專利名稱：活性炭納米鐵有機(jī)污染地下水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
1.本實(shí)用新型技術(shù)是一套處理有機(jī)污染地下水的裝置。
背景技術(shù)：
2.地下水污染是指人類活動(dòng)引起地下水化學(xué)成分、物理性質(zhì)和生物學(xué)特性發(fā)生改變而使質(zhì)量下降的現(xiàn)象。地表以下地層復(fù)雜，地下水流動(dòng)極其緩慢，因此，地下水污染具有過程緩慢、不易發(fā)現(xiàn)和難以治理的特點(diǎn)。目前我國地下水污染的環(huán)境問題比較嚴(yán)重，已嚴(yán)重制約了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，因此受到國家日益廣泛的關(guān)注。特別是近期國務(wù)院正式批復(fù)了《全國地下水污染防治規(guī)劃(2011-2020年)》，首次對(duì)全國地下水污染防治工作做出了總體部署。地下水污染的主要來源大致可以分為:①工業(yè)廢氣、廢水和廢渣的排放；②農(nóng)藥、化肥等化學(xué)制品的大量使用；③污水灌溉。地下水污染的危害主要有:①農(nóng)作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降；②飲用水源受到污染，人體健康受到威脅；③污染物在農(nóng)作物中積累，經(jīng)由食物鏈富集于人體；④導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。3.我國的地下水污染已呈現(xiàn)出量大、面廣、危害嚴(yán)重等特點(diǎn)，鑒于日益嚴(yán)峻的地下水污染現(xiàn)狀，污染地下水的處理裝置研究成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)和技術(shù)研究的一個(gè)新熱點(diǎn)。其中，有機(jī)物對(duì)地下水的污染因其危害大、范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，已成為地下水污染處理工作的一個(gè)難點(diǎn)及重點(diǎn)。因此，研制修復(fù)成本低、操作簡(jiǎn)單、污染物去除效率高的有機(jī)物污染地下水處理裝置是當(dāng)前地下水處理工程技術(shù)的難點(diǎn)之一。4.本實(shí)用新型技術(shù)可用于處理受到有機(jī)物污染的地下水。納米鐵已被證實(shí)對(duì)于多種有機(jī)污染物有較好的處理效果，如有機(jī)齒化物、有機(jī)氯農(nóng)藥等，其原理為零價(jià)鐵提供電子給有機(jī)物，使其還原脫鹵。同時(shí)，納米級(jí)的鐵顆粒比表面積大，與傳統(tǒng)鐵粉相比能提供更多的反應(yīng)面積。但是，納米鐵對(duì)于濃度比較低的有機(jī)污染水處理效率較低、成本較高。本技術(shù)的核心為充分利用活性炭比表面積大、對(duì)有機(jī)污染物吸附富集能力比較強(qiáng)和納米鐵催化還原有機(jī)污染物的特性，極大地提高了納米鐵的催化還原的效率，克服了納米鐵處理有機(jī)污染地下水成本高、效率低等不足。

實(shí)用新型內(nèi)容5.本實(shí)用新型技術(shù)的目的是利用活性炭比表面積大、吸附能力強(qiáng)以及納米鐵催化還原有機(jī)污染物的特點(diǎn)，將活性炭與納米鐵混合成型，當(dāng)受污染的地下水通過活性炭與納米鐵混合填料層時(shí)，地下水中的低濃度有機(jī)污染物會(huì)富集到活性炭孔隙表面，使得結(jié)合在活性炭孔隙內(nèi)的納米鐵顆粒附近的污染物濃度大幅度增加，同時(shí)納米鐵有效地對(duì)污染物進(jìn)行催化還原，使受有機(jī)物污染的地下水得到處理。利用該技術(shù)可以提供一套能作為工程應(yīng)用規(guī)模、高效處理有機(jī)污染地下水、無二次污染的有機(jī)污染地下水處理裝置。6.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)路線是:整套裝置由抽提井系統(tǒng)和吸附催化還原處理系統(tǒng)組成，包括潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料(3)、膨潤(rùn)土(4)、混凝土
(5)、流量調(diào)節(jié)閥￠)、單 向閥(7)、插入式流量計(jì)(8)、取樣口(9)、石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調(diào)節(jié)閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(jì)(17)、排放口(18)。其中，所述潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料(3)、膨潤(rùn)土 (4)、混凝土 (5)、流量調(diào)節(jié)閥(6)、單向閥(7)、插入式流量計(jì)(8)、取樣口 (9)為抽提井系統(tǒng)；石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調(diào)節(jié)閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(jì)(17)、排放口(18)為吸附催化還原處理系統(tǒng)。受污染的地下水在潛水泵(I)的抽提下，由含水層經(jīng)過濾料(3)進(jìn)入抽提篩管(2)，經(jīng)過石英砂過濾器(10)將地下水中夾帶的固體顆粒物過濾掉，再進(jìn)入活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器(14)，由活性炭納米鐵填料(15)吸附、富集地下水中的有機(jī)污染物并對(duì)其進(jìn)行催化還原，處理后的地下水經(jīng)管道從排放口(18)排出。活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器(14)的內(nèi)部壓力可由壓力計(jì)(17)讀出，便于及時(shí)調(diào)整出入水流量?；钚蕴技{米鐵催化還原反應(yīng)器(14)內(nèi)部為承壓設(shè)計(jì)，增大了受污染地下水通過活性炭納米鐵填料(15)的流動(dòng)速度，提高了催化還原效率。兩部分系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)處理后的地下水達(dá)標(biāo)排放，最終達(dá)到去除污染地下水中的污染物、不產(chǎn)生二次污染的目的。7.本實(shí)用新型技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):①能作為工程規(guī)模應(yīng)用，實(shí)用性強(qiáng)，運(yùn)行工藝全自動(dòng)化，可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用能對(duì)有機(jī)污染地下水中的有機(jī)污染物進(jìn)行吸附與催化還原處理，并可防止造成二次污染處理工藝簡(jiǎn)單、工程和運(yùn)行費(fèi)用低、處理時(shí)間短、處理效率高，是一套高效、經(jīng)濟(jì)、持久、環(huán)境干擾少的系統(tǒng)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。附圖及
8.圖1為本實(shí)用新型技術(shù)裝置的技術(shù)路線流程圖。9.圖2為本實(shí)用新型技術(shù)裝置的抽提井系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。10.圖3為本實(shí)用新型技術(shù)裝置的石英砂過濾器結(jié)構(gòu)示意圖。
11.圖4為本實(shí)用新型技術(shù)裝置的活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
12.
