一种处理Cr（Ⅵ）污染地下水的装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种处理Cr(Ⅵ)污染地下水的装置。

背景技术：

随着全国工业化的不断推进，地下水重金属污染问题日益突出。其中，铬污染场地中常见的Cr(Ⅵ)，也即六价铬具有很强的氧化性和毒性，易溶于酸和水，一旦进入环境将对人体健康及周围环境造成持续危害。鉴于Cr(Ⅵ) 的高毒性、高迁移性等特征，在对Cr(Ⅵ)污染场地开展修复治理的同时，还要及时对污染场地地下水开展修复处理。

目前常用的污染地下水修复技术为水力截流的方式，水力截流是根据污染场地特征，在污染地下水流向下游布设一排抽水井，通过水泵和抽水井将污染地下水抽取上来，从而抑制污染地下水流向下游，防止造成下游土壤和地下水污染的一种方法。

此外，现在国内外还有一些关于利用铁碳微电解技术处理含Cr(Ⅵ)废水的研究，主要是利用填充在含Cr(Ⅵ)废水中的微电解材料自身产生的1.2 V电位差对Cr(Ⅵ)进行还原处理。其化学反应式为：

阳极：Fe–2e^-＝Fe²⁺

Cr2O7^2-+6Fe²⁺+14H⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H2O

CrO4^2-+3Fe²⁺+8H⁺→Cr³⁺+3Fe³⁺+4H2O

阴极：2H⁺+2e^-→H2

Cr2O7^2-+6e^-+14H⁺→2Cr³⁺+7H2O

CrO4^2-+3e^-+8H⁺→Cr³⁺+4H2O

在铁碳微电解还原Cr(Ⅵ)的反应中消耗H⁺，产生OH^-，由Cr(Ⅵ)还原产生的Cr(Ⅲ)与水中的OH^-反应生成Cr(OH)3沉淀，微电解产生的Fe²⁺、Fe³⁺还可以和铬络合产生铁铬络合物，水中生成的Fe(OH)3具有凝聚作用，可以和Cr(OH)3、铁铬络合物形成絮凝体，从而去除水中铬污染。

但无论是直接采用水力截流的方法还是铁碳微电解处理的方法均不能有效处理污染地下水。其中，单一采用水力截流的方法不能有效去除污染地下水中的Cr(Ⅵ)污染，单一利用铁碳微电解技术虽然可以去除Cr(Ⅵ)污染，但是却缺少必要的装置对污染地下水进行收集。因此，研发一种将水力截流技术和铁碳微电解技术有机结合的装置对收集Cr(Ⅵ)污染地下水并对其进行有效处理具有十分重要的意义。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足之处，本申请提供一种处理Cr(Ⅵ)污染地下水的装置，该处理Cr(Ⅵ)污染地下水的装置通过将水力截流和微电解混凝沉淀技术有机结合，可以快速高效地对Cr(Ⅵ)污染地下水进行处理且在处理过程中不会产生二次污染。

该处理Cr(Ⅵ)污染地下水的装置包括：设置在Cr(Ⅵ)污染地下水下游的多个截流井，沿水流方向通过管路依次连接的集水池、第一水泵、微电解罐、第二水泵、沉淀池、第三水泵和过滤器，每一所述截流井均与所述集水池连接，所述过滤器的出水口连接有用于将水流导排到Cr(Ⅵ)污染地下水上游的导排管；

还包括沿药剂流向通过管路依次连接的配药罐、第一药泵、储药罐和第二药泵，所述第二药泵的出药口与所述沉淀池连接；

所述微电解罐顶部设置有待电解水入口，底部设置有已电解水出口，其内部从下至上依次装填有石英砂层和微电解填料层，所述第一水泵的出水口与所述待电解水入口连接，所述第二水泵的入水口与所述已电解水出口连接。

可选地，所述集水池内铺设有高密度聚乙烯膜。

可选地，所述石英砂层的高度为所述微电解罐高度的四分之一，所述微电解填料层的高度为所述微电解罐高度的二分之一。

可选地，所述沉淀池的池底为漏斗形。

可选地，所述配药罐为双桶双搅拌机型配药罐，所述储药罐为双桶型储药罐。

可选地，所述导排管的管径为20～60mm。

可选地，所述第一水泵、所述第二水泵和所述第三水泵均为管道离心泵。

可选地，所述第一药泵和所述第二药泵均为机械隔膜计量泵。

本实用新型的处理污染地下水的装置通过设置在Cr(Ⅵ)污染地下水下游的多个截流井对污染地下水进行截流，并将污染地下水收集到集水池内，然后通过微电解罐利用铁碳微电解技术将污染地下水中的Cr(Ⅵ)还原为 Cr(Ⅲ)，并将处理后的地下水加入絮凝剂和助凝剂后进行混凝沉淀和过滤，最后导流到污染地下水的上游对Cr(Ⅵ)污染土壤进行淋洗，从而实现了以水力截流和微电解混凝沉淀技术有机结合的方式，对Cr(Ⅵ)污染地下水进行快速高效地处理，且在处理过程中不会产生二次污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的处理污染地下水的装置的结构示意图。

