自然水體突發重金屬汙染應急處理吸附壩的製作方法
2023-05-19 22:52:51 1
專利名稱：自然水體突發重金屬汙染應急處理吸附壩的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於河道水體突發重金屬汙染時的應急淨化技術，屬於水環境 安全防控應急處理技術領域。
背景技術：
當前處理含重金屬廢水的方法主要包括化學沉澱法、吸附法、膜分離法、電滲析 法、離子交換樹脂法、浮選法、植物富集法、微生物富集法等。其中，膜分離法、電滲析法、離 子交換樹脂法、浮選法、植物富集法和微生物富集法通常應用於工業廢水的末端治理，其規 模通常較小。而對於水體突發重金屬汙染而言，由於威脅下遊城市和人民群眾生命和財產 安全，通常需要其處理過程體現出「應急、快速」的特點，因此，目前，在水體突發重金屬汙染 應急處理方面，具有大規模應用前景的技術主要有兩種一種是藥劑沉澱法，通過在水體內 投加藥劑產生沉澱將重金屬轉移到底泥中。由於重金屬被轉移到底泥後，只是暫時從水體 轉移到底泥中，形成一種新的水體內源汙染，經過物理、生化作用，重金屬又逐漸從底泥中 釋放出來，二次汙染水體，這限制了沉澱法在大面積水體突發重金屬汙染處理中的應用。另一種是吸附法，依靠吸附材料的吸附作用，將重金屬從水體內去除。該方法通常 是在受汙染水體下遊的河道內構建一道用吸附材料堆積起來的吸附壩，在受汙染水體流經 吸附壩過程中，重金屬被吸附材料吸附去除。在實際操作過程中，為保障較好的重金屬去除 效果，其吸附壩存在較大的局部阻力，導致其過流能力較小。其次，自然河道通常較寬，吸附 壩厚度和寬度之比通常較小，容易造成壩體局部發生短流。另外，壩體建成在運行過程中， 吸附材料飽和以後不容易更換。這也一定程度上影響了吸附法在突發水體重金屬汙染事故 應急處理中的應用。中國專利文獻CN101531405公開了一種《自然水域中有毒有害物質的移動吸附工 藝及裝置》，移動吸附工藝是在河流遭受有毒有害物質汙染需要對水體處理時，首先將已汙 染水域與尚未受到汙染的水域隔離開，然後牽引能夠吸附有毒有害物質的吸附材料在已受 汙染水域的水體內移動，進行移動吸附，達到快速淨化水質的目的。這種移動吸附工藝雖然 提高了對流擴散效率，增強了吸附傳質效果，可以在較短時間內有效降低水體中有毒有害 物質的含量，但是勞動強度大、需要大量人力物力，且水中的其它陰陽離子和雜質均有同等 機會接觸吸附材料，可能會影響重金屬吸附材料對重金屬的吸附能力，導致重金屬吸附材 料用量較大。
發明內容
本發明針對現有河道水體突發重金屬汙染應急淨化技術存在的不足，提供一種使用方便、能夠快速有效去除水體中有毒有害物質的自然水體突發重金屬汙染應急處理吸附 壩。本發明的自然水體突發重金屬汙染應急處理吸附壩採用以下技術方案該自然水體突發重金屬汙染應急處理吸附壩包括沙袋土壩、布水堰、支撐架和吸附過濾裝置，布水堰設置在沙袋土壩的上部，吸附過濾裝置通過支撐架設置在沙袋土壩的 下遊一側；布水堰由單體拼接而成，每個單體上均設有擋水板，吸附過濾裝置由單個吸附過 濾模塊連接而成，布水堰的單體長度與單個吸附過濾模塊長度相同；吸附過濾模塊包括上 連板、配水槽、下連板和吸附過濾芯，在上連板和下連板之間安裝有一組吸附過濾芯，配水 槽安裝在上連板的上方，上連板的四周外圍帶有擋水沿，單個吸附過濾芯包括套裝在一起 的內筒和外筒，內筒的上端開口、下端封堵住，內筒的上端開口處設有過濾網，外筒的上端 和下端均封堵住，內筒和外筒的底部連通，外筒的上部設有出水口，內筒內填充有用於截留 水體中的顆粒物和膠體的活性碳顆粒，內筒與外筒之間填充有用於吸附去除重金屬材料的重金屬吸附材料。活性碳顆粒的粒徑為1毫米-3毫米。