[实用新型]活性炭纳米铁有机污染地下水处理装置

说明书

技术领域

1.本实用新型技术是一套处理有机污染地下水的装置。

背景技术

2.地下水污染是指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。目前我国地下水污染的环境问题比较严重，已严重制约了社会的可持续发展，因此受到国家日益广泛的关注。特别是近期国务院正式批复了《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》，首次对全国地下水污染防治工作做出了总体部署。地下水污染的主要来源大致可以分为：①工业废气、废水和废渣的排放；②农药、化肥等化学制品的大量使用；③污水灌溉。地下水污染的危害主要有：①农作物减产和品质下降；②饮用水源受到污染，人体健康受到威胁；③污染物在农作物中积累，经由食物链富集于人体；④导致大气污染、地表水污染、生态系统退化等其他次生生态环境问题。

3.我国的地下水污染已呈现出量大、面广、危害严重等特点，鉴于日益严峻的地下水污染现状，污染地下水的处理装置研究成为当前环境科学和技术研究的一个新热点。其中，有机物对地下水的污染因其危害大、范围广、持续时间长，已成为地下水污染处理工作的一个难点及重点。因此，研制修复成本低、操作简单、污染物去除效率高的有机物污染地下水处理装置是当前地下水处理工程技术的难点之一。

4.本实用新型技术可用于处理受到有机物污染的地下水。纳米铁已被证实对于多种有机污染物有较好的处理效果，如有机卤化物、有机氯农药等，其原理为零价铁提供电子给有机物，使其还原脱卤。同时，纳米级的铁颗粒比表面积大，与传统铁粉相比能提供更多的反应面积。但是，纳米铁对于浓度比较低的有机污染水处理效率较低、成本较高。本技术的核心为充分利用活性炭比表面积大、对有机污染物吸附富集能力比较强和纳米铁催化还原有机污染物的特性，极大地提高了纳米铁的催化还原的效率，克服了纳米铁处理有机污染地下水成本高、效率低等不足。

实用新型内容

5.本实用新型技术的目的是利用活性炭比表面积大、吸附能力强以及纳米铁催化还原有机污染物的特点，将活性炭与纳米铁混合成型，当受污染的地下水通过活性炭与纳米铁混合填料层时，地下水中的低浓度有机污染物会富集到活性炭孔隙表面，使得结合在活性炭孔隙内的纳米铁颗粒附近的污染物浓度大幅度增加，同时纳米铁有效地对污染物进行催化还原，使受有机物污染的地下水得到处理。利用该技术可以提供一套能作为工程应用规模、高效处理有机污染地下水、无二次污染的有机污染地下水处理装置。

6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术路线是：整套装置由抽提井系统和吸附催化还原处理系统组成，包括潜水泵(1)、抽提筛管(2)、滤料(3)、膨润土(4)、混凝土(5)、流量调节阀(6)、单向阀(7)、插入式流量计(8)、取样口(9)、石英砂过滤器(10)、取样口(11)、砂床(12)、流量调节阀(13)、活性碳纳米铁催化还原反应器(14)、活性炭纳米铁填料(15)、取样口(16)、压力计(17)、排放口(18)。其中，所述潜水泵(1)、抽提筛管(2)、滤料(3)、膨润土(4)、混凝土(5)、流量调节阀(6)、单向阀(7)、插入式流量计(8)、取样口(9)为抽提井系统；石英砂过滤器(10)、取样口(11)、砂床(12)、流量调节阀(13)、活性碳纳米铁催化还原反应器(14)、活性炭纳米铁填料(15)、取样口(16)、压力计(17)、排放口(18)为吸附催化还原处理系统。受污染的地下水在潜水泵(1)的抽提下，由含水层经过滤料(3)进入抽提筛管(2)，经过石英砂过滤器(10)将地下水中夹带的固体颗粒物过滤掉，再进入活性碳纳米铁催化还原反应器(14)，由活性炭纳米铁填料(15)吸附、富集地下水中的有机污染物并对其进行催化还原，处理后的地下水经管道从排放口(18)排出。活性碳纳米铁催化还原反应器(14)的内部压力可由压力计(17)读出，便于及时调整出入水流量。活性碳纳米铁催化还原反应器(14)内部为承压设计，增大了受污染地下水通过活性炭纳米铁填料(15)的流动速度，提高了催化还原效率。两部分系统结合应用，以实现处理后的地下水达标排放，最终达到去除污染地下水中的污染物、不产生二次污染的目的。

7.本实用新型技术具有如下优点：①能作为工程规模应用，实用性强，运行工艺全自动化，可实现商业化应用；②能对有机污染地下水中的有机污染物进行吸附与催化还原处理，并可防止造成二次污染；③处理工艺简单、工程和运行费用低、处理时间短、处理效率高，是一套高效、经济、持久、环境干扰少的系统，具有良好的经济效益和社会效益。

附图及附图说明