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。13.抽提井系統(tǒng)置于受污染的土壤與地下水中，由潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料
(3)、膨潤(rùn)土 (4)、混凝土 (5)、流量調(diào)節(jié)閥(6)、單向閥(7)、插入式流量計(jì)(8)、取樣口 (9)組成，管道連接按照承接連接或法蘭連接。抽提篩管(2)的管道上需要加工柵式條縫，用于均勻抽水并過濾較大顆粒，條縫寬度為0.5-1.5_，開縫率15%;濾料(3)采用石英砂、礫石級(jí)配配置，抽提井濾料⑶上部用1:1的膨潤(rùn)土⑷和混凝土(5)填充密封隔氣、隔水；流量調(diào)節(jié)閥(6)安裝于主要支管和干管上，用于調(diào)節(jié)抽提地下水流量；單向閥(7)安裝于主要支管和干管上，用于防止管道中的水倒流；插入式流量計(jì)(8)安裝于主要抽水管道上，用于了解參數(shù)和控制氣體的流量。14.吸附催化還原處理系統(tǒng)由石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調(diào)節(jié)閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(jì)(17)、排放口(18)組成。地下水經(jīng)抽提井系統(tǒng)由管道送出，進(jìn)入石英砂過濾器(10)，通過其中的砂床(12)去除地下水中的固體顆粒物，再進(jìn)入活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器(14)，由活性炭納米鐵填料(15)吸附、富集地下水中的有機(jī)污染物，結(jié)合在活性炭顆粒孔隙中的納米鐵對(duì)其周圍的高濃度有機(jī)污染物進(jìn)行高效的催化還原。處理后的地下水經(jīng)取樣口(16)取樣分析后經(jīng)過排 放口(18)進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放。
權(quán)利要求1.活性炭納米鐵有機(jī)污染地下水處理裝置，其特征在于:裝置包括潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料(3)、膨潤(rùn)土(4)、混凝土(5)、流量調(diào)節(jié)閥(6)、單向閥(7)、插入式流量計(jì)(8)、取樣口(9)、石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調(diào)節(jié)閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(jì)(17)、排放口(18);其中，所述潛水泵(I)、抽提篩管(2)、濾料(3)、膨潤(rùn)土(4)、混凝土(5)、流量調(diào)節(jié)閥￠)、單向閥(7)、插入式流量計(jì)(8)、取樣口(9)為抽提井系統(tǒng)，石英砂過濾器(10)、取樣口(11)、砂床(12)、流量調(diào)節(jié)閥(13)、活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器(14)、活性炭納米鐵填料(15)、取樣口(16)、壓力計(jì)(17)、排放口(18)為吸附催化還原處理系統(tǒng)；受污染的地下水在潛水泵(I)的抽提下，由含水層經(jīng)過濾料(3)進(jìn)入抽提篩管(2)，經(jīng)過石英砂過濾器(10)將地下水中夾帶的固體顆粒物過濾掉，再進(jìn)入活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器(13)，由活性炭納米鐵填料(15)吸附、富集地下水中的有機(jī)污染物并對(duì)其進(jìn)行催化還原，處理后的地下水經(jīng)管道從排放口(18)排出；催化還原反應(yīng)器(13)的內(nèi)部壓力可由壓力計(jì)(17)讀出，便于及時(shí)調(diào)整出入 水流量。
專利摘要本實(shí)用新型是采用抽提井系統(tǒng)和吸附催化還原處理系統(tǒng)組成的修復(fù)裝置。抽提井系統(tǒng)由潛水泵、抽提篩管、濾料、膨潤(rùn)土、混凝土、流量調(diào)節(jié)閥、單向閥、插入式流量計(jì)、取樣口組成，吸附催化還原處理系統(tǒng)由石英砂過濾器、取樣口、砂床、流量調(diào)節(jié)閥、活性碳納米鐵催化還原反應(yīng)器、活性炭納米鐵填料、取樣口、壓力計(jì)、排放口組成。兩套系統(tǒng)相結(jié)合應(yīng)用，通過將污染地下水抽出，經(jīng)由活性炭納米鐵填料吸附、富集地下水中的有機(jī)污染物并對(duì)其進(jìn)行催化還原，實(shí)現(xiàn)處理后的地下水達(dá)標(biāo)排放，最終達(dá)到去除污染地下水中的污染物、不產(chǎn)生二次污染的目的，對(duì)典型工業(yè)污染場(chǎng)地能達(dá)到非常好的修復(fù)效果。
文檔編號(hào)C02F103/06GK203079772SQ20132000170
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者龔宇陽, 李東明, 劉銘 申請(qǐng)人:中環(huán)循(北京)環(huán)境技術(shù)中心