一種地下水中三氯甲烷的分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是含三氯甲烷地下水的處理設(shè)備，具體 涉及一種地下水中三氯甲烷的分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 三氯甲烷為有機(jī)合成原料，主要用來(lái)生產(chǎn)氟里昂$-21、？-22、？-23)、染料和藥物， 在醫(yī)學(xué)上，常用作麻醉劑?？捎米骺股?、香料、油脂、樹(shù)脂、橡膠的溶劑和萃取劑。無(wú)色透 明液體。有特殊氣味。味甜。高折光，不燃，質(zhì)重，易揮發(fā)。純品對(duì)光敏感，遇光照會(huì)與空氣 中的氧作用，逐漸分解而生成劇毒的光氣（碳酰氯）和氯化氫?？杉尤氅?6°/ρ1%的乙醇作 穩(wěn)定劑。能與乙醇、苯、乙醚、石油醚、四氯化碳、二硫化碳和油類(lèi)等混溶、25°C時(shí)Iml溶于 200ml水。相對(duì)密度1.4840。凝固點(diǎn)-63. 5°C。沸點(diǎn)61~62°C。折光率1.4476。低毒，半 數(shù)致死量（大鼠，經(jīng)口）1194mg/kg。有麻醉性。有致癌可能性。
[0003] 三氯甲烷其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在自然界能長(zhǎng)期存在，并被認(rèn)為是一種致癌物質(zhì)。 在美國(guó)129中優(yōu)先控制的污染物和中國(guó)58種環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測(cè)的和控制的有機(jī)物中，三氯甲烷 均位于前列。美國(guó)環(huán)保局曾對(duì)39個(gè)小城鎮(zhèn)地下水供水水源地進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，在處理 過(guò)或未處理過(guò)的地下水中都發(fā)現(xiàn)了 11種揮發(fā)性氯代鏈烴，檢出率最高的即是三氯甲烷和 三氯乙烯，分別為31%和36%。其中最嚴(yán)重的是紐約州的Nassau縣和Sufilk縣，300萬(wàn)人 口以地下水為唯一飲用水源，由于地下水受三氯甲烷、四氯乙烯、三氯乙烯和其它揮發(fā)性有 機(jī)化合物的污染，100多個(gè)公共或非公共供水井被迫關(guān)閉。作為典型工業(yè)化國(guó)家的德國(guó)，在 有機(jī)污染中，三氯甲烷等氯代烴污染占了 60%左右。
[0004] 由于三氯甲烷的相對(duì)穩(wěn)定性和地下水環(huán)境的特殊條件，使得含三氯甲烷地下水的 污染治理與普通的污染控制技術(shù)相比難度更大，因此地下水三氯甲烷污染控制技術(shù)就成為 全球地下水研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。
[0005] 目前有關(guān)地下水中三氯甲烷污染治理的傳統(tǒng)方法有以下幾種：
[0006] 1.表面活性劑改性巖礦材料處理技術(shù)
[0007] 該方法是將表面活性劑注入到地下巖層中，由于吸附作用表面活性劑被吸附到巖 層表面形成一個(gè)更具吸附能力的吸附體系，進(jìn)而加強(qiáng)地下巖層對(duì)地下水中的三氯甲烷等氯 代烴的吸附能力。其處理效果隨著地下巖層物理性質(zhì)不同而產(chǎn)生差異。一般來(lái)說(shuō)，未經(jīng)改 性的地下巖層具有的吸附能力較弱，改性后的吸附能力增強(qiáng)，處理效果好。
[0008] 與其他方法相比，該技術(shù)簡(jiǎn)單易行，但只是將有害物質(zhì)吸附到巖層上僅僅是一個(gè) 純粹的物理過(guò)程，并未根除有害物質(zhì)，因此必須結(jié)合其他的方法才能達(dá)到較好的處理效果。 [0009] 2.超聲波處理三氯甲烷
[0010] 近幾年來(lái)超聲波法處理水中的有機(jī)物的研究逐漸活躍起來(lái)。超聲波法處理有機(jī)物 主要是基于液體中的微小氣核在超聲波作用下被激活，從而引發(fā)超聲空化現(xiàn)象，有機(jī)物可 以直接在空化的氣泡內(nèi)燃燒或熱力分解。其反應(yīng)機(jī)理為超聲波產(chǎn)生局部高溫，在高溫環(huán)境 下水被分解成-OH自由基，溶解在地下水中氧氣和氮?dú)庖部砂l(fā)生自由基裂解產(chǎn)生游離的氮 原子和游離的氧原子自由基，這些自由基會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)有機(jī)分子的斷鏈、自由基的轉(zhuǎn)移和 氧化還原反應(yīng)。
[0011] 利用超聲波法處理三氯甲烷污染的地下水是近幾年興起的一個(gè)新領(lǐng)域，目前還屬 于探索階段，要使其發(fā)展成為一種成熟的地下水處理技術(shù)，還需要在空氣注入、小型試驗(yàn)轉(zhuǎn) 移到工程應(yīng)用方面做進(jìn)一步探索。
