비소 중독: 이온 교환 수지를 사용한 음용수에서 비소 오염 제거
비소의 화학적 특성 및 위험
비소는 비소 삼산화물이라고 일반적으로 알려진 준금속 원소이며, 매우 독성이 강한 물질입니다. 2019년 7월 23일, 비소와 그 화합물은 독성 및 유해 수질 오염 물질 목록(첫 번째 배치)에 포함되었습니다.
표면수의 비소 함량은 비교적 안전하며, 5 渭g/L를 초과하는 표면수원은 거의 없습니다. 그러나 지하수의 비소 수준은 더 높은 수준에 도달할 수 있습니다. 지하수원을 식수로 사용하는 정수 처리 시설은 물에서 과도한 비소를 제거하기 위해 적절한 처리 공정을 채택해야 합니다. "식수 품질 기준"(GB5749-2006)에 따르면 식수의 비소 함량은 0.01 mg/L 미만이어야 합니다.
지하수에 비소가 과잉 존재하는 원인과 위험
천연 지하수와 표면수 모두 비소를 함유할 수 있으며, 지하수는 일반적으로 표면수보다 비소 농도가 높습니다. 표면수의 비소 함량은 비교적 안전하며, 5 渭g/L를 초과하는 출처는 거의 없습니다. 그러나 지하수는 훨씬 더 높은 수준의 비소를 함유할 수 있습니다. 지하수를 식수원으로 사용하는 수처리 시설은 과도한 비소를 제거하기 위한 적절한 처리 공정을 채택해야 합니다. "식수 품질 기준"(GB5749-2006)에 따르면 식수의 비소 함량은 0.01 mg/L 미만이어야 합니다.
수질 기준 및 한계
| 지시자 | 한계값 |
|---|---|
| 미생물학적 지표 | |
| 총대장균군
(MPN/100mL 또는 CFU/100mL) | 검출 불가 |
| 내열성 대장균군
박테리아(MPN/100mL 또는 (단위: CFU/100mL) | 검출 불가 |
| 분변 대장균군
(MPN/100mL 또는 CFU/100mL) | 검출 불가 |
| 총 세균 수(CFU/mL) | 100 |
| 독성 지표 | |
| 비소(mg/L) | 0.01 |
| 카드뮴(mg/L) | 0.005 |
| 크롬(6가) (mg/L) | 0.05 |
| 납(mg/L) | 0.01 |
| 수은(mg/L) | 0.001 |
| 셀레늄(mg/L) | 0.01 |
| 시안화물(mg/L) | 0.05 |
| 불화물(mg/L) | 1.0 |
| 질산염(질소, mg/L) | 10(지하수원의 경우 20) |
| 기타 화학 지표 | |
| 트리클로로메탄(mg/L) | 0.06 |
| 테트라클로로메탄(mg/L) | 0.002 |
| 클로라민(Cl2, mg/L) | 0.01 |
| 클로로페놀(Cl2, mg/L) | 0.9 |
| 아염소산염(염소를 사용할 때)
소독용 이산화탄소(mg/L) | 0.7 |
| 염소산염(사용시
결합된 이산화염소 소독, mg/L) | 0.7 |
표: 지하수 품질 지표
지하수에 비소가 과잉 존재하는 원인과 위험
산업 소스
산업 생산은 비소 오염의 중요한 원천이며, 특히 비철 야금 및 채광에서 그렇습니다. 황철석, 리얼가, 황옥, 에나르자이트와 같은 비소 함유 광물은 일반적으로 다른 비철 금속 광물과 함께 발견됩니다. 자연적 방출과 인간 활동, 특히 저품위 광석의 광범위한 채굴 및 사용으로 인해 비철 금속의 채굴 및 제련에서 비소가 함유된 폐기물과 부산물이 대량으로 발생합니다. 여기에는 열분해 야금에서 나오는 비소가 함유된 먼지와 습식 야금에서 나오는 정제 잔류물이 포함됩니다. 또한 황산 제조, 화학 염색 및 살충제 생산, 목재 가공, 유리 및 세라믹 산업에서 나오는 폐수에는 종종 고농도의 비소가 포함됩니다.
건강 영향
비소는 호흡기, 음식 또는 피부 접촉을 통해 인체에 유입되어 간, 신장, 뼈, 머리카락과 같은 장기나 조직에 축적됩니다. 소화계와 신경계를 손상시킬 수 있습니다. 고비소수를 장기간 섭취하면 각질화 및 색소 변화, 흑족병, 신경계 장애, 혈관 손상, 심장병 위험 증가와 같은 피부 질환이 발생할 수 있습니다. 중국의 내몽골, 신장, 대만과 같은 지역에서는 음용수의 비소 수치가 0.2-2.0mg/L로 기록되어 0.05mg/L 미만의 국가 음용수 기준을 크게 초과했습니다. 이로 인해 풍토성 비소 중독이 발생했습니다. 음용수에서 비소를 제거하는 것은 풍토성 비소 중독을 예방하고 통제하는 데 중요한 조치입니다.
