[发明专利]一种地下水原位除镉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下水原位除镉的方法，是利用泡沫浮选法去除地下水中的镉，属于地下水修复技术领域。

背景技术

随着工业的迅猛发展和人类活动的急剧增加，电镀、冶炼合金、颜料、电池、塑料等的生产中镉被广泛应用，并在生产和使用过程中以废气、废水、废渣等形式进入环境，这些“三废”物质中的镉随着沉降、雨水淋滤和污水入渗进入地下水。金属镉毒性很低，但其化合物毒性很大，饮用镉超标的地下水会对人体健康造成严重危害，据报道，当水中镉超过0.2mg/L时，居民长期饮水和从食物中摄取含镉物质，可引起“骨痛病”。动物实验表明，小白鼠最少致死量为50mg/kg，进入人体和温血动物的镉，主要累积在肝、肾、胰腺、甲状腺和骨骼中，使肾脏器官等发生病变，并影响人的正常活动。造成贫血、高血压、神经痛、骨质松软、肾炎和分泌失调等病症。因此，有效去除地下水中镉污染已经成为环保领域十分迫切的任务。

目前，处理含镉地下水的方法主要可分为异位处理技术和原位处理技术。异位处理技术主要是将含镉地下水抽出之后，通过物理、化学法等方法将镉分离出来；原位处理技术主要是指可渗透反应格栅技术，在含水层填装不同介质，通过吸附或金属还原作用对镉进行去除。异位处理技术主要用于受镉污染较严重的地下水，原位处理技术主要用于轻度镉污染地下水，虽然吸附或金属还原法可有效去除地下水中的镉，但反应一段时间后吸附介质很容易达到饱和，金属介质反应一段时间后由于金属介质表面钝化，处理效果很难得到保障。

发明内容

为了克服现有地下水原位处理镉技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种地下水原位除镉的方法，其采用离子浮选法修复镉污染地下水的原位处理技术；去除效率高，可使水中镉离子去除更充分；系统运行周期长，可将地下水中镉离子附着在气泡上分离出来，避免吸附技术中介质达到饱和时需要更替/再生作用，使体系不能连续运行。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种地下水原位除镉的方法，由注入井、离子浮选格栅、泡沫强化分离井构成；其特征在于具体步骤如下：首先将受镉污染地下水流入到注入井，投药泵将表面活性剂通过投药管泵入注入井内，在注入井内与受镉污染地下水混合，之后进入离子浮选格栅的配水区，经过配水区地下水沿填料层向上流动，同时在鼓风机作用下空气通过设置在离子浮选格栅底部曝气管以微小气泡形式进入填料层，在填料层内气泡进入地下水中，地下水中镉离子附着在气泡表面升至离子浮选格栅的泡沫室，大部分气泡通过排泡管被分离出来进入集泡箱，出水经出水口进入泡沫强化分离井，残余的泡沫粘挂在弹性立体填料上，使泡沫进一步去除，提高出水水质。

其中注入井内设置竖向穿孔管，穿孔管与地面上加药泵相连，表面活性剂通过加药泵泵入穿孔管，从而使表面活性剂与井内的含镉地下水充分混合； 

离子浮选格栅由由配水区、曝气管、填料层、泡沫室、排泡管和出水口构成；离子浮选格栅迎水面与背水面均为不透水结构，其材料可为不锈钢板或预制混凝土板；

其中配水区在离子浮选格栅内，配水区内填装粒径为5cm-15cm的鹅卵石，配水区厚度在25cm-40cm之间；

曝气管铺设在配水区底部为丰字形管，开孔孔径为5mm，保证形成气泡直径在5mm以下；

填料层中放置的填料可为沸石、陶粒等，填料粒径大小取决于当地含水层渗透系数，保证填料层渗透系数为含水层渗透系数的20倍以上；

泡沫室设在离子浮选格栅顶部，用于富集泡沫。

出水口设置在离子浮选格栅背水面一侧，填料层上部，出水口高于含水层顶面50cm-100cm，使出水以跌水形式进入泡沫强化分离井。

泡沫强化分离井液面上设置高密度弹性立体填料，离子浮选格栅出水中未被分离的泡沫可被弹性立体填料截留，进一步提高出水水质。

本发明的积极益效果是

（1）去除效率高，与原位吸附技术相比，采用原位离子浮选技术，可使水中镉离子去除更充分；

（2）系统运行周期长，离子浮选技术将地下水中镉离子附着在气泡上分离出来，避免吸附技术中介质达到饱和时需要更替/再生作用，使体系不能连续运行。

附图说明

图1为一种地下水原位除镉工艺示意图

图中1、注入井；2、投药管；3、曝气管；4、配水区；5、填料层；6、泡沫室；7、出水口；8、排泡管；9、集泡箱；10、泡沫强化分离井；11、弹性立体填料；12、投药泵；13、鼓风机。

具体实施方式