重金屬吸附材料採用鋁系吸附劑、鐵系吸附劑、鋯系吸附劑以及其它稀土元素系 吸附劑，粒徑為1毫米-3毫米。本發明處理河道水體突發重金屬汙染的過程如下在突發重金屬汙染的河道下遊合適位置，先用沙袋築起沙袋土壩，使水位抬升至， 抬升高度可以根據具體的河床深度現場決定，便於後續的吸附過濾裝置能產生足夠的水位 差，這個水壓差用於克服吸附過濾裝置的阻力。在沙袋土壩(土壩上鋪設一層塑料布，起到 防滲作用)上設置布水堰(可採用三角配水堰)，布水堰可以由單體現場拼接而成，以使受 重金屬汙染的水體均勻流過沙袋土壩。在沙袋土壩的下遊一側設置支撐架，將單個吸附過 濾模塊連接成的吸附過濾裝置安放在支撐架上。受重金屬汙染的水體由布水堰流入吸附過 濾裝置，經配水槽均勻配水後，由過濾網過濾截留掉較大的懸浮物後進入吸附過濾芯的內 筒，通過內筒內活性碳吸附顆粒截留水體中的細小顆粒物和膠體，避免堵塞後續的重金屬 吸附材料表面。然後由內筒底部進入外筒，再經外筒內重金屬吸附材料吸附去除重金屬，經 過處理的水由外筒上部的出水口流入河道下遊。當一個吸附過濾模塊的吸附能力達到飽和後，向上提升與其對應的單體布水堰， 擋住受重金屬汙染的水體使其不再流入需要更換的吸附過濾模塊內，撤走該吸附過濾模 塊，更換一個新的吸附過濾模塊，新的吸附過濾模塊放置好後，再使其上對應的單體布水堰 落下，新更換的吸附過濾模塊開始工作。這樣就保證了在更換一個吸附過濾模塊時不影響 其它模塊運行，也不會使未經處理的受重金屬汙染的水進入下遊。本發明通過模塊化組合構築河道自然水體突發重金屬汙染時的應急處理吸附壩， 同時通過雙層過濾吸附，可以避免水中其它雜質及陰陽離子對重金屬吸附材料的汙染從而 影響重金屬吸附能力，且吸附材料更換簡單，具有速度快、處理效果好、耗費人力物力少等 特點，能夠有效去除水體中有毒有害物質。
圖1是本發明的自然水體突發重金屬汙染應急處理吸附壩的結構示意圖。圖2是本發明中吸附過濾模塊的結構示意圖。其中1、沙袋土壩，2、布水堰，3、吸附過濾裝置，4、吸附過濾模塊，5、支撐架，6、擋 水板，7、配水槽，8、上連板，9、下連板，10、吸附過濾芯，11、擋水沿，12、內筒，13、外筒，14、連 通口，15、出水口，16、重金屬吸附材料，17、過濾網，18、活性碳顆粒。
具體實施方式
如圖1所示，本發明的自然水體突發重金屬汙染應急處理吸附壩，主要包括沙袋 土壩1、布水堰2和吸附過濾裝置3。沙袋土壩1用於抬升水位，製造過濾水頭，採用沙袋疊 壓築起，可在沙袋土壩1上鋪設一層或兩層蛇皮袋材質的帳布(塑料編織袋)，截留泥沙及 粗大的懸浮物。沙袋土壩1使水位抬升至所需高度，該高度便於後續的吸附過濾裝置3能 產生足夠的水位差，用於克服吸附過濾裝置的阻力。布水堰2可採用三角配水堰，設置在沙 袋土壩1的上部，用於均勻布水，以使受重金屬汙染的水體均勻流過沙袋土壩1。布水堰2 可由單體拼接而成，各單體的長度與單個吸附過濾模塊4的長度相同，單體布水堰2上設有 擋水板6，在更換吸附過濾模塊4單體時，可以通過調節相對應布水堰單體的高度，使該吸 附過濾模塊暫時不過水。吸附過濾裝置3由單個吸附過濾模塊4連接而成，單個吸附過濾 模塊4的上方安裝有配水槽7。在沙袋土壩1的下遊一側放置有支撐架5，支撐架5可用鋼 管搭建，支撐架5 —方面起到支撐過濾吸附裝置3的作用，另一方面可以起到固定沙袋土壩 1的作用。架子上可以設置安裝槽或固定部件，使單體吸附過濾模塊4直接懸掛或放置在支 撐架5上。吸附過濾模塊4的結構如圖2所示，包括上連板8、下連板9和吸附過濾芯10，上 連板8的上面安裝有配水槽7。在上連板8和下連板9之間安裝有一組吸附過濾芯10，上 連板8上設有擋水沿11，以避免受汙染水體直接流入河道下遊。