[發(fā)明專利]一種修復地下水中重金屬砷的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410529859.1
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104291488A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷春生
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種修復地下水中重金屬砷的方法，屬于水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

地下水是自然界水循環(huán)的重要組成部分，與人類活動和生存息息相關(guān)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，地下水重金屬污染的問題日益嚴重，已經(jīng)成為當前人類所面臨的最緊迫的環(huán)境污染問題之一。從毒性和對生物體的危害方面來看，重金屬砷有如下特點：在天然水體中只要有微量濃度即可產(chǎn)生毒性效應(yīng)。微生物一般不能降解它們，因此其影響很難在短時間內(nèi)消除。通常情況下，突然給一旦被其污染，隨著時間的推移，重金屬砷會逐漸轉(zhuǎn)移到地下水中，隨著地下水的流動逐漸擴散，從而導致地下水嚴重污染。

人體砷中毒的劑量為10-50mg，致死劑量為100-300mg。砷主要通過呼吸道，食道，皮膚粘膜進入人體。砷中毒是一個以皮膚損害為主的全身性疾病，它可以危害人體的皮膚、呼吸、消化、泌尿、心血管、神經(jīng)、造血系統(tǒng)等，按其發(fā)病過程可分為急性和慢性中毒。此外，砷還有三致作用，即致癌、致畸和致突變。砷的毒性主要是影響與硫氫基(SH)有關(guān)的酶的作用，妨礙細胞呼吸。由于地下水與其重金屬污染物質(zhì)的物理化學作用過程十分復雜，其污染進程往往十分隱蔽和緩慢，既不容易及早發(fā)現(xiàn)，又難以在較短時間內(nèi)治理奏效，因此地下環(huán)境的污染治理比地表環(huán)境更為復雜和困難，從而對修復技術(shù)也要求較高。處理含砷廢水，目前國內(nèi)外主要有中和沉淀法、絮凝沉淀法、鐵氧體法、硫化物沉淀法等，適用于高濃度含砷廢水，但生成的污泥易造成二次污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對傳統(tǒng)的修復方法周期長、修復效率低，且易于造成二次污染等問題提供了一種修復周期短、修復率高、環(huán)保潔凈的修復地下水中重金屬砷的方法。

一種修復地下水中重金屬砷的裝置，包括進水口(1)、攪拌器(2)、沉淀區(qū)(3)、過濾區(qū)(4)、過水通道(5)、反沖洗裝置(6)、過水通道(8)、堿性陰離子交換樹脂(9)、離子交換區(qū)(10)、膨化聚氟乙烯薄膜(11)；所述地下水經(jīng)水泵抽提由進水口(1)進入到沉淀區(qū)(3)，同時加入絮凝劑攪拌沉淀，沉淀后的水經(jīng)過過濾區(qū)(4)中膨化聚氟乙烯薄膜(11)過濾和反沖洗裝置(6)的反沖洗作用，對地下水中砷進一步凈化和過濾，過濾后的水隨后通入離子交換區(qū)(9)進行離子交換，地下水中砷在堿性陰離子交換樹脂(8)的離子交換反應(yīng)后，得以去除，隨后經(jīng)處理后的地下水經(jīng)出水口(10)回灌。

所述沉淀區(qū)內(nèi)(3)設(shè)有攪拌器(2)，向地下水中加入絮凝劑后，再攪拌，將水中砷沉淀,所述的絮凝劑是三氯化鐵。

所述過濾區(qū)(4)內(nèi)設(shè)有反沖洗裝置(6)和膨化聚氟乙烯薄膜(11)，地下水經(jīng)過濾以及反沖洗，使得地下水中砷先與地下水分離濾下。

所述離子交換區(qū)(9)填有堿性陰離子交換樹脂(11)，所述的陰離子交換樹脂是苯乙烯系陰離子交換樹脂。

本發(fā)明的工作原理：經(jīng)水泵上抽的水進入到裝置沉淀區(qū)(3)，先攪拌再沉淀，借助加入Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺，Al³⁺，Mg²⁺，Mn²⁺等離子，并用氫氧化鈣調(diào)到適當?shù)膒H。使其水解形成氫氧化物膠體，這些氫氧化物膠體能把地下水中砷吸附在表面，在水中電解質(zhì)的作用下，氫氧化物膠體相互碰撞凝聚，并將其表面吸附物(砷化物)包裹在凝聚體內(nèi)，形成絨狀凝膠下沉，達到水質(zhì)除砷的目的。經(jīng)攪拌器(2)攪拌后，除砷更加快捷。隨后將水通入過濾區(qū)(4)，運用膨化聚氟乙烯薄膜(11)過濾技術(shù)，先過濾，再運用反沖洗裝置(6)反沖洗，將水質(zhì)處理更加干凈。最后將水通入離子交換區(qū)(9)運用堿性離子交換樹脂(8)進行離子交換。從而達到除砷的目的。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：地下水經(jīng)水泵抽提，由入水口(1)進入沉淀區(qū)(3)，與混凝劑混合，經(jīng)攪拌器(2)攪拌后，沉淀；隨后地下水再通入過濾區(qū)(4)，經(jīng)過濾區(qū)中膨化聚氟乙烯薄膜(11)過濾，再進行反沖洗；最后，地下水進入離子交換區(qū)(9)，與堿性陰離子交換樹脂(8)發(fā)生離子交換反應(yīng)，隨后經(jīng)出水口(10)回灌其他潔凈水源。

本發(fā)明具有的顯著優(yōu)勢在于：(1)、先沉淀，運用絮凝吸附，并攪拌，使砷凝結(jié)均勻，沉淀；(2)、膨化聚四氟乙烯薄膜為濾料，能將液體中的微小顆粒全部截留在薄膜的表面，同時對膜表面進行反沖洗，濾餅被徹底地從膜表面清理干凈，極高的濾膜孔隙率；能高效過濾地下水中砷；(3)、再用堿性離子交換樹脂進行離子交換，使水質(zhì)達到可飲用標準。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。