비소 제거 방법
현재 국내외에서 보고된 비소 제거 방법은 다음과 같습니다.
- 생물학적 방법
- 응고 방법
- 강수 방법
- 흡착방법
- 이온교환 방법
이러한 방법은 음용수의 비소 수치를 효과적으로 낮추고, 관련된 건강 위험을 완화하기 위해 시행됩니다.
지하수 및 식수 비소 제거 공정
생물학적 방법
생물학적 방법의 원리는 배양 중에 활성 슬러지와 유사한 물질을 생성하는 특수 박테리아 균주를 포함합니다. 이러한 물질은 응집을 사용하여 비소와 결합하여 침전물을 형성하여 비소를 제거합니다. 그러나 이러한 박테리아 균주의 배양 주기는 길고 엄격한 환경 조건이 필요합니다. 따라서 생물학적 방법은 일반적으로 폐수에서 비소를 제거하는 데 사용되며 식수에 대한 적용 사례는 드뭅니다.
응고 방법
응집법의 원리는 흡착 능력이 강한 응집제를 사용하여 비소를 흡착하여 침전물로 전환하는 것입니다. 이 침전물은 여과 및 기타 수단을 통해 물에서 분리됩니다. 응집법은 비용 효율적이고 작동하기 쉬우며 비소 제거 효율이 매우 높습니다. 산업 폐수를 효과적으로 처리하여 배출 기준을 충족하고 식수가 안전 기준을 충족하도록 할 수 있습니다. 따라서 응집은 산업 생산 및 식수 처리에 널리 사용됩니다. 그러나 응집법은 많은 양의 응집제가 필요하고 처리하기 어려운 상당한 양의 비소 함유 폐슬러지를 생성하며 시간이 지남에 따라 축적되면 2차 오염으로 이어질 수 있어 방법의 적용이 제한됩니다.
강수 방법
침전법의 원리는 화학 반응을 사용하여 비소를 침전물로 전환한 다음 여과를 통해 제거하는 것입니다. 침전법은 산업용 고비소 폐수의 예비 처리에 명확한 이점이 있지만 음용수에 있는 미량의 비소를 처리하는 데는 적합하지 않습니다. 따라서 처리된 비소 함유 폐수는 일반적으로 배출 기준을 충족하기 위해 심층 처리를 위한 추가 방법이 필요합니다.
흡착 방법
흡착 방법의 원리는 높은 비표면적과 불용성을 가진 고체 물질을 흡착제로 사용하는 것을 포함합니다. 이러한 흡착제는 물리적 흡착, 화학적 흡착 또는 이온 교환과 같은 메커니즘을 사용하여 물에서 비소 오염 물질을 표면에 고정하여 비소를 제거합니다. 흡착 방법의 효과는 유기물, pH 수준, 물 속 비소의 형태와 농도, 다른 이온의 존재와 농도에 따라 영향을 받을 수 있습니다. 또한 흡착제 재료는 종종 비쌉니다. 흡착제를 사용하기 전에 다단계 여과와 같은 전처리 조치를 사용하여 흡착 방법의 효율성을 높일 수 있습니다.
이온 교환법
이온 교환법의 원리는 비소 이온과 반응하여 비소를 제거하기 위해 물 속의 비소 이온을 교환할 수 있는 이온을 가진 음이온 교환 수지를 사용하는 것입니다. 이 방법은 화학적 침전법에 비해 슬러지 부피의 20%만 생성하여 슬러지 처리 비용을 크게 절감합니다. 또한 이온 교환법은 처리 용량이 크고 작동이 간편하며 재생이 쉽고 분리 효율이 좋습니다. 엄격한 배출 기준을 충족하고 다양한 귀중한 성분의 회수를 용이하게 할 수 있습니다. 따라서 비소 제거를 위한 유망한 방법으로 간주되며 다양한 비소 제거 시나리오에 점점 더 많이 적용되고 있습니다.
이러한 방법은 지하수와 식수에서 비소를 안전하게 제거하고 비소 오염과 관련된 건강 위험을 방지하기 위해 시행됩니다.
