через физическое или химический механизмы. | Эффективен для различных
концентрации мышьяка, адаптируемый к предварительному лечебные мероприятия. | Под влиянием органики
вещество, pH и другие ионы, дорогие адсорбирующие материалы. | Пить и
сточные воды уход |
| Ион
Обмен | Анионный обмен
смолы обменивают ионы с ионами мышьяка в вода. | Низкое образование шлама,
рентабельный, большой Мощность обработки, прост в эксплуатации, хорош разделение. | Требуется регенерация
смол, потенциально высокий первоначальная стоимость. | Широкий
приложения |
Метод ионного обмена отличается эффективностью, низкими эксплуатационными расходами и соответствием строгим экологическим стандартам, что делает его универсальным и все более популярным выбором для удаления мышьяка как из питьевой воды, так и из промышленных применений.
Процесс удаления мышьяка с использованием ионного обмена
Рисунок: Ионообменный процесс удаления мышьяка
1.Окисление:
- Окислитель: в грунтовые воды, содержащие мышьяк, добавляется окислитель.
- Предварительное окисление: на этом этапе мышьяк (III) преобразуется в мышьяк (V), который легче удаляется ионообменными смолами.
2.Предварительная фильтрация:
- Вода проходит этап предварительной фильтрации для удаления любых твердых частиц, которые могут засорить ионообменную смолу.
3.Ионообменная смола:
- Ионный обмен: Предварительно отфильтрованная вода проходит через ионообменную смолу, где ионы мышьяка обмениваются с другими ионами смолы, эффективно удаляя мышьяк из воды.
4.Сточные воды обратной промывки:
- Система ионного обмена периодически промывается для удаления накопленных загрязнений из смолы. Промывочная вода обрабатывается как сточная вода.
5.Очищенная вода:
- Очищенная вода, теперь не содержащая мышьяка, собирается как выходная вода, готовая к использованию.
Процесс удаления мышьяка методом ионного обмена от Sunresin
Используя в качестве примера процесс ионообменного удаления мышьяка компании Sunresin, SEPLITE
® Используется смола для удаления мышьяка LAR714, которая селективно удаляет определенные ионы. Эта смола используется из-за ее высокой адсорбционной емкости и скорости адсорбции, эффективно удаляя соединения мышьяка из питьевой воды и грунтовых вод.
СЕПЛИТ
® ЛАР714
Смола для удаления мышьяка — это тип полимерной смолы с функциональными группами, обладающей превосходными физическими и химическими свойствами. Она имеет превосходные показатели прочности, отвечающие требованиям к более высоким высотам слоя смолы. Она используется для удаления мышьяка из воды, пищевых продуктов, сахарных растворов и других жидкостей. Смола может адсорбировать до 1,4 г мышьяка на литр смолы с точностью удаления до 5 ppb или менее (адсорбционная способность и точность удаления зависят от содержания мышьяка в исходном растворе).
Для повышения селективности смолы к мышьяку BlueStar Sunresin включает в структуру смолы функциональные группы с определенными адсорбционными функциями. Это обеспечивает исключительно высокую селективность, достигая направленной адсорбции мышьяка со скоростью более 95%. Кроме того, благодаря специальным процессам, функциональные группы обеспечивают исключительную прочность и долговечность.
Преимущества
СЕПЛИТ
® Смола LAR714
В настоящее время
СЕПЛИТ
® Смола LAR714
добилась признания в химической, пищевой и водохозяйственной отраслях, предлагая следующие преимущества:
- Селективная адсорбция: особая структура функциональных групп смолы избирательно адсорбирует арсенаты и арсениты.
- Стабильный и эффективный: уровень мышьяка в очищенной воде может быть снижен до менее 5 ppb, при этом мышьяк не обнаруживается выше предельного значения во время работы. Эффективность адсорбции обычно превышает 99%.
- Экономичность и надежность: Смола сохраняет стабильную обменную емкость после насыщения и регенерации, что позволяет повторное использование. Эксплуатационное энергопотребление оборудования низкое.
- Простота эксплуатации и обслуживания: система высокоавтоматизирована и имеет возможности автоматического или ручного управления потоком воды и процессом регенерации.
- Различные характеристики оборудования: Оборудование может быть спроектировано с различными характеристиками в зависимости от объема воды, что позволяет легко обрабатывать различные количества воды.
- Экономия места: оборудование занимает мало места, что экономит пространство.
Эти особенности делают СЕПЛИТ ® ЛАР714 Смола — универсальное и практичное решение для удаления мышьяка в различных отраслях промышленности.
СЕПЛИТ
® ЛАР714
Исследование случая удаления мышьяка из смолы
Дело об удалении мышьяка из питьевой воды
Компания по производству питьевой воды в Гуанси реализовала проект по удалению мышьяка с помощью
СЕПЛИТ
® ЛАР714
смола. Исходной водой была водопроводная вода с содержанием мышьяка около 80 ppb. Система была спроектирована для работы с расходом 12,5 м3/ч и непрерывной работы в течение 24 часов. Исходя из конкретных условий проекта, бизнес-требований и соответствующих стандартов, Sunresin использовала ионообменную систему удаления мышьяка. Содержание мышьяка в очищенной воде было снижено до менее 10 ppb. Смолу, используемую в системе, можно регенерировать и использовать повторно.
Этот случай подчеркивает эффективность и результативность
СЕПЛИТ
® ЛАР714
смолы для удаления мышьяка из питьевой воды, обеспечивая соблюдение стандартов безопасности и предоставляя надежное решение для непрерывной работы.
