一种地下水中三氯甲烷的分离装置及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于环保设备技术领域，尤其是含三氯甲烷地下水的处理设备，具体涉及 一种地下水中三氯甲烷的分离装置及其应用。
【背景技术】
[0002] 三氯甲烷为有机合成原料，主要用来生产氟里昂$-21、？-22、？-23)、染料和药物， 在医学上，常用作麻醉剂。可用作抗生素、香料、油脂、树脂、橡胶的溶剂和萃取剂。无色透 明液体。有特殊气味。味甜。高折光，不燃，质重，易挥发。纯品对光敏感，遇光照会与空气 中的氧作用，逐渐分解而生成剧毒的光气（碳酰氯）和氯化氢。可加入〇.6°/d%的乙醇作 稳定剂。能与乙醇、苯、乙醚、石油醚、四氯化碳、二硫化碳和油类等混溶、25°C时Iml溶于 200ml水。相对密度1. 4840。凝固点-63. 5°C。沸点61~62°C。折光率1.4476。低毒，半 数致死量（大鼠，经口）1194mg/kg。有麻醉性。有致癌可能性。
[0003] 三氯甲烷其化学性质比较稳定，在自然界能长期存在，并被认为是一种致癌物质。 在美国129中优先控制的污染物和中国58种环境优先监测的和控制的有机物中，三氯甲烷 均位于前列。美国环保局曾对39个小城镇地下水供水水源地进行检测，结果表明，在处理 过或未处理过的地下水中都发现了 11种挥发性氯代链烃，检出率最高的即是三氯甲烷和 三氯乙烯，分别为31%和36%。其中最严重的是纽约州的Nassau县和Sufilk县，300万人 口以地下水为唯一饮用水源，由于地下水受三氯甲烷、四氯乙烯、三氯乙烯和其它挥发性有 机化合物的污染，100多个公共或非公共供水井被迫关闭。作为典型工业化国家的德国，在 有机污染中，三氯甲烷等氯代烃污染占了 60%左右。
[0004] 由于三氯甲烷的相对稳定性和地下水环境的特殊条件，使得含三氯甲烷地下水的 污染治理与普通的污染控制技术相比难度更大，因此地下水三氯甲烷污染控制技术就成为 全球地下水研宄领域的热点和难点问题。
[0005]目前有关地下水中三氯甲烷污染治理的传统方法有以下几种： 1.表面活性剂改性岩矿材料处理技术 该方法是将表面活性剂注入到地下岩层中，由于吸附作用表面活性剂被吸附到岩层表 面形成一个更具吸附能力的吸附体系，进而加强地下岩层对地下水中的三氯甲烷等氯代烃 的吸附能力。其处理效果随着地下岩层物理性质不同而产生差异。一般来说，未经改性的 地下岩层具有的吸附能力较弱，改性后的吸附能力增强，处理效果好。
[0006] 与其他方法相比，该技术简单易行，但只是将有害物质吸附到岩层上仅仅是一个 纯粹的物理过程，并未根除有害物质，因此必须结合其他的方法才能达到较好的处理效果。
[0007] 2.超声波处理三氯甲烷 近几年来超声波法处理水中的有机物的研宄逐渐活跃起来。超声波法处理有机物主要 是基于液体中的微小气核在超声波作用下被激活，从而引发超声空化现象，有机物可以直 接在空化的气泡内燃烧或热力分解。其反应机理为超声波产生局部高温，在高温环境下水 被分解成-OH自由基，溶解在地下水中氧气和氮气也可发生自由基裂解产生游离的氮原子 和游离的氧原子自由基，这些自由基会进一步促进有机分子的断链、自由基的转移和氧化 还原反应。
[0008] 利用超声波法处理三氯甲烷污染的地下水是近几年兴起的一个新领域，目前还属 于探索阶段，要使其发展成为一种成熟的地下水处理技术，还需要在空气注入、小型试验转 移到工程应用方面做进一步探索。
