[發(fā)明專利]用于處理地下水硝酸鹽反應(yīng)材料的再生還原劑及投注工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410208181.7
• 申請(qǐng)日: 2014-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104016472A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李福林;田志剛;卜慶偉;陳學(xué)群;管青花
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C02F1/70
• 分類號(hào): C02F1/70;C02F101/16
• 代理公司: 濟(jì)南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 周長(zhǎng)義;崔民海

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于地下水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于處理地下水硝酸鹽反應(yīng)材料的還原再生利用的還原劑及還原劑投注工藝。

背景技術(shù)

地下水是重要的飲用水源之一，尤其是在廣大農(nóng)村地區(qū)及城市近郊大量采用淺層地下水作為飲用水水源，其質(zhì)量關(guān)系到飲用者的身體健康。因此，國(guó)家規(guī)定了嚴(yán)格的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，以保證飲用水的質(zhì)量。其中規(guī)定：作為水源地硝酸鹽的含量不能超過(guò)20mg/l，但是，在近年的農(nóng)業(yè)耕種過(guò)程中，大量使用氮肥，多年的超量使用和不斷積累，使得大量多余的硝酸鹽存在于土壤中，隨著降雨及地下水的運(yùn)移，使得地下水中含超量的硝酸鹽。近年來(lái)，處理地下水硝酸鹽超標(biāo)技術(shù)得到了一定的發(fā)展，采用可滲透反應(yīng)材料對(duì)地下水進(jìn)行處理是一種有效的方法。即采用人工方式將某種材料投放在地下水經(jīng)過(guò)的路徑上，可以讓地下水通過(guò)該材料，地下水中的硝酸鹽等有害離子和該種材料進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)離子交換、吸附等作用，對(duì)地下水進(jìn)行處理，降低硝酸鹽含量，使之達(dá)到可以使用的標(biāo)準(zhǔn)。用于地下水硝酸鹽污染去除的介質(zhì)材料一般包括具有極強(qiáng)的還原能力的零價(jià)金屬（最常見(jiàn)的是Fe0），活性碳、離子交換樹(shù)脂、磷酸鹽以及一些天然材料如甲殼素、沸石、石灰石、有機(jī)粘土等。有的是用于實(shí)驗(yàn)室的材料，有的用在現(xiàn)場(chǎng)地下水的修復(fù)。這些材料的主要成分一般采用鐵粉。根據(jù)研究，和硝酸根發(fā)生反應(yīng)的主要是Fe2+，但是受材料使用數(shù)量的限制及使用壽命的限制，F(xiàn)e2+逐漸減少，相關(guān)組合材料去除硝酸鹽的能力也逐漸降低。相關(guān)的地下水修復(fù)工程結(jié)果表明，一般地下水修復(fù)工程的使用壽命在7～10年，當(dāng)超過(guò)使用壽命后，F(xiàn)e²⁺還逐漸被還原成高價(jià)鐵（Fe³⁺）而失去反應(yīng)能力，國(guó)際上，一般在介質(zhì)材料失效后，則進(jìn)行重新置換，這樣將會(huì)耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力和物力。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將鐵粉進(jìn)行還原處理使Fe³⁺還原成Fe²⁺有一定的研究，但是野外工程實(shí)現(xiàn)較難。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是勿需把介質(zhì)材料取出現(xiàn)場(chǎng)，而是提供一種能夠?qū)θコ跛猁}反應(yīng)材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)大規(guī)模還原的還原劑及還原工藝。將還原劑直接添加到反應(yīng)材料中去，恢復(fù)其反應(yīng)能力，也就是保持介質(zhì)材料的循環(huán)利用。其中技術(shù)核心就是解決野外現(xiàn)場(chǎng)地下水硝酸鹽反應(yīng)介質(zhì)材料的再生利用問(wèn)題，該還原劑與工藝可應(yīng)用于以Fe0為主要介質(zhì)，結(jié)構(gòu)形式為連續(xù)墻體、通道式、井結(jié)構(gòu)的地下水的原位修復(fù)系統(tǒng)的再生還原。本發(fā)明的目的是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種用于處理地下水硝酸鹽反應(yīng)材料的再生還原劑，其特征在于：該還原劑分子式是???????????????????????????????????????????????，呈固態(tài)粉末狀，易溶于水，是一種廣泛使用的食品添加劑，價(jià)格較低，易溶于水，形成一定濃度的真溶液，根據(jù)初步的試驗(yàn)，在高價(jià)鐵（F_e³⁺）中，加入這種還原劑，可使得F_e³⁺還原為F_e²⁺，恢復(fù)處理硝酸鹽的能力，其基本的反應(yīng)過(guò)程如下：

Fe(OH)_3↓+3H⁺→F_e³⁺+3H₂O

2F_e³⁺+?C₆H₈O₆→C₆H₆O₆+?2F_e²⁺+2H⁺

????所使用的還原劑有嚴(yán)格的要求，本身不能有毒有害，與地下水中各種離子反應(yīng)不能生成有害有毒物質(zhì)，且價(jià)格要合理。經(jīng)廣泛選擇及實(shí)驗(yàn)，選擇了這種滿足要求的還原劑。

一種上述還原劑的投注裝置，其特征在于：該裝置設(shè)有井壁管，井壁管上開(kāi)有濾水孔，灌注管穿裝在井壁管內(nèi)，灌注管的底部設(shè)有封堵頭封堵；灌注管下部鉆有出漿孔，在灌注管上設(shè)有固定法蘭，在固定法蘭上面灌注管上穿有彈性橡膠球，彈性橡膠球的上面設(shè)有活動(dòng)法蘭，活動(dòng)法蘭的上面灌注管上安裝壓緊套管，壓緊套管套在灌注管的外側(cè)，壓緊套管的頂部設(shè)有壓緊螺母，灌注上設(shè)有螺紋，旋轉(zhuǎn)壓緊螺母，在壓緊套管的作用下壓緊彈性橡膠球，橡膠球橫向變位膨脹。

一種上述還原劑的投注工藝