Отравление мышьяком: удаление мышьяка из питьевой воды с помощью ионообменной смолы.
Химические свойства и опасность мышьяка
Мышьяк — это металлоидный элемент, широко известный как триоксид мышьяка, и 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 очень немногих источниках поверхностных вод оно превышает 5 мкг/л. Однако уровень мышьяка в грунтовых водах может быть выше. Водоочистные сооружения, использующие грунтовые воды для питьевого водоснабжения, должны применять соответствующие процессы очистки для удаления избытка мышьяка из воды. 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 природные грунтовые, так и поверхностные воды могут содержать мышьяк, при этом концентрация мышьяка в грунтовых водах обычно выше, чем в поверхностных. Содержание мышьяка в поверхностных водах относительно безопасно, и лишь в очень немногих источниках оно превышает 5 мкг/л. Однако в грунтовых водах уровень мышьяка может быть значительно выше. Водоочистные сооружения, использующие грунтовые воды в качестве источника питьевой воды, должны применять соответствующие методы очистки для удаления избытка 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 | |
| Общее количество колиформных бактерий
(MPN/100 мл или CFU/100 мл) | Не обнаруживается |
| Термотолерантные колиформные бактерии
бактерии (МПН/100 мл или КОЕ/100 мл) | Не обнаруживается |
| фекальные колиформные бактерии
(MPN/100 мл или CFU/100 мл) | Не обнаруживается |
| 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 пересчете на азот, мг/л) | 10 (20 для источников грунтовых вод) |
| Другие химические индикаторы | |
| Трихлорметан (мг/л) | 0,06 |
| Тетрахлорметан (мг/л) | 0,002 |
| Хлорамины (в пересчете на Cl2, мг/л) | 0,01 |
| Хлорфенол (в пересчете на Cl2, мг/л) | 0.9 |
| Хлорит (при использовании хлора)
диоксид для дезинфекции, мг/л) | 0.7 |
| Хлорат (при использовании)
связанный 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. Мышьяксодержащие минералы, такие как арсенопирит, реальгар, орпимент и энаргит, часто встречаются наряду с другими минералами цветных металлов. В результате естественного выброса и деятельности человека, особенно интенсивной добычи и использования низкосортных руд, при добыче и выплавке цветных металлов образуется большое количество мышьяксодержащих отходов и побочных продуктов. К ним относятся мышьяксодержащая пыль от пирометаллургии и остатки очистки от гидрометаллургии. Кроме того, сточные воды от производства серной кислоты, химических красителей и пестицидов, деревообработки, 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 кожу, накапливаясь в органах и тканях, таких как печень, почки, кости и волосы. Он может повреждать пищеварительную и нервную системы. Длительное употребление воды с высоким содержанием мышьяка может привести к кожным заболеваниям, таким как кератоз и изменения пигментации, болезнь черной стопы, неврологическим расстройствам, повреждению сосудов и повышенному риску сердечно-сосудистых заболеваний. В таких регионах Китая, как Внутренняя Монголия, Синьцзян и Тайвань, уровень мышьяка в питьевой воде составляет 0,2-2,0 мг/л, что значительно превышает национальный стандарт питьевой воды, составляющий менее 0,05 мг/л. Это привело к эндемическим отравлениям мышьяком. Удаление мышьяка из питьевой воды является важнейшей мерой профилактики и контроля эндемических отравлений мышьяком.
Методы удаления мышьяка
К числу современных методов удаления мышьяка, используемых в стране и за рубежом, относятся:
- Биологические методы
- Методы коагуляции
- Методы выпадения осадков
- Методы адсорбции
- Методы ионного обмена
Эти методы применяются для эффективного снижения уровня мышьяка в питьевой воде и уменьшения связанных с этим рисков для здоровья.
Процессы удаления мышьяка из грунтовых и питьевых вод
Биологические методы
Принцип биологических методов основан на использовании специальных штаммов бактерий, которые в процессе культивирования продуцируют вещества, аналогичные активному илу. Эти вещества, используя флокуляцию, связываются с мышьяком, образуя осадок и, таким образом, удаляя мышьяк. Однако цикл культивирования этих бактериальных штаммов длительный и требует жестких условий окружающей среды. Поэтому для удаления мышьяка из сточных вод обычно используются биологические методы, а применение в питьевой воде встречается редко.
Методы коагуляции
Принцип коагуляционных методов заключается в использовании коагулянтов с высокой адсорбционной способностью для адсорбции мышьяка, превращая его в осадок. Затем этот осадок отделяется от воды путем фильтрации и другими способами. Коагуляционные методы экономически эффективны, просты в эксплуатации и высокоэффективны в удалении мышьяка. Они позволяют эффективно очищать промышленные сточные воды до соответствия стандартам сброса и обеспечивать безопасность питьевой воды. Поэтому коагуляция широко используется в промышленном производстве и для очистки питьевой воды. Однако коагуляционные методы требуют больших объемов коагулянтов, образуют значительное количество мышьяксодержащего осадка, с которым трудно работать, и, если он накапливается со временем, может привести к вторичному загрязнению, что ограничивает применение этого метода.
