[发明专利]一种修复地下水硬度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种修复地下水硬度的方法，属于地下水修复领域。

背景技术

我国约有70％的人口以地下水为主要饮用水，全国95％以上的农村人口饮用地下水，在我国北方干旱-半干旱地区的许多城市和乡村，地下水成为唯一饮用水源。全国有310个城市开采利用地下水作为城市供水水源，约占全国城市总数的71％。

中国《生活用水卫生标准》中规定，水的总硬度不能过大。如果硬度过大，饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。如果没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水，则会造成肠胃功能紊乱；硬水问题也使工业上因设备和管线的维修和更换每年耗资数千万元。

目前，处理硬水的方法主要有石灰纯碱法、离子交换法、电透析法和磁化法。石灰纯碱法、离子交换法均存在被软化水体的pH值适应范围窄，致使钙镁离子去除率低，软水产率低的问题。电透析法能耗高。软化水产量仅有被软化水量的33％。磁化法产出的水不能用于工业产品生产用水。

发明内容

本发明主要解决的问题：针对地下水硬度过高，使用药剂修复易造成二次污染的的弊端，提供了一种地下水硬度修复的方法，达到软化地下水硬度的目的。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种修复地下水硬度的方法,其特征在于：

(1)用地下水位监测仪对被污染的地下水进行探测，确定水势流向和水位；

(2)随着水流从上而下方向，挖一直径为3.0m井，井深度直至地下水位以下2.5～4.0m处；

(3)在开挖的井中位于地下水位以下2.5～4.0m处，随地下水流方向，分别安插两块长为4～7m、宽为3～4m、厚为0.2～0.5m的人造沸石板，两块沸石板相距2.4m,使地下水能流过人造沸石板；

(4)将有机物改性霉菌吸附材料用无妨纱布包裹好，填满两块人造沸石板之间，并用乙酸乙酯以2.0m/d的速度进行淋洗；

(5)若地下水流经人造沸石板流速≥1m/d时，在该井旁边1.0m处挖一同样直径和深度井；

(6)在水流方向下游人造沸石板出口处测定水中硬度，若测得地下水的总硬度以碳酸钙计≤450mg/L即可，若测得地下水的总硬度以碳酸钙计≥450mg/L，则使用循环泵把下游出水抽回至井中。

所述的人造沸石板由碳酸钠、苛性钾、长石和高岭石的混合并熔融后制得的具有1～3μm孔隙结构的板块。

所述的人造沸石具体制备方法为：(1)按其质量比，分别称取35～40％碳酸钠、14～25％苛性钾、20～30％长石、5～31％高岭石，投入高速混合机中进行混合，混合时间为16～28min；

(2)将混合好的材料投入高温炉中加热，温度测定为1220～1250℃，加热40～50min，备用；

(3)向上述的混合材料中加入聚氨酯发泡剂，于900～1000℃温度下，继续加热20～30min；

(4)再将加入聚氨酯发泡剂的混合材料通入挤压机中，挤压成板，得人造沸石板。

所述的有机物改性霉菌吸附材料制备方法为：

(1)取提取红薯素后的红薯渣100～270g，加入含有质量分数为4～12％尿素的无水乙醇溶液700～1600mL浸泡；

(2)在上述混合物中加入15～19g硝酸镍、13～20g硝酸铝，室温下搅拌1.5～2.8h；

(3)过滤，滤渣在自然通风条件下晾干；

(4)把晾干后的红薯渣混合物用牛粪覆盖，并保持温度45～65℃，厌氧发酵5～10天；

(5)把厌氧发酵后的红薯渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；

(6)在发霉期间，每隔半小时用乙二胺四乙酸淋湿，待霉芽长出0.5～1.0μm时，用质量分数为1.0～2.5％H₂0₂溶液灭菌；

(7)灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻干燥，即可得到有机物改性霉菌吸附材料。

本发明的原理是：当被污染地下水顺着坡度流经人造沸石板时，在离子的交换作用下，人造沸石板中的钠离子与地下水中钙镁离子发生离子交换，接着在附于EDTA有机物改性霉菌吸附材料的作用下，发生络合反应，再在乙酸乙酯的冲涮下，将饱和的钙镁离子不具有饱和性，使得地下水中的钙镁离子持续地发生离子交换，最终达到软化地下水的目的。

本发明的有益效果是：

(1)有效地软化了地下水的硬度，达到了中国《生活用水卫生标准》中的规定，使得总硬度不超过450mg/L。