一种高COD、高氨氮污染场地的地下水处理装置的制作方法

一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理装置
技术领域
1.本实用新型涉及一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理装置，属于地下水处理技术领域。


背景技术：

2.地下水是我们赖以生存的重要资源，但随着现代社会工业化进程的不断发展，众多农药厂、化工厂、焦化厂等搬迁后的厂址，地下水产生了严重有机污染、氨氮污染。地下水污染问题日益严重，并逐渐威胁到人居健康、区域生态环境、经济社会的可持续发展，污染地下水修复已成为当前备受关注的环境问题。
3.污染地下水修复常采用抽出处理的异位修复方法，污染地下水抽出后，针对有机物及氨氮污染，目前常用的地下水处理方法有高级氧化法、生物法、电化学法、吸附法等。但是有的方法所用装置及原料成本高、操作复杂且无法高效且同时去除有机污染物和氨氮，不易普及应用。因此，急需一种经济、高效、同时针对地下水中有机污染物和氨氮进行处理的处理方法和装置，以满足当今社会对生产及环保的双重需求。
4.大量研究表明，芬顿(fenton)高级氧化法能快速高效去除污染水中的多环芳烃、石油烃、苯系物等有机污染物，另外通过折点加氯的方法可有效去除污染水中的氨氮。但目前国内针对同时有有机污染、氨氮污染的高cod、高氨氮地下水的修复处理技术研究较少。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种能够高效的、能够同时处理高cod、高氨氮污染场地的地下水处理装置。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.本实用新型提供一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
8.通过两级芬顿高级氧化对污染的地下水中的有机污染物进行氧化降解后，利用曝气吹脱，对地下水中的氨氮污染物进行初步降解，再通过添加絮凝剂对地下水中的悬浮物进行沉淀后，最终添加次氯酸钠试剂并再次曝气吹脱，对地下水中剩余的氨氮污染物进一步进行降解，达标排放。
9.优选的，所述处理方法包括以下步骤：
10.(1)将含有有机污染物和氨氮污染物的地下水通过潜水泵经进水池持续抽至一级芬顿反应罐，同时添加配制好的硫酸亚铁溶液、过氧化氢溶液及稀硫酸溶液于一级芬顿反应罐，进行芬顿氧化反应，且控制ph值在2～3；
11.(2)待步骤(1)中一级芬顿反应罐注满后(约30min)，反应液自流至二级芬顿反应罐，继续添加过氧化氢溶液进行芬顿氧化反应，且控制ph值在2～3；
12.(3)待步骤(2)中二级芬顿反应罐注满后(约30min)，反应液自流至一级曝气吹脱池，同时在自流管道中混合加入氢氧化钠溶液，使一级曝气吹脱池内的ph 值维持在11；
13.(4)待步骤(3)中处理的反应液经过9～11小时的吹脱曝气处理后，将一级曝气吹脱池中的反应液通过潜水泵抽至絮凝沉淀池，同时在水抽管道内混合加入 pam絮凝剂液和稀硫酸溶液，调节絮凝沉淀池内的ph值在7～8，待絮凝沉淀池中污泥达到一定量(视实际情况而定)时通过真空泵将污泥抽至储泥罐内静置；
14.(5)待步骤(4)中絮凝沉淀池内上层清液达到一定量(视实际情况而定)时，通过潜水泵将上层清液抽至二级曝气吹脱池，同时在水抽管道内混合加入次氯酸钠溶液，且使二级曝气吹脱池内的ph值维持在6～7；
15.(6)待步骤(5)中二级曝气吹脱池内曝气吹脱反应9～11小时后，将二级曝气吹脱池中处理后的地下水通过真空泵抽至出水池，验收合格外排。
