专利名称：一种利用导流明渠应急处理铁、锰超标水体的方法
技术领域：
本发明涉及河道中铁、锰离子超标水体应急处理方法，属于地表水处理领域。具体 而言，在污染河道上修建截流坝隔断被污染的水体，并在截流坝上游与下游开挖一条导流 明渠，投加絮凝剂，采用导流明渠上游和下游水位差产生的快速下泄水流进行水力搅拌，达 到絮凝除去重铁、锰离子的效果，絮凝产生的泥渣用溢流坝进行拦截，并进行安全处置。
背景技术：
近些年由于工业迅猛发展，突发性水污染事件屡有发生。2010年2月，徐州旗山矿 发生突水事故，含高浓度铁离子、锰离子的矿井外排水进入河道后，导致河水中铁离子浓度 升至300mg/L、锰离子浓度升至30mg/L，远远超出地表水质标准。上述重金属污染事件不仅 对饮用水源地安全保障造成巨大威胁，直接影响周边群众的生活、生产。常规去除水体中重金属离子的方法有吸附法、膜滤法和化学沉淀法(砷污染原水 的应急处理工艺研究，中国给水排水，2007，23 (21) :15-23.)。然而在实际突发水污染事件 处置过程中，由于受污染的河道水流量大、环境复杂，上述方法在操作过程中很难实施(1) 活性炭对重金属的饱和吸附量很低，河水中天然有机质会对活性炭吸附重金属形成干扰， 并很难将活性炭在短时间内均勻的洒入河道并且回收；(2)反渗透法的设备投资和运行成 本极高，且处理量有限，仅适用于小规模的饮用水应急供给，很难应用于河道中大量水体的 净化；(3)化学沉淀法操作简单，运行成本低，然而如何将混凝剂在河道中充分与河水混合 沉淀依然是应用化学沉淀法处置河道水污染的难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用导流明渠应急处理铁、锰超标水体的方法，即通过 修建截流坝隔断污染的水体，并在截流坝上游与下游开挖一条导流明渠，在导流渠上游入 口投加絮凝剂，通过水位差在导流明渠中产生快速水流对混凝剂进行有效的水力搅拌，并 充分利用导流明渠作为混合反应区，絮凝沉淀去除河水中铁、锰重金属离子，所形成的污泥 用溢流坝截取后进行安全处置。本发明的技术方案如下一种利用导流明渠为混合反应区的铁、锰超标水体的应 急处理方法，它基本上由下列步骤组成一种利用导流明渠应急处理铁、锰超标水体的方 法，其由下列步骤组成步骤1.修建土坝按照国家地表水质标准，对污染河道进行监测， 在污染断面下游1公里处修建截流土坝；步骤2.开挖导流明渠在上游距离坝体20-50米 处开挖导流明渠连通坝体下游20米处，导流明渠宽2. 0-3. 0米，上游入水口与下游出水口 落差大于1. 5米，且用砖砌护坡；步骤3.架设，导流明渠机械加料；步骤4.筑溢流坝在截 流坝体下游河道3-5公里处，打入木桩后用麻袋装填石子筑一道溢流坝，高度低于河道水 面0. 5-1. 0米，坝体用木桩或钢架进行适当加固；步骤5.投加絮凝剂通过投料管道向导 流明渠的进水口加入絮凝剂，使重金属离子与混凝剂在导流明渠中充分反应，实现混凝沉 淀，药剂的投加量以保证混合后河水的PH值> 7. 5为宜；步骤6.污泥处置河水处理完毕
3后，用清淤船将溢流坝截流的泥渣清除，脱水后进行处置。其中步骤1中的截流坝坡顶宽6-8米，坝体上下游水位差达1. 0-1. 5米。步骤3 中的投料管道为在入水口处架设的皮带传送器，出料口距导流明渠底部2. 5-3. 0米。步骤4中的溢流坝高度低于水面0. 5-1. 0米，是用麻袋填装石子筑成；步骤5中的 加入絮凝剂后通过导流明渠的快速出水形成的水力搅拌和局部回流进行絮凝搅拌。上述的 宽度和高度范围仅仅表示较为适宜的范围，并不意味着一定要非常严格的限定。本发明提供了一种利用导流明渠应急处理铁、锰超标水体的方法，通过修建截流 坝隔断污染的水体，并在截流坝上游与下游开挖一条导流明渠，在导流渠上游入口投加絮 凝剂，通过水位差在导流明渠中产生快速水流对混凝剂进行有效的水力搅拌，可以快速、高 效去除水中铁、锰离子，且絮凝剂搅拌扩散依靠截流坝上游、下游水位差形成的快速水流在 导流明渠内进行水力搅拌，并充分混合反应，絮凝去除水中铁、锰离子，絮凝形成的泥渣可 以被溢流坝有效截流后安全处置。经过试验，在矿山铁、锰污染的应急处置上效果较好。
图1为本发明禾I佣导流明渠应急处理铁、锰超标水体的方法示意图，其中1为截流坝，2 为污染水体。3为护坡，4为投料管道，5为导流明渠，6为经导流明渠处理后的水体，7为溢流坝。
