地下水氧化性汙染物處理裝置製造方法
2023-08-08 11:40:21
地下水氧化性汙染物處理裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種地下水氧化性汙染物處理裝置，包括依次連接的前生物處理池、後生物處理池、前還原處理池、後還原處理池和生態淨化池；前生物處理池的外側壁下部設置有進水口，前生物處理池和後生物處理池通過第一隔牆隔開，第一隔牆的上部設有過水洞；後生物處理池和前還原處理池通過第二隔牆隔開，第二隔牆的下部設有過水洞；前還原處理池和後還原處理池通過第三隔牆隔開，第三隔牆的上部設有過水洞；後還原處理池和生態淨化池通過第四隔牆隔開，第四隔牆的下部設有過水洞；生態淨化池的外側壁下部設有出水口；生物處理池和還原處理池內均填充填料。本實用新型處理成本低，無需額外提供氫氣和二氧化碳，處理效果好，無二次汙染。
【專利說明】地下水氧化性汙染物處理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於處理去除淺層地下水中氧化性汙染物的裝置，屬於地下水處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]對於地下水中硝酸鹽和高價重金屬離子等氧化性汙染物的處理，目前主要有物理分離法、化學還原法和生物法。物理化學法(離子交換、反滲透、電滲析等)雖然處理效果好，但需將地下水泵取，然後在地上進行處理，佔地面積大，裝置複雜，成本高，處理後產生的濃縮廢液還需要進一步處理，存在二次汙染問題；原位地下滲透牆技術往往採用納米鐵為主要還原材料，利用納米鐵粒徑小，比表面積大，表面活性高，將其製成漿料直接注入汙染的地下水中，能夠實現對汙染物的快速降解。然而，納米粒子微小的尺寸和極高的表面能使其在水體中易於團聚，難分散；單純納米鐵顆粒還原速度慢，穩定性差，易失活，產泥量大。
[0003]異養反硝化的外加碳源可分為以甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖等液態有機物為主的傳統碳源以及以可生物降解的聚合物(包括天然纖維素類物質，如棉花、麥杆、稻殼、樹皮、報紙等)和合成的聚合物(如PHB (聚β_羥基丁酸))為主的新型碳源。然而，傳統碳源存在成本高、投加過量的隱患，易產生二次汙染，需要精確控制投加過程。合成的聚合物價格較高，天然纖維素類物質的碳源釋放不能得到有效控制，而且會帶來較高的溶解性有機碳和色度問題。
[0004]氫自養生物膜技術在應用地下水脫硝及還原高價重金屬離子時，需要額外通入氫氣作為電子供體，額外投加二氧化碳作為無機碳源，膜材料價格較高，應用受到限制。
【發明內容】
[0005]本實用新型針對現有地下水中氧化性汙染物處理技術存在的不足，提供一種結構簡單、處理效果好的地下水氧化性汙染物處理裝置。
[0006]本實用新型的地下水氧化性汙染物處理裝置，採用以下技術方案:
[0007]該裝置,包括依次連接的前生物處理池、後生物處理池、前還原處理池、後還原處理池和生態淨化池；前生物處理池的外側壁下部設置有進水口，前生物處理池和後生物處理池通過第一隔牆隔開，第一隔牆的上部設有過水洞；後生物處理池和前還原處理池通過第二隔牆隔開，第二隔牆的下部設有過水洞；前還原處理池和後還原處理池通過第三隔牆隔開，第三隔牆的上部設有過水洞；後還原處理池和生態淨化池通過第四隔牆隔開，第四隔牆的下部設有過水洞；生態淨化池的外側壁下部設有出水口 ；前生物處理池和後生物處理池內均填充天然固態有機物填料；前還原處理池和後還原處理池內均填充納米鐵複合填料。
[0008]上述裝置首先天然固態有機物填料進行反硝化處理，在還原硝酸鹽的同時產生二氧化碳，納米鐵複合填料因零價鐵還原反應產生氫氣，在填料表面生長氫自養生物膜，自養微生物利用CO2為碳源，以氫氣作為電子供體，以氧化性汙染物為電子受體，將氧化性汙染物還原或降解(將硝酸鹽被還原氮氣，將高價重金屬還原為低價態並生成低毒難溶鹽沉澱物)，通過在生態淨化池內填充沙土，種植樹木進一步吸收去除汙染物，達到淨水的目的。
