地下水除砷：颗粒氢氧化铁吸附剂工艺

一、产品定义与核心规格

• 名称：BKsorb颗粒氢氧化铁除砷滤料

• 活性成分：β-FeOOH + Fe(OH)₃，铁含量 ≥ 600 g/kg

• 粒径：0.2–2.0 mm；体积密度 1150 kg/m³

• 粒径：比表面积 ≈ 300 m²/g

二、除砷机理（两步反应）

1. 表面吸附：高比表面积提供大量 ≡Fe–OH 活性位点。

2. 化学键合：As(V) 与表面羟基置换生成稳定 FeAsO₄；As(III) 需先氧化为 As(V) 再被固定 ：

• Fe(OH)₃ + H₃AsO₄ → FeAsO₄↓ + 3H₂O

三、优势总结

1. 高选择性：对 As(III) 和 As(V) 均有效，一次过滤达标 0.01 mg/L。

2. 运行简单：无需额外化学药剂与再生系统，维护量低。

3. 环境友好：不产生含砷污泥或再生废液，饱和料可作为一般固废处置（制砖、填埋）。

4. 经济：与反渗透/离子交换相比，投资和能耗降低 30–50 %。

四、工艺单元流程（适用于地下水）

1. 预处理：10 μm 保安过滤除悬浮物；As(III) 占比高颗粒选择加 0.5–1 mg/L 的NaClO或曝气氧化（也可以不预氧化，同样出水达标，只不过吸附量要减少一些）。

2. 吸附过滤
   ‑ 装填高度：0.8–1.6 m（建议 ≥1.0 m）
   ‑ 空床接触时间 EBCT：3–5 min
   ‑ 过滤速度：10–20 m/h（≤20 m/h 保证出水 As<10 µg/L）
   ‑ 吸附峰值 pH：6.5–7.5（运行范围 5–9）
   ‑ 允许压降：≤0.5 bar

3. 反冲洗
   ‑ 触发压差：0.5 bar；反冲洗强度 25–30 m/h；历时 5–10 min，每月 1–2 次即可。

4. 出水监测
   ‑ 在线或每周人工检测，确认出水 As<0.01 mg/L。

五、适用水质边界

• 砷浓度：0.03–0.5 mg/L

• 温度：5–60 °C

• 共存离子：Cl⁻、SO₄²⁻、HCO₃⁻ 无干扰；需控制 PO₄³⁻<0.5 mg P/L、Si<10 mg SiO₂/L 以延长寿命。

六、典型工艺布置

• 小型一体化设备：1–50 m³/h 撬装压力罐，上向流或下向流。

• 大型水厂：并联多格固定床，单格面积 5–20 m²，总处理能力可达 5-10 万 m³/d

七、国内已验证案例

• 陕西200 m³/h 地下水除砷项目：BKsorb 滤池出水 As<5 µg/L，运行第 4 年。

• 甘肃 500 m³/d 农村联村工程：低温 8–12 °C，2 年未更换滤料，出水稳定。

• 内蒙古 80 m³/h 集成设备：高硬度水质，反洗周期 10–14 d。