附图标记说明：

1：集水池，2：第一水泵，3：微电解罐，31：石英砂层，

32：微电解填料层，4：第二水泵，5：沉淀池，6：第三水泵，7：过滤器，

8：配药罐，9：第一药泵，10：储药罐，11：第二药泵，12：导排管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1示出了本实施例中的处理Cr(Ⅵ)污染地下水的装置的结构示意图，该处理污染地下水的装置具体包括以下结构：

根据污染场地特征在Cr(Ⅵ)污染地下水下游建造的多个截流井，截流井的作用是对Cr(Ⅵ)污染地下水进行截流同时将地下水抽出。沿水流方向通过管路依次连接的集水池1、第一水泵2、微电解罐3、第二水泵4、沉淀池 5、第三水泵6和过滤器7。其中每一截流井均与集水池1连接，截流井将抽出的地下水输送到集水池1中。

其中，集水池1的内铺设有耐腐蚀材料制成的薄膜，例如可以铺设高密度聚乙烯膜，其池容可以根据污染地下水的抽出量来确定。第一水泵2、第二水泵4和第三水泵6均为管道离心泵。沉淀池5为砖混结构，其池底为漏斗形并设置有污泥导排装置。过滤器7为内置石英砂的玻璃钢过滤器，其容积根据地下水抽出量来确定，其出水口连接有导排管12，倒排管12用于将处理过后的地下水导排到Cr(Ⅵ)污染地下水上游，利用处理后的地下水对Cr(Ⅵ) 污染地下水上游的Cr(Ⅵ)污染土壤进行淋洗，并且上述各结构之间连接用的管路和导排管12的管径均在20～60mm之间。

微电解罐3用于通过铁碳微电解技术对污染地下水中的Cr(Ⅵ)进行还原处理，其顶部设置有待电解水入口，底部设置有已电解水出口，其内部从下至上依次装填有石英砂层31和微电解填料层32，并且第一水泵2的出水口与待电解水入口连接，第二水泵4的入水口与已电解水出口连接。

其中石英砂层31的高度为微电解罐3高度的四分之一，微电解填料层32 的高度为微电解罐3高度的二分之一。并且微电解填料层32中主成分为含碳的铸铁屑，其中加入一定比例的多孔陶粒可以增大铸铁屑之间的孔隙率，防止反应一段时间后发生的铸铁屑板结、反应效率降低等问题；在铸铁屑中加入一定比例的生物碳可以在增大铸铁屑之间孔隙率的同时，作为地下水中厌氧菌的附着载体，促进六价铬还原为三价铬。其各组分的含量如下：含碳废铸铁屑质量占比50％～80％，粒径6～20目；多孔陶粒质量占比10～20％，粒径 6～20目；生物碳质量占比20～30％，粒径6～20目；装填入微电解反应罐3前各组分需混合拌匀。并且从长期运行的角度出发，可以根据现场Cr(Ⅵ)地下水污染状况及修复状况及时更换微电解填料层32。

此外，本实施例中的处理Cr(Ⅵ)污染地下水的装置还包括沿药剂流向通过管路依次连接的配药罐8、第一药泵9、储药罐10和第二药泵11，其中第二药泵11的出药口与沉淀池5连接；配药罐8为双桶双搅拌机型配药罐，其材质为聚氯乙烯或不锈钢，其用于配置聚丙烯酰胺和聚合氯化铝。相应地储药罐10为双桶型储药罐，其材质为聚氯乙烯或不锈钢，其用于储存配药罐 8配置好的聚丙烯酰胺和聚合氯化铝。而第一药泵9和第二药泵11则均为机械隔膜计量泵。

其中聚丙烯酰胺是国内常见的非离子型高分子絮凝剂，分子量150万-2000 万，商品浓度一般为8％，其具有在颗粒间形成更大的絮体由此产生表面吸附作用。而聚合氯化铝也称作净水剂和混凝剂，其主要通过压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水中细微悬浮粒子和胶体离子脱稳、聚集、絮凝、混凝、沉淀，从而达到净化处理效果。

使用该处理Cr(Ⅵ)污染地下水的装置时，首先截流井将地下水采集到集水池1中，然后第一水泵2将集水池1中的地下水输送到微电解罐3中进行微电解处理，微电解后的地下水被第二水泵4输送到沉淀池5中，同时配药罐8中配好的药剂依次通过第一药泵9、储药罐10和第二药泵11进入沉淀池 5，在药剂的作用下沉淀池5内的地下水中的杂质发生沉淀，最后由第三水泵 6将沉淀池5内完成沉淀的地下水输送到过滤器7中过滤，过滤后的地下水由导排管12导排到污染地下水的上游，对污染地下水上游的Cr(Ⅵ)污染土壤进行淋洗，从而完成Cr(Ⅵ)污染地下水的处理流程。

本实施例的处理Cr(Ⅵ)污染地下水的装置通过设置在Cr(Ⅵ)污染地下水下游的多个截流井对污染地下水进行截流，并将污染地下水收集到集水池内，然后通过微电解罐利用铁碳微电解技术将污染地下水中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)，并将处理后的地下水加入絮凝剂和助凝剂后进行沉淀和过滤，最后导流到污染地下水的上游对Cr(Ⅵ)污染土壤进行淋洗，从而实现了以水力截流和微电解混凝沉淀技术有机结合的方式，对Cr(Ⅵ)污染地下水进行快速高效地处理，且在处理过程中不会产生二次污染。

需要说明的是，在本文中，“第一”、“第二”的出现，仅仅是为了作区分技术名词和描述方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。