16.优选的，步骤(1)中所述进水池的尺寸为25m*20m*1.5m；所述硫酸亚铁溶液的浓度为20wt％～25wt％，所述过氧化氢溶液的浓度为5wt％～10wt％，所述稀硫酸溶液的浓度为10wt％～15wt％，均通过加药泵及管道混合器添加，各加药桶的尺寸均为ф1m*1.5m，均具备搅拌功能；所述一级芬顿反应罐的尺寸为ф2m*2.6m，且内设液体混合装置，运行中控制进液流量为0.27m3/min。
17.优选的，步骤(2)中所述过氧化氢溶液的浓度为5wt％～10wt％；所述二级芬顿反应罐的尺寸为ф2m*2.6m，且内设液体混合装置，运行中控制进液流量为 0.27m3/min。
18.优选的，步骤(3)中所述氢氧化钠溶液的浓度为20wt％～25wt％；所述一级曝气吹脱池的尺寸为25m*20m*1.5m，且池底设置曝气吹脱装置。
19.优选的，步骤(4)中pam絮凝剂液的浓度为0.5wt％～1wt％，所述稀硫酸溶液的浓度为10wt％～15wt％；所述絮凝沉淀池的尺寸为20m*4m*1.5m，所述絮凝沉淀池内设置隔泥装置，池内泥浆通过真空泵抽至所述储泥罐，所述储泥罐的尺寸为ф 2m*2.6m，所述储泥罐中静置产生的上层清液通过回流管流回至所述絮凝沉淀池，下层污泥通过泥浆泵抽至叠螺机进行泥浆压缩处理，泥浆压缩处理过程中产生的固态污泥存放至污泥存放区，产生的污水回流至进水池。
20.优选的，步骤(5)中所述次氯酸钠溶液的浓度为10wt％，所述二级曝气吹脱池的尺寸为25m*20m*1.5m，且池底设置曝气吹脱装置。
21.优选的，所述一级曝气吹脱池和所述二级曝气吹脱池配备3台罗茨风机进行持续供气。
22.优选的，所述进水池、所述一级曝气吹脱池和所述二级曝气吹脱池在运行过程中，由于抽气作用，都处于负压状态，池内产生的废气经洗气塔和活性炭吸附箱处理后，达标排放。
23.本实用新型还提供了一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理装置，所述地下水处理装置包括通过管道依次连接的进水池、一级芬顿反应罐、二级芬顿反应罐、一级曝气吹脱池、絮凝沉淀池、二级曝气吹脱池、出水池，其中：
24.所述絮凝沉淀池依次通过储泥罐和叠螺机与所述进水池相连；
25.所述地下水处理装置还包括硫酸亚铁加药罐、过氧化氢加药罐、pam絮凝剂加药罐、氢氧化钠加药罐、次氯酸钠加药罐和稀硫酸加药罐，分别与所述一级芬顿反应罐、所述二级芬顿反应罐、所述一级曝气吹脱池、所述絮凝沉淀池和所述二级曝气吹脱池的其中之一或多个相连；
26.所述地下水处理装置还包括多个真空泵、多个潜水泵及附属构筑物。
27.优选的，各个所述加药罐的尺寸均为ф1m*1.5m，数量为1～2个，且均分别配置1个机械搅拌器、1个加药泵、1个流量计、1个调节阀门。
28.优选的，所述进水池的尺寸为25m*20m*1.5m，密闭带盖，在其出水口处设置有调节阀门；所述进水池的出水口通过潜水泵及管道与所述一级芬顿反应罐相连。
29.优选的，所述一级芬顿反应罐的尺寸为ф2m*2.6m，在其进水口处设置有管道混合器、流量计和在线ph计，在其出水口处设置有调节阀门；所述一级芬顿反应罐的进水口通过管道及管道混合器与所述进水池、所述硫酸亚铁加药罐、所述过氧化氢加药罐和所述稀硫酸加药罐相连；所述一级芬顿反应罐的出水口通过管道及管道混合器与所述二级芬顿反应罐相连。
30.优选的，所述二级芬顿反应罐的尺寸为ф2m*2.6m，在其进水口处设置有管道混合器、流量计和在线ph计，在其出水口处设置有调节阀门；所述二级芬顿反应罐的进水口通过管道及管道混合器与所述一级芬顿反应罐和所述过氧化氢加药罐相连；所述二级芬顿反应罐的出水口通过管道及管道混合器与所述一级曝气吹脱池相连。
31.优选的，所述一级曝气吹脱池的尺寸为25m*20m*1.5m，密闭带盖，在其池底设置有曝气吹脱装置；所述一级曝气吹脱池的进水口通过管道及管道混合器与所述二级芬顿反应罐和所述氢氧化钠加药罐相连；所述一级曝气吹脱池的出水口通过潜水泵及管道与所述絮凝沉淀池相连。
