[發明專利]一種修復地下水中砷污染的裝置和方法

在審

• 申請號: 201711045330.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107555679A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 姜永海;席北斗;彭星;楊昱;馬志飛;廉新穎;張妍;夏甫;徐祥健
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F103/06
• 代理公司: 北京東和長優知識產權代理事務所(普通合伙)11564
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明屬于地下水污染修復領域，具體地涉及一種修復地下水中砷污染的裝置。

本發明還涉及一種利用上述裝置修復地下水砷污染的方法。

背景技術

地下水砷污染嚴重影響到人民的飲用水安全問題，飲用砷污染的地下水會導致癌癥，如皮膚癌、肺癌和胃癌等。砷污染主要由自然來源和人類活動源兩個方面構成，且污染形勢日益嚴峻，尤其是大量含砷金屬的開采、煤的燃燒、含砷農藥，防腐劑和砷制品的使用所帶來的潛在風險。急需對受砷污染的地下水進行修復，確保飲用水安全。

目前地下水中砷污染的修復技術主要有絮凝/沉淀法、離子交換法、膜技術法、生物法和吸附法等，其中膜技術被認為是含砷水處理的有效方法之一。膜是具有選擇性分離功能的材料，利用膜的選擇性分離實現水體中的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。在使用膜處理砷污染水體的過程中，由于膜的截留作用，使得截留下來部分水體中砷的濃度較高，而對高砷濃水的處理是研究的重點和實際應用中面臨的挑戰和主要瓶頸。

零價鐵除砷技術作為一種高效廉價，易操作的技術，受到廣泛的關注，但是其在除砷過程中存在效率不高，易板結等問題，尤其是砷濃度較低時會存在浪費的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種修復地下水中砷污染的裝置。

本發明的又一目的是提供一種利用上述裝置進行地下水砷污染處理的方法。

為實現上述目的，本發明提供的修復地下水中砷污染的裝置，包括抽水系統、處理系統和位于抽水系統和回灌系統之間的處理系統；其中：

抽水系統：抽水井內安置抽水泵，抽水泵通過抽水管連接至處理系統的預處理區，抽水泵連接有流量控制器；

處理系統包括預處理區和處理區，其中預處理區為活性炭和細砂的填充層，預處理區的進水口通過抽水管連接抽水泵；處理區的上端設置有零價鐵投加器，處理區下端設置有納米曝氣裝置，處理區的一端設有滲透膜，處理區的出水口連接至回灌系統的回灌井；

回灌系統的回灌井內填充有回灌填料。

所述修復地下水中砷污染的裝置，其中，零價鐵投加器為旋噴式投加器。

所述修復地下水中砷污染的裝置，其中，旋噴式投加器設置于處理區的上端中心區域。

所述修復地下水中砷污染的裝置，其中，滲透膜為超濾膜、微濾膜、反滲透膜和納濾膜中的一種或幾種。

所述修復地下水中砷污染的裝置，其中，納米曝氣裝置設置于處理區的下端中心區域，且納米曝氣板與水平面呈15°傾斜。

所述修復地下水中砷污染的裝置，其中，回灌填料為活性炭、砂、廢鐵屑或零價鐵顆粒的混合物。

本發明提供的利用上述裝置修復地下水砷污染的方法：

根據地下水流動的方向，在污染羽的下游設置抽水系統，利用抽水泵在流量控制器的調節下根據實際需求流量將地下水通過抽水管道運送到處理系統；

地下水先經過處理系統的預處理區，由預處理區的填充層確保進入處理區的地下水水質，避免膜污染；

預處理區的地下水進入處理區，由滲透膜對地下水進行分離純化形成含砷溶液，隨后通過旋噴式投加器把零價鐵顆粒均勻的投進處理區，同時開啟納米曝氣裝置，納米曝氣裝置產生的氧氣強化零價鐵的腐蝕，形成對砷具有去除能力的鐵氧化物和鐵氫氧化物，納米曝氣裝置產生形成的氣泡流對零價鐵起到攪拌作用；

處理區形成的回灌水流至回灌井，由回灌井中的回灌填料對回灌水進行處理，確保修復效果。

所述的方法，其中，含砷溶液的濃度≥10mg/L。

本發明采用滲透膜富集砷后投加零價鐵除砷，加上納米曝氣技術能夠將三價砷氧化的同時，提高零價鐵除砷效率，防止零價鐵板結。

附圖說明

圖1是本發明修復地下水中砷污染的裝置的示意圖。

圖2是旋噴式投加器的示意圖

圖3是納米曝氣設備

附圖中主要組件符號說明：

1抽水井，2篩管，3抽水管，4抽水泵，5預處理區，6旋噴式投加器，7納米曝氣設備，8滲透膜，9處理區，10填料層，11回灌井，12孔徑，13投加器控制系統，14納米曝氣機，15納米曝氣板。

具體實施方式

本發明用于強化地下水中砷的去除，主要是依賴于滲透膜、零價鐵和納米曝氣設備聯合協同工作，可簡單、快速高效準原位修復地下水中砷污染。

本發明提供的修復地下水中砷污染的裝置，包括：