Методы выпадения осадков
Принцип методов осаждения заключается в использовании химических реакций для превращения мышьяка в осадок, который затем удаляется путем фильтрации. Методы осаждения имеют очевидные преимущества для предварительной обработки промышленных сточных вод с высоким содержанием мышьяка, но не подходят для обработки следовых количеств мышьяка в питьевой воде. Поэтому для очистки сточных вод, содержащих мышьяк, обычно требуются дополнительные методы глубокой очистки для соответствия стандартам сброса.
Методы адсорбции
Принцип адсорбционных методов основан на 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, для связывания загрязняющих веществ мышьяка из воды на своих поверхностях, обеспечивая удаление мышьяка. Эффективность адсорбционных методов может зависеть от содержания органических веществ, уровня pH, формы и концентрации мышьяка в воде, а также наличия и концентрации других ионов. Кроме того, адсорбционные материалы часто являются дорогостоящими. Для повышения эффективности адсорбционных методов могут применяться меры предварительной обработки, такие как многоступенчатая фильтрация перед использованием адсорбентов.
Метод ионного обмена
Принцип ионообменного метода заключается в использовании анионообменных смол с обмениваемыми ионами, которые реагируют с ионами мышьяка в воде для удаления мышьяка. Этот метод производит лишь 20% объема осадка по сравнению с методами химического осаждения, что значительно снижает затраты на утилизацию осадка. Кроме того, ионообменный метод обладает большой производительностью, прост в эксплуатации, легко регенерируется и имеет хорошую эффективность разделения. Он может соответствовать строгим стандартам сброса и способствует извлечению 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 и питьевых вод, предотвращая тем самым угрозу для здоровья, связанную с загрязнением мышьяком.
Краткое описание методов удаления мышьяка
| Метод | Принцип | Преимущества | Недостатки | Приложения |
|---|---|---|---|---|
| Биологический | Особые бактерии
производить вещества которые связываются с мышьяк для образования осадок. | Эффективен для
мышьяк в сточных водах удаление. | Длительный цикл выращивания,
строгие экологические требования. | Сточные воды
уход |
| Свертывание крови | Коагулянты адсорбируют
мышьяк, образующий осадок, то есть затем отфильтровано. | Экономически выгодный, простой в использовании
Работает с высокой эффективностью. | Требуется большое количество
коагулянтов, производит значительное количество отходов осадка, потенциал для вторичного загрязнение. | Промышленный и
питьевая вода |
| Осадки | Химические реакции
превратить мышьяк в осадок, то есть отфильтровано. | Эффективен для высоких
мышьяк промышленный сточные воды. | Не подходит для отслеживания
мышьяк в питьевой воде вода. | Промышленный
сточные воды уход |
| Адсорбция | Твердые материалы с
большая площадь поверхности адсорбировать мышьяк посредством физического или химический механизмы. | Эффективен для различных целей.
концентрации мышьяка, адаптируемый к предварительно меры лечения. | Под влиянием органических продуктов
вещество, pH и другие ионы, дорогие адсорбционные материалы. | Употребление алкоголя и
сточные воды уход |
| Ион
Обмен | Анионный обмен
смолы обмениваются ионами с ионами мышьяка в вода. | Низкое образование осадка,
экономичный, большой лечебная мощность, Простой в использовании, хороший разделение. | Требуется регенерация
смол, потенциально высокая первоначальные затраты. | Широкий
приложения |
Метод ионного обмена отличается эффективностью, низкими эксплуатационными затратами 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 помощью ионного обмена
Рисунок: Процесс ионного обмена для удаления мышьяка.
1. Окисление:
- Окислитель: В грунтовые воды, содержащие мышьяк, добавляется окислитель.
- Предварительное окисление: на этом этапе мышьяк (III) превращается в мышьяк (V), который легче удаляется ионообменными смолами.
2. Предварительная фильтрация:
- Вода проходит предварительную фильтрацию 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 на смоле, эффективно удаляя мышьяк из воды.
4. Сточные воды от обратной промывки:
- Система ионного обмена периодически промывается обратным потоком воды для удаления накопившихся загрязнений со смолы. Вода после обратной промывки очищается как сточные воды.
5. Очищенная вода:
- Очищенная вода, теперь свободная от мышьяка, собирается в качестве отработанной воды и готова к использованию.
Процесс ионного обмена для удаления мышьяка от компании Sunresin
В качестве примера рассмотрим процесс ионного обмена для удаления мышьяка, разработанный компанией Sunresin, а именно систему SEPLITE.