[0009] 3 ?原位生物修复技术 原位生物修复是利用污染现场生物的代谢活动减少现场环境中有毒有害化合物的工 程技术系统。它主要是利用生物并通过工程措施为生物的生长和繁殖提供必需的条件，从 而加速污染物的生物降解和去除速率的一种工程技术方法。
[0010] 与物理化学法相比，原位生物修复技术有其独特的优势，地下水中的三氯甲烷等 有机物在现场就可以被微生物降解消除，就地处理操作，对周围的生态环境影响小，达到同 样的处理效果所耗时间短、修复成本低，其耗费仅占传统物理法和化学法费用的30°/『50%， 生物修复技术不产生二次污染，遗留问题也较少。
[0011] 但该法在国内起步较晚，目前大规模治理三氯甲烷污染地下水的工程实例国内尚 未见报道，因此这种方法有待进一步研宄和探索。
[0012] 4 ?渗透反应墙修复法 利用填充有活性反应介质材料的被动反应区，当受污染的地下水通过时，其中的污染 物质与反应介质发生物理、化学和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，从而使污水得 以净化。
[0013] 但是渗透性反应墙存在易被堵塞，地下水的氧化还原电位等天然环境条件易遭破 坏，反应墙工程措施及运行维护相对复杂等缺点，加上双金属系统、纳米技术成本较高，这 些因素阻碍了渗透性反应墙的进一步发展及大力推广。
[0014] 发明专利内容 为了克服以上现有技术的不足，本发明提供一种地下水中三氯甲烷的分离装置及其应 用，用于处理含三氯甲烷的地下水。
[0015] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种地下水中三氯甲烷的分离装置，包括震荡涌浪池、进水管和出水管，震荡涌浪池被 池体隔断分割成多于一个的震荡涌浪甬道，各震荡涌浪甬道平行错位排列，头尾贯通形成S 型通道，每个震荡涌浪甬道的一端设有震荡涌浪装置，震荡涌浪装置由震荡涌浪板和往复 杆滑动连接组成。
[0016] 优选地，在震荡涌浪池底部设有喷气管道，所述喷气管道由喷气主管道和至少一 个喷气支管道组成，喷气支管道上设置有至少一个喷气喷头。喷气主管道连通所有喷气支 管道，喷气喷头设置于喷气支管道上。
[0017] 优选地，包括回流管，其一端设置在震荡涌浪池底部，另一端设置在进水管道处。
[0018] 优选地，在震荡涌浪池的池壁上设置有窗体。
[0019] 震荡涌浪装置平行错位设置。
[0020] 震荡涌浪板在往复杆的作用下做水平往复运动，其有效行程为100~2200毫米，优 选为400~600毫米。
[0021] 喷气喷头为多孔吹气铝合金喷气喷头。
[0022] 待处理的地下水从进水管进入震荡涌浪池，通过震荡涌浪装置的往复杆带动震荡 涌浪板做往复运动，使含有三氯甲烷的水体产生周期性涌浪，在一定震荡幅度和频率下加 快气化和蒸发；与此同时，气体通过喷气主管道进入，并分配到多个喷气支管道上，经喷气 喷头持续喷出气体，以促使三氯甲烷汽化促进水体与新鲜空气接触而促使三氯甲烷分离， 最终通过出水管将达标水排除系统。
[0023] 采用本发明分离装置对地下水中三氯甲烷进行分离，其工艺控制条件为：回流 量为50~80 m3/min、水位50~80 cm、震荡涌浪周期10~20次/分钟、震荡涌浪板行程为 400~600mm、采用持续喷气方式。
[0024] 本发明公开了地下水中三氯甲烷的分离装置，利用组合式处理工艺(底部震荡涌 浪+喷气氧化系统）去除水体中三氯甲烷，将待处理含三氯甲烷的地下水从进水管进入系 统，然后通过震荡涌浪装置的涌浪作用使含有三氯甲烷的水体，在一定震荡幅度和频率下 加快气化和蒸发；与此同时，喷气管道分配多个喷气支管道上的喷气喷头