一种修复地下水中重金属砷的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种修复地下水中重金属砷的装置，包括(1)入水口、(2)搅拌器、(3)沉淀区、(4)过滤区、(5)过水通道①、(6)反冲洗装置、(7)过水通道②、(8)碱性阴离子交换树脂、(9)离子交换区、(10)出水口、(11)膨化聚四氟乙烯薄膜；所述经水泵抽提的地下水由进水口(1)进入沉淀区(3)，并加入絮凝剂，经搅拌器(2)搅拌，地下水中砷分离，沉淀，地下水通过膨化聚氟乙烯薄膜(11)，过滤，并在反冲洗装置反冲洗作用下，将砷从地下水中再次过滤，最后地下水进入离子交换区(9)，与阴离子交换树脂(8)进行离子交换反应，检测地下水中砷浓度范围在0.0106mg/L-0.0108mg/L，经该装置处理后检测出地下水中砷浓度范围在0.00105mg/L-0.00107mg/L，经本装置处理，对地下水中砷去除率高达92％以上。
【专利说明】一种修复地下水中重金属砷的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种修复地下水中重金属砷的方法，属于水处理领域。
【背景技术】
[0002]地下水是自然界水循环的重要组成部分，与人类活动和生存息息相关。随着生产的发展，地下水重金属污染的问题日益严重，已经成为当前人类所面临的最紧迫的环境污染问题之一。从毒性和对生物体的危害方面来看，重金属砷有如下特点:在天然水体中只要有微量浓度即可产生毒性效应。微生物一般不能降解它们，因此其影响很难在短时间内消除。通常情况下，突然给一旦被其污染，随着时间的推移，重金属砷会逐渐转移到地下水中，随着地下水的流动逐渐扩散，从而导致地下水严重污染。
[0003]人体砷中毒的剂量为10_50mg，致死剂量为100_300mg。砷主要通过呼吸道，食道，皮肤粘膜进入人体。砷中毒是一个以皮肤损害为主的全身性疾病，它可以危害人体的皮肤、呼吸、消化、泌尿、心血管、神经、造血系统等，按其发病过程可分为急性和慢性中毒。此外，砷还有三致作用，即致癌、致畸和致突变。砷的毒性主要是影响与硫氢基(SH)有关的酶的作用，妨碍细胞呼吸。由于地下水与其重金属污染物质的物理化学作用过程十分复杂，其污染进程往往十分隐蔽和缓慢，既不容易及早发现，又难以在较短时间内治理奏效，因此地下环境的污染治理比地表环境更为复杂和困难，从而对修复技术也要求较高。处理含砷废水，目前国内外主要有中和沉淀法、絮凝沉淀法、铁氧体法、硫化物沉淀法等，适用于高浓度含砷废水，但生成的污泥易造成二次污染。
【发明内容】
[0004]本发明针对传统的修复方法周期长、修复效率低，且易于造成二次污染等问题提供了一种修复周期短、修复率高、环保洁净的修复地下水中重金属砷的方法。
[0005]一种修复地下水中重金属砷的装置，包括进水口(I)、搅拌器(2)、沉淀区(3)、过滤区(4)、过水通道(5)、反冲洗装置(6)、过水通道(8)、碱性阴离子交换树脂(9)、离子交换区(10)、膨化聚氟乙烯薄膜(11);所述地下水经水泵抽提由进水口(I)进入到沉淀区(3)，同时加入絮凝剂搅拌沉淀，沉淀后的水经过过滤区(4)中膨化聚氟乙烯薄膜(11)过滤和反冲洗装置出)的反冲洗作用，对地下水中砷进一步净化和过滤，过滤后的水随后通入离子交换区(9)进行离子交换，地下水中砷在碱性阴离子交换树脂(8)的离子交换反应后，得以去除，随后经处理后的地下水经出水口(10)回灌。
[0006]所述沉淀区内(3)设有搅拌器(2)，向地下水中加入絮凝剂后，再搅拌，将水中砷沉淀，所述的絮凝剂是三氯化铁。
[0007]所述过滤区(4)内设有反冲洗装置(6)和膨化聚氟乙烯薄膜(11)，地下水经过滤以及反冲洗，使得地下水中砷先与地下水分离滤下。
[0008]所述离子交换区(9)填有碱性阴离子交换树脂(11)，所述的阴离子交换树脂是苯乙烯系阴离子交换树脂。
[0009]本发明的工作原理:经水泵上抽的水进入到装置沉淀区(3)，先搅拌再沉淀，借助加入Fe2+，Fe3+，Al3+，Mg2+，Mn2+等离子，并用氢氧化钙调到适当的pH。使其水解形成氢氧化物胶体，这些氢氧化物胶体能把地下水中砷吸附在表面，在水中电解质的作用下，氢氧化物胶体相互碰撞凝聚，并将其表面吸附物(砷化物)包裹在凝聚体内，形成绒状凝胶下沉，达到水质除砷的目的。经搅拌器⑵搅拌后，除砷更加快捷。随后将水通入过滤区(4)，运用膨化聚氟乙烯薄膜(11)过滤技术，先过滤，再运用反冲洗装置(6)反冲洗，将水质处理更加干净。最后将水通入离子交换区(9)运用碱性离子交换树脂(8)进行离子交换。从而达到除砷的目的。
[0010]本发明的应用方法:地下水经水泵抽提，由入水口(I)进入沉淀区(3)，与混凝剂混合，经搅拌器(2)搅拌后，沉淀；随后地下水再通入过滤区(4)，经过滤区中膨化聚氟乙烯薄膜(11)过滤，再进行反冲洗；最后，地下水进入离子交换区(9)，与碱性阴离子交换树脂