비소 제거 방법 요약
| 방법 | 원칙 | 장점 | 단점 | 응용 프로그램 |
|---|---|---|---|---|
| 생물학적 | 특수박테리아
물질을 생산하다 ~와 결합하다 비소를 형성하다 침전물. | 효과적입니다
폐수 비소 제거. | 긴 재배주기,
엄격한 환경 요구사항. | 폐수
치료 |
| 응고 | 응고제는 흡착한다
비소, 형성 침전물이다 그 후 걸러짐. | 비용 효율적이며 쉽습니다
작동, 효율성이 높음 | 대량이 필요합니다
응고제의 생성 상당한 양의 폐기물 슬러지, 2차 가능성 오염. | 산업 및
식수 |
| 강수량 | 화학 반응
비소를 변환하다 침전물이다 걸러짐. | 높은 효과
비소 산업 폐수. | 추적에 적합하지 않습니다
음용수 속의 비소 물. | 산업
폐수 치료 |
| 흡착 | 견고한 재료
높은 표면적 비소를 흡착하다 물리적 또는 화학적인 메커니즘. | 다양한 용도로 효과적입니다
비소 농도, 사전에 적응 가능 치료 조치 | 유기적 영향을 받다
물질, pH 및 기타 이온, 비싼 흡착재 | 음주와
폐수 치료 |
| 이온
교환 | 음이온 교환
수지 교환 이온 비소 이온이 포함된 물. | 슬러지 발생량이 적음
비용 효율적, 대형 처리 용량, 작동하기 쉽고 좋습니다 분리. | 재생이 필요합니다
수지의 잠재력이 높다 초기비용. | 넓은
응용 프로그램 |
이온 교환법은 효율성, 낮은 운영 비용, 엄격한 환경 기준을 충족하는 능력으로 두드러져, 음용수와 산업 분야에서 비소를 제거하는 데 다양하고 점점 더 인기를 얻고 있는 선택입니다.
이온 교환을 이용한 비소 제거 공정
그림: 비소 제거를 위한 이온 교환 공정
1.산화:
- 산화제: 비소가 포함된 지하수에 산화제를 첨가합니다.
- 사전 산화: 이 단계에서는 비소(III)를 비소(V)로 전환하는데, 이는 이온 교환 수지를 통해 더 쉽게 제거될 수 있습니다.
2. 사전 여과:
- 이온교환수지를 막을 수 있는 입자물질을 제거하기 위해 물은 사전 여과 단계를 거칩니다.
3. 이온교환수지 :
- 이온 교환: 사전 여과된 물은 이온 교환 수지를 통과하는데, 여기서 비소 이온이 수지에 있는 다른 이온과 교환되어 물에서 비소를 효과적으로 제거합니다.
4. 역세척 폐수:
- 이온 교환 시스템은 수지에서 축적된 오염 물질을 제거하기 위해 주기적으로 역세척됩니다. 역세척수는 폐수로 처리됩니다.
5. 처리된 물:
- 처리된 물은 비소가 제거되어 사용 가능한 생산수로 수집됩니다.
선레진麓의 이온교환 비소제거 공정
Sunresin의 이온교환 비소 제거 공정을 예로 들면 SEPLITE
® 특정 이온을 선택적으로 제거하는 LAR714 비소 제거 수지를 사용합니다. 이 수지는 높은 흡착 용량과 흡착 속도로 사용되어 음용수와 지하수에서 비소 화합물을 효과적으로 제거합니다.
세플리트
® LAR714
비소 제거 수지는 작용기를 가진 폴리머 수지의 한 종류로, 우수한 물리적, 화학적 특성을 자랑합니다. 강도 지표가 우수하여 더 높은 수지 베드 높이에 대한 요구 사항을 충족합니다. 물, 식품, 설탕 용액 및 기타 액체에서 비소를 제거하는 데 사용됩니다. 이 수지는 수지 1리터당 최대 1.4g의 비소를 흡착할 수 있으며, 제거 정밀도는 최대 5ppb 이하입니다(흡착 용량과 제거 정밀도는 공급 용액의 비소 함량에 따라 다름).
비소에 대한 수지의 선택성을 높이기 위해 BlueStar Sunresin은 특정 흡착 기능을 가진 작용기를 수지 프레임워크에 통합합니다. 이는 매우 높은 선택성을 가져오며 95% 이상의 속도로 비소의 방향성 흡착을 달성합니다. 또한 특수 공정을 통해 작용기가 뛰어난 견고성과 내구성을 갖도록 보장합니다.
의 장점
세플리트
® LAR714 수지
현재,
세플리트
® LAR714 수지
화학, 식품 및 식수 부문에서 업계의 인정을 받았으며 다음과 같은 장점을 제공합니다.
- 선택적 흡착: 수지의 작용기의 특수한 구조는 비소산염과 비소염을 선택적으로 흡착합니다.
- 안정적이고 효율적: 처리된 물은 비소 수치를 5 ppb 이하로 낮출 수 있으며, 운영 중 한계를 넘는 비소는 검출되지 않습니다. 흡착 효율은 일반적으로 99% 이상입니다.