32.优选的，所述絮凝沉淀池的尺寸为20m*4m*1.5m，密闭带盖，其内设置有隔泥装置；所述絮凝沉淀池的进水口通过潜水泵、管道及管道混合器与所述一级曝气吹脱池、所述pam絮凝剂加药罐和所述稀硫酸加药罐相连；所述絮凝沉淀池的上层出水口通过潜水泵及管道与所述二级曝气吹脱池相连；所述絮凝沉淀池的下层出泥口通过抽泥管和真空泵与所述储泥罐相连。
33.优选的，所述储泥罐的尺寸为ф2m*2.6m，数量为2个；所述储泥罐的进泥口通过抽泥管和真空泵与所述絮凝沉淀池相连；所述储泥罐的出泥口通过抽泥管和真空泵与所述叠螺机相连。
34.优选的，所述叠螺机的进泥口通过抽泥管和真空泵与所述储泥罐相连；所述叠螺机的出水口通过管道与所述进水池相连。
35.优选的，所述二级曝气吹脱池的尺寸为25m*20m*1.5m，密闭带盖，在其池底设置有曝气吹脱装置；所述二级曝气吹脱池的进水口通过潜水泵、管道及管道混合器与所述絮凝沉淀池和所述次氯酸钠加药罐相连；所述二级曝气吹脱池的出水口通过潜水泵及管道与所述出水池相连。
36.优选的，所述出水池的尺寸为25m*20m*1.5m；所述出水池的进水口与通过潜水泵及管道与所述二级曝气吹脱池相连。
37.优选的，所述一级曝气吹脱池和所述二级曝气吹脱池均通过3台罗茨风机进行持续供气。
38.优选的，所述地下水处理装置还包括抽风机及相应风管，以对池内可能产生的废气进行处理；所述抽风机通过风管向前依次连接所述二级曝气吹脱池、所述一级曝气吹脱池、所述絮凝沉淀池和所述进水池；所述抽风机通过风管向后依次连接洗气塔、活性炭吸附
箱和烟囱。
39.相较于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
40.本实用新型的地下水处理方法及其装置针对同时有有机污染、氨氮污染的高 cod、高氨氮地下水，首先通过芬顿高级氧化将地下水中的有机污染物去除，再通过曝气吹脱、絮凝、折点加氯将水中的氨氮污染物去除，使水中cod值、氨氮值达到合格标准，整个工艺流程可连续进行，处理能力可达60m3/小时，同时，对污水处理过程中产生的污泥、废气进行收集处理，不会对环境造成二次污染，满足生产和环保要求，具有原料易得、工艺简便、处理效率高及易操作等优点，能够高效地去除污染地下水中的有机及氨氮污染物，保障地下水安全和人类健康，具有很好的应用前景。
附图说明
41.图1为本实用新型处理装置的结构示意图；
42.图2为本实用新型处理方法的工艺流程示意图。
43.附图标记说明：
44.进水池1，一级芬顿反应罐2，二级芬顿反应罐3，一级曝气吹脱池4，絮凝沉淀池5，二级曝气吹脱池6，抽风机7，出水池8，洗气塔9，活性炭吸附箱10，烟囱11，硫酸亚铁加药罐12-1，过氧化氢加药罐12-2，pam加药罐12-3，氢氧化钠加药罐12-4，次氯酸钠加药罐12-5，稀硫酸加药罐12-6，储泥罐13，叠螺机14，罗茨风机15。
具体实施方式
45.下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。
46.实施例1
47.请参见图1，图1为本实用新型的一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理装置的实施例1，所述地下水处理装置包括通过管道依次连接的进水池1、一级芬顿反应罐2、二级芬顿反应罐3、一级曝气吹脱池4、絮凝沉淀池5、二级曝气吹脱池6、出水池8，其中：
48.所述絮凝沉淀池5依次通过储泥罐13和叠螺机14与所述进水池1相连；
49.所述地下水处理装置还包括硫酸亚铁加药罐12-1、过氧化氢加药罐12-2、pam 絮凝剂加药罐12-3、氢氧化钠加药罐12-4、次氯酸钠加药罐12-5和稀硫酸加药罐12-6，分别与所述一级芬顿反应罐2、所述二级芬顿反应罐3、所述一级曝气吹脱池 4、所述絮凝沉淀池5和所述二级曝气吹脱池6的其中之一或多个相连；
