[發(fā)明專利]一種基于多孔聚合物的地下水重金屬處理系統(tǒng)和方法

在審

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• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112645403A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊利明;耿燕妮;彭誠意;方迪凡;羅旭彪;邵鵬輝;石慧;喻愷;紅梅;劉廷璽
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京化育知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11833
• 代理人: 涂琪順

本發(fā)明提供了一種基于多孔聚合物的地下水重金屬處理系統(tǒng)，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的基于多孔聚合物的地下水重金屬處理系統(tǒng)，沿水流方向，包括依次間隔排列的第一反應(yīng)墻體、第二反應(yīng)墻體和第三反應(yīng)墻體；所述第一反應(yīng)墻體、第二反應(yīng)墻體和第三反應(yīng)墻體分別包括可滲透墻面和嵌套包裹于可滲透墻面內(nèi)部的填料；所述填料分別為對Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺具有選擇吸附性。本發(fā)明使用對特定金屬離子具有選擇性的多孔聚合物作為填料，能夠?qū)崿F(xiàn)對地下水中的Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺選擇性吸附，實現(xiàn)地下水的達(dá)標(biāo)排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于多孔聚合物的地下水重金屬處理系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對重金屬的采選、冶煉、加工和產(chǎn)品制造活動日益增多，地下水受重金屬的污染也愈發(fā)嚴(yán)重。地下水中超標(biāo)的鋅、鉛和鎘對人、動植物和微生物具有顯著的毒性，且不能被微生物降解，易在生物體內(nèi)內(nèi)富集而產(chǎn)生顯著毒性效應(yīng)。人類長時間飲用被重金屬污染的地下水，可能引起心血管、肺、神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的疾病。如鋅離子可能導(dǎo)致頑固性貧血，鉛離子可能導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到刺激、腎臟和肝臟受到損傷，鎘(II)離子可能導(dǎo)致腎臟損傷。

目前修復(fù)含有重金屬地下水的方法主要有原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)。原位修復(fù)技術(shù)是指在基本不破壞土地和地下水的自然條件下，對于被污染對象不做搬運，而在原地進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)；異位修復(fù)技術(shù)是指被污染對象先做收集和抽提，將其轉(zhuǎn)移到地面上，然后對其進(jìn)行修復(fù)。相比于異位修復(fù)，原位修復(fù)技術(shù)不但可以節(jié)約成本、減少修復(fù)的工程量，而且可以最大限度的減少污染物對環(huán)境的擾動。

可滲透反應(yīng)墻修復(fù)技術(shù)(PRB)是一種原位修復(fù)技術(shù)，目前可滲透反應(yīng)墻使用的填料為石灰石，沙礫，草木灰，活性污泥，其對重金屬的選擇性較差，無法有效去除地下水中的Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺重金屬。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多孔聚合物的地下水重金屬處理系統(tǒng)和方法，本發(fā)明提供的地下水重金屬處理系統(tǒng)能選擇性吸附地下水中的重金屬Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺，實現(xiàn)地下水的達(dá)標(biāo)排放。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種基于多孔聚合物的地下水重金屬處理系統(tǒng)，沿水流方向，包括依次間隔排列的第一反應(yīng)墻體、第二反應(yīng)墻體和第三反應(yīng)墻體；

所述第一反應(yīng)墻體包括第一可滲透墻面和嵌套包裹于所述第一可滲透墻面內(nèi)部的第一填料，所述第一填料為反應(yīng)單體為1,3,5-三乙炔基苯的第一多孔聚合物；

所述第二反應(yīng)墻體包括第二可滲透墻面和嵌套包裹于所述第二可滲透墻面內(nèi)部的第二填料，所述第二填料為反應(yīng)單體為1,3,5-三乙炔基苯和1,4-二溴四氟苯的第二多孔聚合物；

所述第三反應(yīng)墻體包括第三可滲透墻面和嵌套包裹于所述第三可滲透墻面內(nèi)部的第三填料，所述第三填料為以海藻酸鈉和聚環(huán)氧乙烯為前驅(qū)體、鈣離子為交聯(lián)劑合成的水凝膠，所述水凝膠的交聯(lián)度為0.01～0.0114。

優(yōu)選的，所述第一反應(yīng)墻體、第二反應(yīng)墻體和第三反應(yīng)墻體的水流出一側(cè)分別設(shè)有水質(zhì)第一在線監(jiān)測設(shè)備、第二在線監(jiān)測設(shè)備和第三在線監(jiān)測設(shè)備。

優(yōu)選的，所述第一多孔聚合物和第二多孔聚合物的分子量獨立為8000～16000。

優(yōu)選的，所述第一填料、第二填料和第三填料的粒徑獨立為20～150nm，比表面積獨立為600～1000m²/g，孔隙體積獨立為0.1～0.35cm³/g。