[0009]本實用新型採用異養、自養反硝化及零價鐵還原聯用處理，處理成本低，無需額外提供氫氣和二氧化碳，氫氣利用率高，處理效果好，生物量產量低，無二次汙染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型地下水氧化性汙染物處理裝置的結構示意圖。
[0011]圖中:1、進水口，2、前生物處理池，3、後生物處理池，4、前還原處理池，5、後還原處理池，6、生態淨化池，7、出水口，8、過水洞，9、第一隔牆，10、第二隔牆，11、第三隔牆，12、第四隔牆。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本實用新型的地下水氧化性汙染物處理裝置，主要包括依次連接的前生物處理池2、後生物處理池3、前還原處理池4、後還原處理池5和生態淨化池6。前生物處理池2的外側壁下部設置有進水口 1，前生物處理池2和後生物處理池3通過第一隔牆9隔開，第一隔牆9的上部設有過水洞8。後生物處理池3和前還原處理池4通過第二隔牆10隔開，第二隔牆10的下部設有過水洞。前還原處理池4和後還原處理池5通過第三隔牆11隔開，第三隔牆11的上部設有過水洞。後還原處理池5和生態淨化池6通過第四隔牆12隔開，第四隔牆12的下部設有過水洞。生態淨化池6的外側壁上部設有出水口 7。前生物處理池2和後生物處理池3內均填充天然固態有機物填料(如植物秸杆)。前還原處理池4和後還原處理池5內均填充納米鐵複合填料。生態淨化池6內填充沙土，種植樹木。
[0013]上述地下水氧化性汙染物處理裝置的運行過程如下所述:
[0014]地下水首先經過進水口 I進入前生物處理池2，在前生物處理池2內自下至上流經天然固態有機物填料，然後通過第一隔牆9上部的過水洞8自上至下流經後生物處理池3內的天然固態有機物填料，在前生物處理池2和後生物處理池3中地下水與天然固態有機物填料充分接觸，確保水流在處理區有足夠的水力停留時間。汙染地下水流經前生物處理池2和後生物處理池3的過程中，天然固態有機物填料上的生物膜可利用填料本身緩慢釋放的碳源，將水體中的硝酸鹽還原為氮氣，同時產生C02。
[0015]地下水由第二隔牆10下部的過水洞繼續進入前還原處理池4，由下至上流經前聯合還原處理池4內的納米鐵複合填料，再由第三隔牆11上部的過水洞自上至下進入後還原處理池4，流經後還原處理池5內的納米鐵複合填料。在地下水流經混合填料的過程中，納米鐵複合填料利用零價鐵的還原作用，將進水中的高價無機金屬離子還原為低價態，降低其毒性，同時降解過程產生H2及0H_，還原後的金屬離子更容易形成金屬氫氧化物固體沉澱物；同時，納米鐵複合填料表面生長氫自養微生物，氫自養生物膜進行生物還原作用進一步還原降解水體中的硝酸鹽、高價金屬離子等汙染物。自養微生物呼吸作用所需的電子供體由氫氣提供，電子受體為被還原物質，所需碳源由前生物處理池2和後生物處理池3產生的CO2補充。
[0016]然後地下水經第四隔牆12下部的過水洞進入生態淨化池6，在該區域利用利用樹木根系對營養的吸收，將經過前兩個區域處理過的地下水中低含量的營養鹽如硝酸鹽、無 機金屬離子進一步吸收去除，最後由出水口 7排出。
【權利要求】
1.一種地下水氧化性汙染物處理裝置，其特徵是:包括依次連接的前生物處理池、後生物處理池、前還原處理池、後還原處理池和生態淨化池；前生物處理池的外側壁下部設置有進水口，前生物處理池和後生物處理池通過第一隔牆隔開，第一隔牆的上部設有過水洞；後生物處理池和前還原處理池通過第二隔牆隔開，第二隔牆的下部設有過水洞；前還原處理池和後還原處理池通過第三隔牆隔開，第三隔牆的上部設有過水洞；後還原處理池和生態淨化池通過第四隔牆隔開，第四隔牆的下部設有過水洞；生態淨化池的外側壁下部設有出水口 ；前生物處理池和後生物處理池內均填充天然固態有機物填料；前還原處理池和後還原處理池內均填充納米鐵複合填料。
【文檔編號】C02F9/14GK203513445SQ201320661967
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】翟玉 申請人:平陰縣環境保護局