50.所述地下水处理装置还包括多个真空泵、多个潜水泵及附属构筑物。
51.进一步地，各个所述加药罐12的尺寸均为ф1m*1.5m，数量为1～2个，且均分别配置1个机械搅拌器、1个加药泵、1个流量计、1个调节阀门。
52.进一步地，所述进水池1的尺寸为25m*20m*1.5m，密闭带盖，在其出水口处设置有调节阀门；所述进水池1的出水口通过潜水泵及管道与所述一级芬顿反应罐 2相连。
53.进一步地，所述一级芬顿反应罐2的尺寸为ф2m*2.6m，在其进水口处设置有管道混合器、流量计和在线ph计，在其出水口处设置有调节阀门；所述一级芬顿反应罐2的进水口通过管道及管道混合器与所述进水池1、所述硫酸亚铁加药罐 12-1、所述过氧化氢加药罐12-2和所述稀硫酸加药罐12-6相连；所述一级芬顿反应罐2的出水口通过管道及管道混合器与所述二级芬顿反应罐3相连。
54.进一步地，所述二级芬顿反应罐3的尺寸为ф2m*2.6m，在其进水口处设置有管道混合器、流量计和在线ph计，在其出水口处设置有调节阀门；所述二级芬顿反应罐3的进水口通过管道及管道混合器与所述一级芬顿反应罐2和所述过氧化氢加药罐12-2相连；所述二级芬顿反应罐3的出水口通过管道及管道混合器与所述一级曝气吹脱池4相连。
55.进一步地，所述一级曝气吹脱池4的尺寸为25m*20m*1.5m，密闭带盖，在其池底设置有曝气吹脱装置；所述一级曝气吹脱池4的进水口通过管道及管道混合器与所述二级芬顿反应罐3和所述氢氧化钠加药罐12-4相连；所述一级曝气吹脱池4 的出水口通过潜水泵及管道与所述絮凝沉淀池5相连。
56.进一步地，所述絮凝沉淀池5的尺寸为20m*4m*1.5m，密闭带盖，其内设置有隔泥装置；所述絮凝沉淀池5的进水口通过潜水泵、管道及管道混合器与所述一级曝气吹脱池4、所述pam絮凝剂加药罐12-3和所述稀硫酸加药罐12-6相连；所述絮凝沉淀池5的上层出水口通过潜水泵及管道与所述二级曝气吹脱池6相连；所述絮凝沉淀池5的下层出泥口通过抽泥管和真空泵与所述储泥罐13相连。
57.进一步地，所述储泥罐13的尺寸为ф2m*2.6m，数量为2个；所述储泥罐13 的进泥口通过抽泥管和真空泵与所述絮凝沉淀池5相连；所述储泥罐13的出泥口通过抽泥管和真空泵与所述叠螺机14相连。
58.进一步地，所述叠螺机14的进泥口通过抽泥管和真空泵与所述储泥罐13相连；所述叠螺机14的出水口通过管道与所述进水池1相连。
59.进一步地，所述二级曝气吹脱池6的尺寸为25m*20m*1.5m，密闭带盖，在其池底设置有曝气吹脱装置；所述二级曝气吹脱池6的进水口通过潜水泵、管道及管道混合器与所述絮凝沉淀池5和所述次氯酸钠加药罐12-5相连；所述二级曝气吹脱池6的出水口通过潜水泵及管道与所述出水池8相连。
60.进一步地，所述出水池8的尺寸为25m*20m*1.5m；所述出水池8的进水口与通过潜水泵及管道与所述二级曝气吹脱池6相连。
61.进一步地，所述一级曝气吹脱池4和所述二级曝气吹脱池6均通过3台罗茨风机15进行持续供气。
62.进一步地，所述地下水处理装置还包括抽风机7及相应风管；所述抽风机7通过风管向前依次连接所述二级曝气吹脱池6、所述一级曝气吹脱池4、所述絮凝沉淀池5和所述进水池1；所述抽风机7通过风管向后依次连接洗气塔9、活性炭吸附箱10和烟囱11。
63.实施例2
64.应用实施例1所述的地下水处理装置，本实用新型还提供了一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理方法的实施例2，用于处理含有有机污染物(石油烃、苯系物、多环芳烃等)和氨氮污染物的地下水。经检测，本实施例的目标地下水的cod 为300mg/l，氨氮浓度为298mg/l。
65.请参见图2，本实施例的所述地下水处理方法包括以下步骤：