Дело об удалении мышьяка в полупроводниковой промышленности
В специальном проекте по удалению мышьяка на предприятии по производству полупроводников в процессе производства использовался арсенид галлия (GaAs), что привело к образованию сточных вод, содержащих мышьяк, которые требовали очистки. Сточные воды имели концентрацию мышьяка 11,287 ppm, pH 7,69, представляли собой бесцветную и прозрачную жидкость и имели проводимость 464 мкСм/см. Blue Sky Technology использовала процесс удаления мышьяка с использованием ионообменной смолы, что снизило концентрацию мышьяка в сточных водах до уровня ниже 0,3 ppm, что соответствует требованиям клиента и стандартам качества воды класса III, указанным в «Стандартах качества окружающей среды поверхностных вод». Кроме того, очищенная вода была стабильной.
Дополнения, не содержащиеся в исходном документе:
Краткое содержание
The
СЕПЛИТ
® ЛАР714
Смола Sunresin продемонстрировала исключительную эффективность в удалении мышьяка из различных источников воды, таких как питьевая вода, получив признание в отрасли за свою высокую эффективность, стабильность и экономическую жизнеспособность. Селективные адсорбционные свойства смолы в сочетании с ее способностью к регенерации делают ее надежным выбором для непрерывной работы в различных областях применения.
Посвящение Санресина
Sunresin стремится решать экологические проблемы с помощью инновационных решений. Наша приверженность внедрению инноваций в технологии очистки воды очевидна в разработке
СЕПЛИТ
® ЛАР714
смола. Используя передовые исследования и разработки, Sunresin стремится предоставлять эффективные, устойчивые и экономичные решения для обеспечения безопасной питьевой воды и защиты здоровья населения.
Присоединяйтесь к нам в нашей миссии по обеспечению чистой и безопасной питьевой водой для всех. Свяжитесь с Sunresin сегодня, чтобы узнать больше о наших инновационных решениях по удалению мышьяка и о том, как мы можем помочь вам удовлетворить ваши потребности в очистке воды. Вместе мы можем оказать значительное влияние на общественное здравоохранение и окружающую среду. Обратитесь к нашей команде за консультацией и сделайте первый шаг к более чистому и безопасному будущему.
Бесплатная расценка
Ресурсы
Адсорбирующая смола
Биофармацевтика и науки о жизни
Переносчики ферментов
Гидрометаллургия
＆Добыча полезных ископаемых
Хелатирующая смола
Химическая промышленность
Хроматографические среды
Очистка сточных вод
＆Повторное использование
Пищевая промышленность и производство напитков
Ионообменная смола
Очистка воды для гражданских и промышленных нужд
Оборудование и проекты
Извлечение растений
Катализатор смолы
Твердофазный синтез пептидов
Продукт
Приложение
Связаться с нами
Район развития высокотехнологичной промышленности, г. Сиань, провинция Шэньси
seplite@sunresin.com
+86-29-89182091
Наш список продуктов
Биофармацевтика и науки о жизни
Современные биофармацевтические технологии обычно используют биологическую микробную ферментацию...
Химическая промышленность
Очистка химических соединений стала важной частью большинства промышленных процессов.
Очистка питьевой воды
Питьевая вода необходима для жизни. Каждый день каждому человеку приходится пить и использовать воду для приготовления пищи.
Пищевая промышленность и производство напитков
Еда тесно связана с каждым человеком, и ее приготовление является результатом неустанного стремления людей...
Гидрометаллургия
＆Добыча полезных ископаемых
Гидрометаллургия — это метод извлечения металлов, включающий три основные области...
Прямое извлечение лития (DLE)
Sunresin является крупнейшим производителем сорбентов лития DLE в Китае, которые в основном используются для извлечения лития из соляной и геотермальной воды и т. д. с высокой эффективностью.
Промышленная очистка воды
Вода используется в промышленности по-разному, и в большинстве случаев отработанная вода также нуждается в очистке для придания ей...
Извлечение растений
Экстракция из растений — это процесс сбора следовых количеств биологически активных соединений из тканей растения.
Обработка ЛОС
С широким распространением химических продуктов в промышленности все большее распространение получают органические...
Очистка сточных вод
Очистка сточных вод — это процесс преобразования сточных вод в отходы, которые можно сбрасывать.
Последние новости
30
2024 08
Sunresin попал в список Hurun China Top 500
Научно-исследовательский институт Hurun недавно опубликовал свой список "2023 Hurun China Top 500", в который вошла компания Sunresin в знак признания ее выдающихся рыночных показателей и инновационных возможностей. Это единственная компания в списке в китайской отрасли материалов для адсорбционного разделения.
22
2024 06
Основные моменты выставки | Sunresin демонстрирует продукцию на SIWW 2024 Singapore International Water Week
С 19 по 21 июня 2024 года в выставочном и конференц-центре Marina Bay Sands в Сингапуре прошла Сингапурская международная водная неделя (SIWW Water Expo 2024). На мероприятии компания Sunresin представила свои ведущие на международном уровне продукты и технологии.
10
2024 05
Санресин и Латинская Америка: десять тысяч миль — все еще соседи
В апреле в Пекине успешно прошла презентация книги посла Сюй Ицуна "Family and Country Sentiments - Continuing Chapter". Послы Латинской Америки в Китае приехали поздравить посла Сюй, а Чжай Фэн, вице-президент Bump Cycle, присутствовал на праздновании события. Доктор Гао Юэцзин, как представитель важных гостей, выступила с речью и выразила послу Сюй самые искренние благословения на публикацию его новой книги.
Оставить сообщение
Пожалуйста, задавайте любые интересующие вас вопросы, и мы ответим вам немедленно.
Выбрать файл
Представлять на рассмотрение