吸附過濾芯10的數量根據 具體情況而定。單個吸附過濾芯10包括套裝在一起的單個吸附過濾芯包括套裝在一起的 內筒12和外筒13，內筒13的上端開口、下端封堵住，內筒13的上端開口處設有過濾網17， 外筒13的上端和下端均封堵住。內筒12和外筒13的底部通過連通口 14連通，外筒13的 上部設有出水口 15。內筒12內填充有用於截留水體中的顆粒物和膠體的活性碳顆粒18， 活性碳顆粒的粒徑為1毫米_3毫米。內筒12與外筒13之間填充有用於吸附去除重金屬 材料的重金屬吸附材料16，重金屬吸附材料採用鋁系吸附劑、鐵系吸附劑、鋯系吸附劑或其 它稀土元素系吸附劑，粒徑為1毫米_3毫米。在突發重金屬汙染的河道下遊合適位置，先用沙袋築起沙袋土壩1，使水位升至所 需高度，在沙袋土壩上安置好布水堰2。在沙袋土壩1的下遊一側將單個吸附過濾模塊4連 接成吸附過濾裝置3。受重金屬汙染的水體由布水堰2流入吸附過濾裝置3，經配水槽7均 勻配水後，由過濾網17過濾截留掉較大的懸浮物後進入吸附過濾芯10的內筒12，通過內 筒12內活性碳吸附顆粒18截留水體中的細小顆粒物和膠體，避免堵塞後續的重金屬吸附 材料表面。由內筒12底部的連通口 14進入外筒13，再經外筒13內重金屬吸附材料16吸 附去除重金屬，經過處理後的水由外筒13上部的出水口 15流入河道下遊。當一個吸附過濾模塊4吸附能力達到飽和後，向上提升與其對應的單體布水堰， 擋住受重金屬汙染的水體使其不再流入要更換的吸附過濾模塊內，撤走該吸附過濾模塊， 更換一個新的吸附過濾模塊，新的吸附過濾模塊放置好後，再使其上對應的單體布水堰落 下。這樣就保證了在更換一個吸附過濾模塊時不影響其它模塊運行，也不會使未經過處理 的受重金屬汙染的水體進入下遊。
權利要求
一種自然水體突發重金屬汙染應急處理吸附壩，包括沙袋土壩、布水堰、支撐架和吸附過濾裝置，其特徵在於布水堰設置在沙袋土壩的上部，吸附過濾裝置通過支撐架設置在沙袋土壩的下遊一側；布水堰由單體拼接而成，每個單體上均設有擋水板，吸附過濾裝置由單個吸附過濾模塊連接而成，布水堰的單體長度與單個吸附過濾模塊長度相同；吸附過濾模塊包括上連板、配水槽、下連板和吸附過濾芯，在上連板和下連板之間安裝有一組吸附過濾芯，配水槽安裝在上連板的上方，上連板的四周外圍帶有擋水沿，單個吸附過濾芯包括套裝在一起的內筒和外筒，內筒的上端開口、下端封堵住，內筒的上端開口處設有過濾網，外筒的上端和下端均封堵住，內筒和外筒的底部連通，外筒的上部設有出水口，內筒內填充有用於截留水體中的顆粒物和膠體的活性碳顆粒，內筒與外筒之間填充有用於吸附去除重金屬材料的重金屬吸附材料。
全文摘要
本發明提供了一種自然水體突發重金屬汙染應急處理吸附壩，包括沙袋土壩、布水堰、支撐架和吸附過濾裝置，布水堰設置在沙袋土壩的上部，吸附過濾裝置通過支撐架設置在沙袋土壩的一側；布水堰由單體拼接而成，每個單體上均設有擋水板，吸附過濾裝置由單個吸附過濾模塊連接而成，吸附過濾模塊包括上連板、配水槽、下連板和吸附過濾芯，在上連板和下連板之間安裝有一組吸附過濾芯，配水槽安裝在上連板的上方，單個吸附過濾芯包括套裝在一起的內筒和外筒，內筒內填充有活性炭顆粒，內筒與外筒之間填充有重金屬吸附材料。本發明通過模塊化組合構築應急處理吸附壩，通過雙層過濾吸附去除重金屬，速度快、處理效果。
文檔編號E02B3/02GK101838026SQ20101014565
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月14日 優先權日2010年4月14日
發明者候書國, 孔敏, 張克峰, 張志斌, 張曉蕊, 張桂芹, 李錦祥 申請人:山東建築大學