活性炭納米鐵有機汙染地下水處理裝置的製作方法

2023-08-03 14:10:51

專利名稱：活性炭納米鐵有機汙染地下水處理裝置的製作方法
技術領域：
1.本實用新型技術是一套處理有機汙染地下水的裝置。
背景技術：
2.地下水汙染是指人類活動引起地下水化學成分、物理性質和生物學特性發生改變而使質量下降的現象。地表以下地層複雜，地下水流動極其緩慢，因此，地下水汙染具有過程緩慢、不易發現和難以治理的特點。目前我國地下水汙染的環境問題比較嚴重，已嚴重製約了社會的可持續發展，因此受到國家日益廣泛的關注。特別是近期國務院正式批覆了《全國地下水汙染防治規劃(2011-2020年)》，首次對全國地下水汙染防治工作做出了總體部署。地下水汙染的主要來源大致可以分為:①工業廢氣、廢水和廢渣的排放；②農藥、化肥等化學製品的大量使用；③汙水灌溉。地下水汙染的危害主要有:①農作物減產和品質下降；②飲用水源受到汙染，人體健康受到威脅；③汙染物在農作物中積累，經由食物鏈富集於人體；④導致大氣汙染、地表水汙染、生態系統退化等其他次生生態環境問題。3.我國的地下水汙染已呈現出量大、面廣、危害嚴重等特點，鑑於日益嚴峻的地下水汙染現狀，汙染地下水的處理裝置研究成為當前環境科學和技術研究的一個新熱點。其中，有機物對地下水的汙染因其危害大、範圍廣、持續時間長，已成為地下水汙染處理工作的一個難點及重點。因此，研製修復成本低、操作簡單、汙染物去除效率高的有機物汙染地下水處理裝置是當前地下水處理工程技術的難點之一。4.本實用新型技術可用於處理受到有機物汙染的地下水。納米鐵已被證實對於多種有機汙染物有較好的處理效果，如有機齒化物、有機氯農藥等，其原理為零價鐵提供電子給有機物，使其還原脫滷。同時，納米級的鐵顆粒比表面積大，與傳統鐵粉相比能提供更多的反應面積。但是，納米鐵對於濃度比較低的有機汙染水處理效率較低、成本較高。本技術的核心為充分利用活性炭比表面積大、對有機汙染物吸附富集能力比較強和納米鐵催化還原有機汙染物的特性，極大地提高了納米鐵的催化還原的效率，克服了納米鐵處理有機汙染地下水成本高、效率低等不足。