®Используется смола для удаления мышьяка LAR714, которая избирательно удаляет определенные ионы. Эта смола применяется благодаря своей высокой адсорбционной способности и скорости адсорбции, эффективно удаляя соединения мышьяка из питьевой и грунтовой воды.
СЕПЛАЙТ
® LAR714
Смола для удаления мышьяка — это тип полимерной смолы с функциональными группами, обладающей превосходными физическими и химическими свойствами. Она имеет высокие показатели прочности, отвечающие требованиям к большей высоте слоя смолы. 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 по отношению к мышьяку компания BlueStar Sunresin встраивает в структуру смолы функциональные группы со специфическими адсорбционными функциями. Это обеспечивает исключительно высокую селективность, достигая направленной адсорбции мышьяка со скоростью более 95%. Кроме того, благодаря специальным процессам, функциональным группам обеспечивается исключительная прочность и долговечность.
Преимущества
СЕПЛАЙТ
®Смола LAR714
В настоящее время
СЕПЛАЙТ
®Смола LAR714
Компания получила признание в химической, пищевой и водоочистной отраслях, предлагая следующие преимущества:
- Селективная адсорбция: Особая структура функциональных групп смолы обеспечивает избирательную адсорбцию арсенатов и арсенитов.
- Стабильность и эффективность: в очищенной воде содержание мышьяка может быть снижено до уровня ниже 5 ppb, при этом в процессе работы не обнаруживается превышение допустимого уровня мышьяка. Эффективность адсорбции обычно превышает 99%.
- Экономичность и надежность: смола сохраняет стабильную обменную емкость после насыщения и регенерации, что позволяет использовать ее повторно. Эксплуатационное энергопотребление оборудования низкое.
- Простота в эксплуатации и обслуживании: система отличается высокой степенью автоматизации, с возможностью автоматического или ручного управления потоком воды и процессом регенерации.
- Различные технические характеристики оборудования: Оборудование может быть спроектировано с различными характеристиками в зависимости от объема воды, что позволяет легко справляться с различными объемами воды.
- Экономия места: оборудование занимает мало места, что позволяет экономить пространство.
Эти особенности делают СЕПЛАЙТ ® LAR714 Смола – универсальное и практичное решение для удаления мышьяка в различных отраслях промышленности.
СЕПЛАЙТ
® LAR714
Пример из практики удаления мышьяка с помощью смолы.
Пример удаления мышьяка из питьевой воды
Компания по водоснабжению в провинции Гуанси реализовала проект по удалению мышьяка с использованием...
СЕПЛАЙТ
® LAR714
Смола. В качестве исходной воды использовалась водопроводная вода с содержанием мышьяка приблизительно 80 ppb. Система была рассчитана на работу со скоростью потока 12,5 м³/ч и непрерывную работу в течение 24 часов. Исходя из специфических условий проекта, требований бизнеса и соответствующих стандартов, компания Sunresin использовала систему ионного обмена для удаления мышьяка. В очищенной воде содержание мышьяка было снижено до уровня ниже 10 ppb. Смола, используемая в системе, подлежит регенерации и повторному использованию.
Этот случай наглядно демонстрирует эффективность и результативность данного подхода.
СЕПЛАЙТ
® LAR714
Смола используется для удаления мышьяка из питьевой воды, обеспечивая соответствие стандартам безопасности и предоставляя надежное решение для непрерывной работы.
Пример удаления мышьяка в полупроводниковой промышленности
В рамках специального проекта по удалению мышьяка на предприятии по производству полупроводников в процессе производства использовался арсенид галлия (GaAs), в результате чего образовывались сточные воды, содержащие мышьяк, которые нуждались в очистке. Сточные воды имели концентрацию мышьяка 11,287 ppm, pH 7,69, представляли собой бесцветную и прозрачную жидкость и имели проводимость 464 мкСм/см. Компания Blue Sky Technology использовала процесс удаления мышьяка с помощью ионообменной смолы, снизив концентрацию мышьяка в сточных водах до уровня ниже 0,3 ppm, что соответствовало требованиям заказчика и стандартам качества воды класса III, указанным в «Стандартах качества поверхностных вод». Кроме того, очищенная вода оказалась стабильной.
Дополнения, отсутствующие в оригинальном документе:
Краткое содержание
Он
СЕПЛАЙТ
® LAR714
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 целесообразность. Селективные адсорбционные свойства смолы в сочетании с возможностью регенерации делают ее надежным выбором для непрерывной работы в различных областях применения.
Посвящение компании Sunresin
Компания Sunresin стремится решать экологические проблемы с помощью инновационных решений. Наша приверженность внедрению инноваций в технологии водоочистки очевидна в разработке...
СЕПЛАЙТ
® LAR714
смола. Используя передовые исследования и разработки, компания 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 здоровье населения 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
Оставить сообщение
Пожалуйста, задавайте любые интересующие вас вопросы, и мы ответим вам немедленно.
Выбрать файл
Представлять на рассмотрение