地下水砷污染是全球性的环境问题,熟石灰作为一种经济有效的处理剂,在含砷地下水净化中取得重要技术突破。熟石灰除砷的机理涉及多种化学过程:通过调节pH至10.5-11.5,使砷酸根离子与钙离子形成难溶的砷酸钙;生成的氢氧化铁胶体与砷发生共沉淀;同时钙离子促进吸附剂表面活性位点的形成,增强对砷的去除能力。现场试验数据显示,熟石灰处理可使地下水砷浓度从500μg/L降至10μg/L以下,去除率超过98%,达到饮用水标准。

熟石灰净化系统的创新设计体现在多个方面。针对高砷地下水,开发了熟石灰-铁盐复合投加工艺,显著提高除砷效率;针对不同价态砷,采用氧化-沉淀组合技术,确保三价砷的有效去除;针对农村分散式供水,研制了小型化熟石灰除砷装置,运行成本低于0.5元/吨。工艺参数优化表明,熟石灰投加量80-120mg/L,铁砷比3:1,反应时间25-35分钟时处理效果最佳。净化过程中产生的含砷污泥经稳定化处理后,可安全填埋或作为玻璃原料使用。

熟石灰除砷技术的未来发展将更加注重安全性和经济性。开发砷选择性沉淀技术,提高污泥中砷的稳定性;研究低污泥产率的工艺方案,减少处置成本;建立智能化控制系统,实现精准加药。随着农村饮水安全工程的推进,熟石灰除砷技术将在饮用水安全保障中发挥更重要的作用。