66.通过两级芬顿高级氧化对污染的地下水中的有机污染物进行氧化降解后，利用曝气吹脱，对地下水中的氨氮污染物进行初步降解，再通过添加絮凝剂对地下水中的悬浮物进行沉淀后，最终添加次氯酸钠试剂并再次曝气吹脱，对地下水中剩余的氨氮污染物进一步进行降解，达标排放。
67.进一步地，所述处理方法包括以下步骤：
68.(1)将含有有机污染物和氨氮污染物的地下水通过潜水泵经进水池1持续抽至一级芬顿反应罐2，同时添加配制好的25wt％硫酸亚铁溶液、5wt％过氧化氢溶液及10wt％稀硫酸溶液于一级芬顿反应罐2，进行芬顿氧化反应，且控制ph值在2.5；
69.(2)待步骤(1)中一级芬顿反应罐2注满后(约30min)，反应液自流至二级芬顿反应罐3，继续添加5wt％过氧化氢溶液进行芬顿氧化反应，且控制ph值在2.5；
70.(3)待步骤(2)中二级芬顿反应罐3注满后(约30min)，反应液自流至一级曝气吹脱池4，同时在自流管道中混合加入25wt％氢氧化钠溶液，使一级曝气吹脱池4内的ph值维持在11；
71.(4)待步骤(3)中处理的反应液经过10小时的吹脱曝气处理后，将一级曝气吹脱池4中的反应液通过潜水泵抽至絮凝沉淀池5，同时在水抽管道内混合加入 0.5wt％pam絮凝剂液和10wt％稀硫酸溶液，调节絮凝沉淀池5内的ph值在7.5，待絮凝沉淀池5中污泥达到半池时通过真空泵将污泥抽至储泥罐13内静置；
72.(5)待步骤(4)中絮凝沉淀池5内上层清液达到半池时，通过潜水泵将上层清液抽至二级曝气吹脱池6，同时在水抽管道内混合加入10wt％次氯酸钠溶液，且使二级曝气吹脱池6内的ph值维持在6.5；
73.(6)待步骤(5)中二级曝气吹脱池6内曝气吹脱反应10小时后，将二级曝气吹脱池6中处理后的地下水通过真空泵抽至出水池8，验收合格外排。
74.采用上述技术方案对目标地下水进行修复处理后，该地下水中的cod去除率为81.0％，氨氮去除率为98.4％。
75.实施例3
76.应用实施例1所述的地下水处理装置，本实用新型还提供了一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理方法的实施例3，其与实施例2的区别仅在于，步骤(1) 与步骤(2)中加入的过氧化氢溶液浓度均为8wt％，结合步骤(1)～(6)同样能够解决本实用新型的技术问题。
77.采用上述技术方案对目标地下水进行修复处理后，该地下水中的cod去除率为87.3％，氨氮去除率为98.9％。
78.实施例4
79.应用实施例1所述的地下水处理装置，本实用新型还提供了一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理方法的实施例4，其与实施例2的区别仅在于，步骤(1) 与步骤(2)中加入的过氧化氢溶液浓度为10wt％，结合步骤(1)～(6)同样能够解决本实用新型的技术问题。
80.采用上述技术方案对目标地下水进行修复处理后，该地下水中的cod去除率为96.0％，氨氮去除率为98.8％。
81.实施例5
82.应用实施例1所述的地下水处理装置，本实用新型还提供了一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理方法的实施例5，其与实施例4的区别仅在于，步骤(5) 中加入的次氯酸钠溶液浓度为9wt％，结合步骤(1)～(6)同样能够解决本实用新型的技术问题。
83.采用上述技术方案对目标地下水进行修复处理后，该地下水中的cod去除率为97.3％，氨氮去除率为98.5％。
84.实施例6
85.应用实施例1所述的地下水处理装置，本实用新型还提供了一种高cod、高氨氮污染场地的地下水处理方法的实施例6，其与实施例4的区别仅在于，步骤(5) 中加入的次氯酸钠溶液浓度为8wt％，结合步骤(1)～(6)同样能够解决本实用新型的技术问题。
86.采用上述技术方案对目标地下水进行修复处理后，该地下水中的cod去除率为95.7％，氨氮去除率为95.3％。