實用新型內容5.本實用新型技術的目的是利用活性炭比表面積大、吸附能力強以及納米鐵催化還原有機汙染物的特點，將活性炭與納米鐵混合成型，當受汙染的地下水通過活性炭與納米鐵混合填料層時，地下水中的低濃度有機汙染物會富集到活性炭孔隙表面，使得結合在活性炭孔隙內的納米鐵顆粒附近的汙染物濃度大幅度增加，同時納米鐵有效地對汙染物進行催化還原，使受有機物汙染的地下水得到處理。利用該技術可以提供一套能作為工程應用規模、高效處理有機汙染地下水、無二次汙染的有機汙染地下水處理裝置。6.為實現上述目的，本實用新型採用的技術路線是:整套裝置由抽提井系統和吸附催化還原處理系統組成，包括潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料(3)、膨潤土(4)、混凝土
(5)、流量調節閥￠)、單 向閥(7)、插入式流量計(8)、取樣口(9)、石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調節閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(17)、排放口(18)。其中，所述潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料(3)、膨潤土 (4)、混凝土 (5)、流量調節閥(6)、單向閥(7)、插入式流量計(8)、取樣口 (9)為抽提井系統；石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調節閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(17)、排放口(18)為吸附催化還原處理系統。受汙染的地下水在潛水泵(I)的抽提下，由含水層經過濾料(3)進入抽提篩管(2)，經過石英砂過濾器(10)將地下水中夾帶的固體顆粒物過濾掉，再進入活性碳納米鐵催化還原反應器(14)，由活性炭納米鐵填料(15)吸附、富集地下水中的有機汙染物並對其進行催化還原，處理後的地下水經管道從排放口(18)排出。活性碳納米鐵催化還原反應器(14)的內部壓力可由壓力計(17)讀出，便於及時調整出入水流量。活性碳納米鐵催化還原反應器(14)內部為承壓設計，增大了受汙染地下水通過活性炭納米鐵填料(15)的流動速度，提高了催化還原效率。兩部分系統結合應用，以實現處理後的地下水達標排放，最終達到去除汙染地下水中的汙染物、不產生二次汙染的目的。7.本實用新型技術具有如下優點:①能作為工程規模應用，實用性強，運行工藝全自動化，可實現商業化應用能對有機汙染地下水中的有機汙染物進行吸附與催化還原處理，並可防止造成二次汙染處理工藝簡單、工程和運行費用低、處理時間短、處理效率高，是一套高效、經濟、持久、環境幹擾少的系統，具有良好的經濟效益和社會效益。附圖及
8.圖1為本實用新型技術裝置的技術路線流程圖。9.圖2為本實用新型技術裝置的抽提井系統結構示意圖。10.圖3為本實用新型技術裝置的石英砂過濾器結構示意圖。
11.圖4為本實用新型技術裝置的活性碳納米鐵催化還原反應器結構示意圖。
具體實施方式
12.
以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明。13.抽提井系統置於受汙染的土壤與地下水中，由潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料
(3)、膨潤土 (4)、混凝土 (5)、流量調節閥(6)、單向閥(7)、插入式流量計(8)、取樣口 (9)組成，管道連接按照承接連接或法蘭連接。抽提篩管(2)的管道上需要加工柵式條縫，用於均勻抽水並過濾較大顆粒，條縫寬度為0.5-1.5_，開縫率15%;濾料(3)採用石英砂、礫石級配配置，抽提井濾料⑶上部用1:1的膨潤土⑷和混凝土(5)填充密封隔氣、隔水；流量調節閥(6)安裝於主要支管和幹管上，用於調節抽提地下水流量；單向閥(7)安裝於主要支管和幹管上，用於防止管道中的水倒流；插入式流量計(8)安裝於主要抽水管道上，用於了解參數和控制氣體的流量。14.吸附催化還原處理系統由石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調節閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(17)、排放口(18)組成。地下水經抽提井系統由管道送出，進入石英砂過濾器(10)，通過其中的砂床(12)去除地下水中的固體顆粒物，再進入活性碳納米鐵催化還原反應器(14)，由活性炭納米鐵填料(15)吸附、富集地下水中的有機汙染物，結合在活性炭顆粒孔隙中的納米鐵對其周圍的高濃度有機汙染物進行高效的催化還原。處理後的地下水經取樣口(16)取樣分析後經過排 放口(18)進行達標排放。
權利要求1.活性炭納米鐵有機汙染地下水處理裝置，其特徵在於:裝置包括潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料(3)、膨潤土(4)、混凝土(5)、流量調節閥(6)、單向閥(7)、插入式流量計(8)、取樣口(9)、石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調節閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(17)、排放口(18);其中，所述潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料(3)、膨潤土(4)、混凝土(5)、流量調節閥￠)、單向閥(7)、插入式流量計(8)、取樣口(9)為抽提井系統，石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調節閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(17)、排放口(18)為吸附催化還原處理系統；受汙染的地下水在潛水泵(I)的抽提下，由含水層經過濾料(3)進入抽提篩管(2)，經過石英砂過濾器(10)將地下水中夾帶的固體顆粒物過濾掉，再進入活性碳納米鐵催化還原反應器(13)，由活性炭納米鐵填料(15)吸附、富集地下水中的有機汙染物並對其進行催化還原，處理後的地下水經管道從排放口(18)排出；催化還原反應器(13)的內部壓力可由壓力計(17)讀出，便於及時調整出入 水流量。
專利摘要本實用新型是採用抽提井系統和吸附催化還原處理系統組成的修復裝置。抽提井系統由潛水泵、抽提篩管、濾料、膨潤土、混凝土、流量調節閥、單向閥、插入式流量計、取樣口組成，吸附催化還原處理系統由石英砂過濾器、取樣口、砂床、流量調節閥、活性碳納米鐵催化還原反應器、活性炭納米鐵填料、取樣口、壓力計、排放口組成。兩套系統相結合應用，通過將汙染地下水抽出，經由活性炭納米鐵填料吸附、富集地下水中的有機汙染物並對其進行催化還原，實現處理後的地下水達標排放，最終達到去除汙染地下水中的汙染物、不產生二次汙染的目的，對典型工業汙染場地能達到非常好的修復效果。
文檔編號C02F103/06GK203079772SQ20132000170
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月5日 優先權日2013年1月5日
發明者龔宇陽, 李東明, 劉銘 申請人:中環循(北京)環境技術中心