[发明专利]砷吸附剂、砷吸附剂的制造方法及含砷废水的处理系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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。