[发明专利]一种修复地下水中重金属砷的装置

说明书

技术领域

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

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。

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

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。

一种修复地下水中重金属砷的装置，包括进水口(1)、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(1)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(6)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。

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。

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。

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。

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(2)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。

本发明的应用方法：地下水经水泵抽提，由入水口(1)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。

本发明具有的显著优势在于：(1)、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。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明的结构示意图。