(8)发生离子交换反应，随后经出水口(10)回灌其他洁净水源。
[0011]本发明具有的显著优势在于:(I)、先沉淀，运用絮凝吸附，并搅拌，使砷凝结均匀，沉淀；(2)、膨化聚四氟乙烯薄膜为滤料，能将液体中的微小颗粒全部截留在薄膜的表面，同时对膜表面进行反冲洗，滤饼被彻底地从膜表面清理干净，极高的滤膜孔隙率；能高效过滤地下水中砷；(3)、再用碱性离子交换树脂进行离子交换，使水质达到可饮用标准。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0013]图1为本发明的结构示意图。
[0014]其中:⑴入水口 ；⑵搅拌器；(3)沉淀区；(4)过滤区；(5)过水通道①；(6)反冲洗装置；⑵过水通道②；⑶碱性阴离子交换树脂；(9)离子交换区；(10)出水口 ；(11)膨化聚四氟乙烯薄膜。
具体实施方案
[0015]一种修复地下水中重金属砷的方法，方法为:
[0016](I)先对地下水的地质勘探，确定污染地下水源集中分布情况；
[0017](2)再对地下水水质检测，确定地下水水中重金属砷点源分布；
[0018](3)对照地下水水中重金属砷点源分布，找到重污染区域，并在地下水源集中区域连接抽水泵；
[0019](4)用水泵从水源集中点将地下水抽送到重金属砷修复装置中；
[0020](5)首先将地下水通入沉淀区，使地下水中砷沉淀，再通入过滤区，经过膨化聚氟乙烯过滤，并对地下水进行反冲洗；
[0021](6)再将地下水通入离子交换区，与氢型阳离子交换树脂反应；
[0022](7)经修复装置处理后，将处理后的地下水直接通入河水，再将水回灌入地下水源。
[0023]实例I
[0024]对长江中下游某区域地下水进行抽提，将地下水先通入沉淀区，搅拌器转速为60r/min,絮凝剂量为20mg/L，沉淀后，接着，再将地下水通入过滤区，聚氟乙烯薄膜浓度为10%，最后将过滤后的地下水通入离子交换区，碱性阴离子交换树脂填充量为20g/L。地下水处理周期完成，测得地下水处理前砷浓度含量为0.0106mg/L,处理后砷浓度为
0.00105mg/L，经出水口排出测得砷去除率为90%。
[0025]实例2
[0026]对长江中下游某区域地下水进行抽提，将地下水先通入沉淀区，搅拌器转速为120r/min,絮凝剂量20mg/L，沉淀后，接着，再将地下水通入过滤区，聚氟乙烯薄膜浓度为10%，最后将过滤后的地下水通入离子交换区，碱性阴离子交换树脂填充量为25g/L。地下水处理完成，测得地下水处理前砷浓度含量为0.0107mg/L，处理后砷浓度为0.00106mg/L,经出水口排出测得砷去除率为91%。
[0027]实例3
[0028]对长江中下游某区域地下水进行抽提，将地下水先通入沉淀区，搅拌器转速为180/min,絮凝剂量为20mg/L，沉淀后，接着，再将地下水通入过滤区，聚氟乙烯薄膜浓度为10%，最后将过滤后的地下水通入离子交换区，碱性阴离子交换树脂填充量为30g/L。地下水处理完成，经测得地下水处理前砷浓度含量为0.0108mg/L，处理后砷浓度为0.00105mg/L，出水口排出测得砷去除率为92%。
【权利要求】
1.一种修复地下水中重金属砷的装置，其特征在于:包括进水口(I)、搅拌器(2)、沉淀区(3)、过滤区(4)、过水通道(5)、反冲洗装置￠)、过水通道(8)、碱性阴离子交换树脂(9)、离子交换区(10)、膨化聚氟乙烯薄膜(11);所述地下水经水泵抽提由进水口(I)进入到沉淀区(3)，同时加入絮凝剂搅拌沉淀，沉淀后的水经过过滤区(4)中膨化聚氟乙烯薄膜(11)过滤和反冲洗装置￠)的反冲洗作用，对地下水中砷进一步净化和过滤，过滤后的水随后通入离子交换区(9)进行离子交换，地下水中砷在碱性阴离子交换树脂(8)的离子交换反应后，得以去除，随后经处理后的地下水经出水口(10)回灌。
2.根据权利要求1所述的一种修复地下水中重金属砷的装置，其特征在于:所述沉淀区内(3)设有搅拌器(2)，向地下水中加入絮凝剂后，再搅拌，将水中砷沉淀，所述的絮凝剂是二氯化铁。
3.根据权利要求1所述的一种修复地下水中重金属砷的装置，其特征在于:所述过滤区(4)内设有反冲洗装置(6)和膨化聚氟乙烯薄膜(11)，地下水经过滤以及反冲洗，使得地下水中砷先与地下水分离滤下。
4.根据权利要求1所述的一种修复地下水中重金属砷的装置，其特征在于:所述离子交换区(9)填有碱性阴离子交换树脂(11)，所述的阴离子交换树脂是苯乙烯系阴离子交换树脂。
【文档编号】C02F9/04GK104291488SQ201410529859
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】雷春生 申请人:常州大学