- 경제적이고 신뢰할 수 있음: 수지는 포화 및 재생 후 안정적인 교환 용량을 유지하여 재사용이 가능합니다. 장비의 작동 에너지 소비가 낮습니다.
- 간편한 작동 및 유지관리: 이 시스템은 고도로 자동화되어 있으며, 물 흐름과 재생 과정을 자동 또는 수동으로 제어할 수 있는 옵션이 제공됩니다.
- 다양한 장비 사양: 장비는 물의 양에 따라 다양한 사양으로 설계될 수 있어 다양한 물의 양을 쉽게 처리할 수 있습니다.
- 공간 절약: 이 장비는 차지하는 공간이 작아서 공간을 절약할 수 있습니다.
이러한 기능은 세플리트 ® LAR714 수지는 다양한 산업 분야에서 비소를 제거하는 다재다능하고 실용적인 솔루션입니다.
세플리트
® LAR714
수지 비소 제거 사례 연구
음용수 비소 제거 사례
광시의 식수 회사는 비소 제거 프로젝트를 시행했습니다.
세플리트
® LAR714
수지. 원수는 비소 함량이 약 80ppb인 수돗물이었습니다. 이 시스템은 12.5m³/h의 유량으로 작동하고 24시간 동안 연속 가동되도록 설계되었습니다. 프로젝트의 특정 조건, 사업 요건 및 관련 표준에 따라 Sunresin은 이온 교환 비소 제거 시스템을 사용했습니다. 처리된 물의 비소 함량은 10ppb 이하로 감소했습니다. 이 시스템에 사용된 수지는 재생 및 재사용이 가능합니다.
이 사례는 다음의 효과성과 효율성을 강조합니다.
세플리트
® LAR714
수지는 음용수에서 비소를 제거하고 안전 기준을 준수하며 연속 작동을 위한 안정적인 솔루션을 제공합니다.
반도체 산업의 비소 제거 사례
반도체 생산 시설의 특수 비소 제거 프로젝트에서 제조 공정에 갈륨 비소화물(GaAs)을 사용하여 처리가 필요한 비소 함유 폐수가 발생했습니다. 폐수의 비소 농도는 11.287ppm, pH는 7.69였으며 무색 투명한 액체였으며 전도도는 464μS/cm였습니다. Blue Sky Technology는 비소 제거 이온 교환 수지 공정을 사용하여 유출수의 비소 농도를 0.3ppm 미만으로 낮추어 고객의 요구 사항을 충족하고 "지표수 환경 품질 기준"에 명시된 3급 수질 기준을 충족했습니다. 또한 처리된 물은 안정적이었습니다.
원본 문서에 포함되지 않은 추가 사항:
요약
그만큼
세플리트
® LAR714
Sunresin의 레진은 음용수와 같은 다양한 수원에서 비소를 제거하는 데 탁월한 성능을 보였으며, 높은 효율성, 안정성 및 경제적 실행 가능성으로 업계에서 인정을 받았습니다. 레진의 선택적 흡착 특성과 재생 가능한 능력이 결합되어 다양한 응용 분야에서 연속 작동을 위한 신뢰할 수 있는 선택이 되었습니다.
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Sunresin은 혁신적인 솔루션을 통해 환경 문제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 수처리 기술 혁신을 추진하려는 우리의 헌신은 개발에서 분명하게 드러납니다.
세플리트
® LAR714
수지. 선레진은 첨단 연구 개발을 활용하여 안전한 식수를 보장하고 공중 보건을 보호하기 위한 효과적이고 지속 가능하며 경제적인 솔루션을 제공하는 것을 목표로 합니다.
모든 사람을 위한 깨끗하고 안전한 식수를 보장하려는 저희의 사명에 동참하세요. 오늘 Sunresin에 연락하여 혁신적인 비소 제거 솔루션과 귀사의 물 처리 요구 사항을 충족하는 데 도움이 되는 방법에 대해 자세히 알아보세요. 함께라면 공중 보건과 환경에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 상담을 위해 저희 팀에 연락하여 더 깨끗하고 안전한 미래를 향한 첫 걸음을 내딛으세요.
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＆채광
습식야금은 세 가지 일반 분야를 포함하는 추출 야금 기술입니다.
직접 리튬 추출(DLE)
Sunresin은 중국의 주요 DLE 리튬 흡착제 생산업체로, 주로 염호수, 지열 염수 등에서 높은 효율로 리튬을 추출하는 데 사용됩니다.
산업 수처리
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식물 추출
식물 추출은 식물 조직에서 미량의 생물학적 활성 화합물을 수집하는 과정입니다.
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