水厂地下水除砷案例｜含砷废水怎么处理方法

水厂地下水除砷项目（石英砂 + 活性炭 + 特种树脂吸附工艺）

一、项目背景

盖水厂负责当地居民生活饮用水供应，水源为地下水，存在天然高砷污染问题，日处理水量 400m³。原水水质：总砷 0.04-0.06mg/L（平均 0.05mg/L）、pH 7.2-7.8、浊度 3-5NTU、含少量铁锰离子，无工业污染，属于天然低浓度含砷地下水。我国《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022）规定饮用水总砷限值≤0.01mg/L，原水砷浓度超标 5 倍，直接饮用会严重危害当地居民身体健康，需建设安全、稳定、适合高原环境的除砷设施，保障饮用水安全，同时工艺需具备操作简单、维护方便、耐低温、运行成本低的特点，适配西藏高原偏远地区运维条件。

二、工艺选择与设计

结合高原地下水 “低浓度砷、低浊度、无工业杂质、低温（冬季水温 5-8℃）、运维条件有限” 的特点，摒弃复杂的化学沉淀工艺（污泥难处置、需频繁加药），采用石英砂过滤 + 活性炭吸附 + Tulsimer A-62MP 特种除砷树脂三级物理吸附组合工艺，核心优势为纯物理处理、无化学药剂添加、无污泥产生、出水安全、操作极简、耐低温、维护量小，完美适配高原偏远地区饮用水除砷需求。

石英砂过滤单元：采用天然石英砂滤料，粒径 0.6-1.2mm，填充厚度 1.2m，过滤罐直径 2.5m、高度 3.0m，过滤流速 6m/h，去除地下水中浊度、悬浮物、胶体颗粒及部分铁锰离子，出水浊度≤1NTU，保护后续活性炭与树脂，延长其使用寿命，降低污染速率，无需加药，定期反洗即可（反洗周期 15 天）。

活性炭吸附单元：选用柱状椰壳活性炭，碘值≥1000mg/g，填充厚度 1.0m，吸附罐直径 2.5m、高度 2.8m，吸附接触时间 25min，吸附水中微量有机物、异味、残留铁锰离子及部分砷的络合形态，进一步净化水质，提升饮用水口感，活性炭每年补充 10%，3 年整体更换一次，维护简便。

特种树脂除砷单元：核心为 Tulsimer A-62MP 大孔强碱性阴离子交换树脂，对地下水中砷酸根（AsO₄³⁻）具有高选择性吸附能力，不受地下水常规离子（Ca²⁺、Mg²⁺、Cl⁻、SO₄²⁻）干扰，低温环境（5-8℃）下吸附效率稳定；树脂填充量 4.5m³，交换柱直径 2.5m、高度 3.2m，水力停留时间 18min，运行流速 5m/h；树脂饱和后用 3% NaCl 溶液再生（高原地区药剂易获取、成本低），再生液用量为树脂体积的 2 倍，再生时间 4h，再生后清水冲洗至中性，循环使用，再生周期约 10 天，深度去除砷离子，确保出水总砷≤0.01mg/L，满足饮用水标准。

三、详细运行流程

地下水取水与输送：地下水经深井泵抽取后，通过管道输送至水厂原水调节池，调节池有效容积 100m³，停留时间 6h，稳定进水水量，缓冲取水波动，池内设置简易曝气装置，轻微氧化水中铁锰离子，便于后续过滤去除。

石英砂过滤净化：原水经泵提升至石英砂过滤罐，自上而下流经石英砂层，去除浊度、悬浮物及铁锰离子，出水浊度≤1NTU，自流进入活性炭吸附罐；当过滤罐进出口压差＞0.15MPa 时，启动反洗程序，清水自下而上冲洗滤层，去除截留杂质，反洗流速 9m/h，时间 20min，反洗废水排入沉淀池，沉淀后上清液回流至调节池。

活性炭吸附处理：过滤后废水进入活性炭吸附罐，与活性炭充分接触，吸附有机物、异味及残留杂质，改善水质口感，出水进入中间水池，等待深度除砷处理。

树脂深度除砷：中间水池废水经泵加压后进入特种树脂交换柱，自上而下流经树脂层，砷酸根离子被树脂选择性吸附，出水总砷≤0.01mg/L，达标后进入清水池，经消毒（次氯酸钠投加 0.3mg/L）后，输送至供水管网，供应居民生活饮用。

树脂再生维护：当出水砷浓度＞0.008mg/L 时，启动再生程序：反洗（清水冲洗树脂层，去除表面杂质，反洗流速 7m/h，时间 18min）→再生（3% NaCl 溶液流经树脂，洗脱砷离子，再生流速 2m/h）→正洗（清水冲洗树脂至中性，正洗流速 5m/h，时间 35min）→备用；再生废液量少，经简单沉淀后，用于厂区绿化灌溉，无二次污染，适配高原生态保护要求。

四、运行效果与数据分析

项目连续运行 36 个月，历经高原冬季低温环境，处理效果稳定，核心水质数据如下：

进水总砷：0.04-0.06mg/L（平均 0.05mg/L）；

石英砂出水总砷：0.035-0.05mg/L（平均 0.042mg/L），少量去除；

活性炭出水总砷：0.03-0.045mg/L（平均 0.038mg/L），进一步去除；

树脂出水总砷：0.003-0.008mg/L（平均 0.005mg/L），稳定≤0.01mg/L，达标率 100%；

出水浊度：≤0.5NTU，符合饮用水标准；

水温适应性：5-20℃范围内，树脂吸附效率稳定，无明显波动，适配高原昼夜温差大、冬季低温的环境特点；

树脂使用寿命：5 年以上，再生效率稳定，维护成本低。

五、成本与效益分析

投资成本：总投资 280 万元，包括调节池、过滤罐、吸附罐、树脂交换柱、清水池、加药消毒系统、自控系统等，土建费 120 万元、设备费 130 万元、安装调试费 30 万元，设备采用耐低温、耐腐蚀材质，适配高原环境。

运行成本：约 0.8 元 /m³，无化学沉淀药剂费用，主要为电费（0.3 元 /m³）、树脂再生盐费（0.2 元 /m³）、人工维护费（0.3 元 /m³），成本极低，适合偏远地区长期运行。

效益：出水稳定满足生活饮用水卫生标准，彻底解决当地地下水砷超标问题，保障约 2 万居民的饮用水安全，消除砷中毒健康风险；工艺无污泥产生，再生废液资源化利用，符合高原生态环境保护要求；设备操作简单，维护量小，无需专业技术人员，适配西藏偏远地区运维条件，社会效益与生态效益极为显著，是高原地区饮用水除砷的理想方案。

六、案例总结

本项目针对西藏阿里地区地下水天然高砷、高原低温、运维条件有限、生态敏感的特点，采用三级物理吸附组合工艺，全程无化学药剂添加、无污泥产生，通过石英砂过滤除杂、活性炭吸附净化、特种树脂深度除砷，成功将地下水砷浓度从 0.05mg/L 降至 0.01mg/L 以下，稳定满足饮用水标准。工艺耐低温、操作极简、维护量小、运行成本低、生态友好，完美适配高原偏远地区饮用水除砷需求，为我国类似地区（如西北、西南高砷地下水区域）的饮用水安全保障提供了可复制、可推广的技术模式，兼具重要的民生意义与生态价值。