具体实施例方式以下通过铁、锰污染治理实验进一步说明本专利。以下实例中超标河水中铁浓度 大于 100mg/L，锰浓度大于 20mg/L, pH = 6. 2。实施例1 (1)确定污染带，在清污交界处修建截流坝，对污染水体2进行截流，截 流坝1坡顶宽6米，坝体长250米，上下游水位差达1. 2米；(2)开挖导流明渠5 在上游距离 坝体50米处开挖导流明渠连通坝体下游20米处，导流明渠宽3. 0米，上游入水口与下游出 水口水平落差1. 8米，上游入口处用砖砌护坡3 ； (3)架设投料管道4 在导流明渠上游入水 口处架设皮带传送器，传送器出料口距导流明渠底部3. 0米；(4)筑溢流坝7 在水闸/坝体 下游河道3公里处，打入木桩后用麻袋装填石子筑一道溢流坝，高度低于河道水面0. 5米， 坝体用木桩进行适当加固；(5)投加絮凝剂根据上游河水中重金属含量超标实际情况，结 合导流明渠/水闸过水流量投加Ca(OH)2，药剂与处理的水量重量比约为1 5000，即流量 为1立方米/秒时，药剂投加量为1.2千克/每分钟，利用上下游水位差形成的快速水流对 药剂进行水力搅拌，使重金属离子与混凝剂在下游河道中充分反应，下游1公里处河水中 铁浓度为0. 48mg/L，锰浓度为0. 09mg/L，pH值为8. 8 ； (6)污泥处置河水处理完毕后，用清 淤船将溢流坝截流的泥渣清除，脱水后进行安全处置。实施例2 基本步骤同实施例1，但将步骤5中的药剂改为Ca(OH)2和重量百分比 浓度为40%的液碱，Ca (OH)2投加量为0. 1千克药剂/立方河水，液碱投加量为0. 5升液碱 /立方河水，其它操作条件不变，下游1公里处河水中的铁浓度降至0. 128mg/L，锰浓度为 0. 242mg/L, pH 值为 8. 9。实施例3 步骤同实施例1，但将步骤5中的药剂Ca(OH)2投加量改为0. 3千克药 剂/立方河水，其它操作条件不变，下游1公里处河水中的铁浓度降至0. 231mg/L,锰浓度为 0. 067mg/L, pH 值为 8. 8。
权利要求
一种利用导流明渠应急处理铁、锰超标水体的方法，其由下列步骤组成步骤1.修建土坝按照国家地表水质标准，对污染河道进行监测，在污染断面下游1公里处修建截流土坝；步骤2.开挖导流明渠在上游距离坝体20 50米处开挖导流明渠连通坝体下游20米处，导流明渠宽2.0 3.0米，上游入水口与下游出水口落差大于1.5米，且用砖砌护坡；步骤3.在导流明渠上方架设投料管道；步骤4.筑溢流坝在截流坝体下游河道3 5公里处，打入木桩后用麻袋装填石子筑一道溢流坝，高度低于河道水面0.5 1.0米，坝体用木桩或钢架进行适当加固；步骤5.投加絮凝剂通过投料管道向导流明渠的进水口加入絮凝剂，使重金属离子与混凝剂在导流明渠中充分反应，实现混凝沉淀，药剂的投加量以保证混合后河水的pH值＞7.5为宜；步骤6.污泥处置河水处理完毕后，用清淤船将溢流坝截流的泥渣清除，脱水后进行处置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤1中的截流坝坡顶宽6-8米，坝体上下游 水位差达1. 0-1. 5米。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是步骤3中的投料管道为在入水口处架设的皮 带传送器，出料口距导流明渠底部2. 5-3. 0米。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的方法，其特征是步骤4中的溢流坝高度低于水 面0. 5-1. 0米，是用麻袋填装石子筑成；根据权利要求1 3中任一项所述的方法，其特征是步骤5中的加入絮凝剂后通过导 流明渠的快速出水形成的水力搅拌和局部回流进行絮凝搅拌。
全文摘要
本发明是一种利用导流明渠应急处理铁、锰超标水体的方法，属于水体污染治理领域。它是在污染河道上修建截流坝隔断污染的水体，并在截流坝上游与下游开挖一条导流明渠，通过导流明渠中水位差产生快速水流对混凝剂进行有效的水力搅拌，使河水与混凝剂充分混合，使河水中铁、锰离子与混凝剂形成絮状物沉淀，河水得到净化；同时在水坝下游河道建溢流坝，形成的絮状物沉淀在溢流坝处被拦截，待水体处理达标后挖出泥渣，离心脱水，并进行安全处置。本发明可以快速、高效去除水中铁、锰离子，絮凝形成的泥渣可以被溢流坝有效截流后安全处置。经过试验，在矿山铁、锰污染的应急处置上效果较好。
文档编号C02F1/64GK101905920SQ20101024617
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者戴建军, 李爱民, 王津南 申请人:南京大学