[发明专利]一种基于多孔聚合物的地下水重金属处理系统和方法

说明书

本发明提供了一种基于多孔聚合物的地下水重金属处理系统，属于水处理技术领域。本发明提供的基于多孔聚合物的地下水重金属处理系统，沿水流方向，包括依次间隔排列的第一反应墙体、第二反应墙体和第三反应墙体；所述第一反应墙体、第二反应墙体和第三反应墙体分别包括可渗透墙面和嵌套包裹于可渗透墙面内部的填料；所述填料分别为对Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺具有选择吸附性。本发明使用对特定金属离子具有选择性的多孔聚合物作为填料，能够实现对地下水中的Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺选择性吸附，实现地下水的达标排放。

技术领域

本发明水处理技术领域，特别涉及一种基于多孔聚合物的地下水重金属处理系统和方法。

背景技术

随着我国经济的发展，对重金属的采选、冶炼、加工和产品制造活动日益增多，地下水受重金属的污染也愈发严重。地下水中超标的锌、铅和镉对人、动植物和微生物具有显著的毒性，且不能被微生物降解，易在生物体内内富集而产生显著毒性效应。人类长时间饮用被重金属污染的地下水，可能引起心血管、肺、神经和内分泌系统的疾病。如锌离子可能导致顽固性贫血，铅离子可能导致中枢神经系统受到刺激、肾脏和肝脏受到损伤，镉(II)离子可能导致肾脏损伤。

目前修复含有重金属地下水的方法主要有原位修复技术和异位修复技术。原位修复技术是指在基本不破坏土地和地下水的自然条件下，对于被污染对象不做搬运，而在原地进行修复的技术；异位修复技术是指被污染对象先做收集和抽提，将其转移到地面上，然后对其进行修复。相比于异位修复，原位修复技术不但可以节约成本、减少修复的工程量，而且可以最大限度的减少污染物对环境的扰动。

可渗透反应墙修复技术(PRB)是一种原位修复技术，目前可渗透反应墙使用的填料为石灰石，沙砾，草木灰，活性污泥，其对重金属的选择性较差，无法有效去除地下水中的Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺重金属。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于多孔聚合物的地下水重金属处理系统和方法，本发明提供的地下水重金属处理系统能选择性吸附地下水中的重金属Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺，实现地下水的达标排放。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于多孔聚合物的地下水重金属处理系统，沿水流方向，包括依次间隔排列的第一反应墙体、第二反应墙体和第三反应墙体；

所述第一反应墙体包括第一可渗透墙面和嵌套包裹于所述第一可渗透墙面内部的第一填料，所述第一填料为反应单体为1,3,5-三乙炔基苯的第一多孔聚合物；

所述第二反应墙体包括第二可渗透墙面和嵌套包裹于所述第二可渗透墙面内部的第二填料，所述第二填料为反应单体为1,3,5-三乙炔基苯和1,4-二溴四氟苯的第二多孔聚合物；

所述第三反应墙体包括第三可渗透墙面和嵌套包裹于所述第三可渗透墙面内部的第三填料，所述第三填料为以海藻酸钠和聚环氧乙烯为前驱体、钙离子为交联剂合成的水凝胶，所述水凝胶的交联度为0.01～0.0114。

优选的，所述第一反应墙体、第二反应墙体和第三反应墙体的水流出一侧分别设有水质第一在线监测设备、第二在线监测设备和第三在线监测设备。

优选的，所述第一多孔聚合物和第二多孔聚合物的分子量独立为8000～16000。

优选的，所述第一填料、第二填料和第三填料的粒径独立为20～150nm，比表面积独立为600～1000m²/g，孔隙体积独立为0.1～0.35cm³/g。