[发明专利]一种电化学强化砂滤罐除砷方法

权利要求书

1.一种电化学强化砂滤罐除砷方法，先构建除砷装置，包括设有进水口和净化水出口的砂滤罐，在砂滤罐内壁安装阳极和阴极，在砂滤罐内填充有空隙率为0.3～0.5的石英砂滤料；在砂滤罐外设置直流电源和电流表，在砂滤罐的进水口前端安装水泵；其特征在于：再按如下步骤操作：

步骤⑴、所述的砂滤罐内壁安装的阳极有二个，阴极有一个，在砂滤罐内进水口一侧横截面依次安装惰性导电材料制作的阳极Ⅰ，阴极和铁阳极，三个电极平行安装；直流电源为稳压直流电源，直流电源的正极有一路经电流表Ⅰ连接阳极Ⅰ，还有一路经可变电阻和电流表Ⅱ连接铁阳极，直流电源的负极接阴极；

步骤⑵、开启水泵，将含砷(III)地下水泵入砂滤罐中，同时开启直流电源向电极提供电流，调节阳极Ⅰ与铁阳极的电流比为1:1～3.4:1，用于调整电解产生的O₂和Fe²⁺的供应量；

步骤⑶、含砷(III)地下水先通过阳极Ⅰ，被阳极Ⅰ电解产生的氧气饱和，一部分砷(III)在阳极Ⅰ表面被氧化成砷(V)；随后含氧地下水流经阴极和铁阳极，在铁阳极产生的Fe²⁺与水中溶解的O₂反应生成三价铁氧化物沉淀在石英砂滤料表面，水中剩余的砷(III)被Fe²⁺氧化过程中生成的活性物种氧化成砷(V)，砷(V)被三价铁氧化物吸附，净化后的水从净化水出口流出；

步骤⑷、监测水中总砷、砷(III)和Fe²⁺的浓度，通过调节电流和/或进出水流速，控制修复效果和能耗优化；

步骤⑸、电化学强化砂滤罐除砷装置经过一段时间使用后：生成物中含有的三价铁氧化物会堵塞电极表面以及石英砂滤料之间的空隙，此时应定期停止向电极供电，对砂滤罐进行反冲洗；反冲洗时通过增大水流速，将三价铁氧化物冲洗出罐体后，再重新运转装置进行水处理。

2.根据权利要求1所述的电化学强化砂滤罐除砷方法，其特征在于：步骤⑴所述的阳极Ⅰ选用稳定性好的钛涂层电极，铁阳极选用普通铁材料制作的电极，阴极选用钛涂层电极；电极均采用网状结构，以利于水的流动和提高电流效率，电极水平截面与水容器内壁横截面形状和大小均相同。

3.根据权利要求1所述的电化学强化砂滤罐除砷方法，其特征在于：步骤⑷所述的通过调节电流和/或流速控制修复效果和能耗优化，是根据监测净化水出口水中总砷、砷(III)和Fe²⁺的浓度高低，对电流和/或水流速进行调节，其中：

若净化水出口水中砷(III)在总砷中的比例大于20％或游离态Fe²⁺浓度高于100μg/L时，则先在总电流保持不变的情况下提高阳极I的电流；

若提高阳极Ⅰ的电流，使阳极Ⅰ与铁阳极电流达到3.4:1上限后总砷或游离态Fe²⁺浓度仍然高，则提高总电流；直至净化水出口水质达标；

在调整好总电流和两阳极电流分配比后，通过调节水流速至净化水出口水质达标。