[0012] 3.原位生物修復(fù)技術(shù)
[0013] 原位生物修復(fù)是利用污染現(xiàn)場(chǎng)生物的代謝活動(dòng)減少現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中有毒有害化合物 的工程技術(shù)系統(tǒng)。它主要是利用生物并通過(guò)工程措施為生物的生長(zhǎng)和繁殖提供必需的條 件，從而加速污染物的生物降解和去除速率的一種工程技術(shù)方法。
[0014] 與物理化學(xué)法相比，原位生物修復(fù)技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，地下水中的三氯甲烷等 有機(jī)物在現(xiàn)場(chǎng)就可以被微生物降解消除，就地處理操作，對(duì)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境影響小，達(dá)到同 樣的處理效果所耗時(shí)間短、修復(fù)成本低，其耗費(fèi)僅占傳統(tǒng)物理法和化學(xué)法費(fèi)用的30°/『50%， 生物修復(fù)技術(shù)不產(chǎn)生二次污染，遺留問(wèn)題也較少。
[0015] 但該法在國(guó)內(nèi)起步較晚，目前大規(guī)模治理三氯甲烷污染地下水的工程實(shí)例國(guó)內(nèi)尚 未見(jiàn)報(bào)道，因此這種方法有待進(jìn)一步研究和探索。
[0016] 4.滲透反應(yīng)墻修復(fù)法
[0017] 利用填充有活性反應(yīng)介質(zhì)材料的被動(dòng)反應(yīng)區(qū)，當(dāng)受污染的地下水通過(guò)時(shí)，其中的 污染物質(zhì)與反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，從而使污 水得以?xún)艋?br>[0018] 但是滲透性反應(yīng)墻存在易被堵塞，地下水的氧化還原電位等天然環(huán)境條件易遭破 壞，反應(yīng)墻工程措施及運(yùn)行維護(hù)相對(duì)復(fù)雜等缺點(diǎn)，加上雙金屬系統(tǒng)、納米技術(shù)成本較高，這 些因素阻礙了滲透性反應(yīng)墻的進(jìn)一步發(fā)展及大力推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種地下水中三氯甲烷的分離裝 置，用于處理含三氯甲烷的地下水。
[0020] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0021 ] -種地下水中三氯甲烷的分離裝置，包括震蕩涌浪池、進(jìn)水管和出水管，震蕩涌浪 池被池體隔斷分割成多于一個(gè)的震蕩涌浪甬道，各震蕩涌浪甬道平行錯(cuò)位排列，頭尾貫通 形成S型通道，每個(gè)震蕩涌浪甬道的一端設(shè)有震蕩涌浪裝置，震蕩涌浪裝置由震蕩涌浪板 和往復(fù)桿滑動(dòng)連接組成。
[0022] 優(yōu)選地，在震蕩涌浪池底部設(shè)有噴氣管道，所述噴氣管道由噴氣主管道和至少一 個(gè)噴氣支管道組成，噴氣支管道上設(shè)置有至少一個(gè)噴氣噴頭。噴氣主管道連通所有噴氣支 管道，噴氣噴頭設(shè)置于噴氣支管道上。
[0023] 優(yōu)選地，包括回流管，其一端設(shè)置在震蕩涌浪池底部，另一端設(shè)置在進(jìn)水管道處。
[0024] 優(yōu)選地，在震蕩涌浪池的池壁上設(shè)置有窗體。
[0025] 震蕩涌浪裝置平行錯(cuò)位設(shè)置。
[0026] 震蕩涌浪板在往復(fù)桿的作用下做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其有效行程為100~2200毫米，優(yōu) 選為400~600毫米。
[0027] 噴氣噴頭為多孔吹氣鋁合金噴氣噴頭。
[0028] 采用本實(shí)用新型分離裝置對(duì)地下水中三氯甲烷進(jìn)行分離，其工藝控制條件為：回 流量為50~80 m3/min、水位50~80 cm、震蕩涌浪周期10~20次/分鐘、震蕩涌浪板行程為 400~600mm、采用持續(xù)噴氣方式。
[0029] 本實(shí)用新型公開(kāi)了地下水中三氯甲烷的分離裝置，利用組合式處理工藝(底部震 蕩涌浪+噴氣氧化系統(tǒng))去除水體中三氯甲烷，將待處理含三氯甲烷的地下水從進(jìn)水管道進(jìn) 入系統(tǒng)，然后通過(guò)震蕩涌浪裝置的涌浪作用使含有三氯甲烷的水體，在一定震蕩幅度和頻 率下加快氣化和蒸發(fā)；與此同時(shí)，噴氣管道分配多個(gè)噴氣支管道上的噴氣噴頭持續(xù)噴出霧 化氣體，以促使三氯甲烷汽化促進(jìn)水體與新鮮空氣接觸而促使三氯甲烷分離。
[0030] 水池震蕩涌浪裝置工作原理
[0031] 通過(guò)機(jī)械的方法對(duì)水面進(jìn)行擾動(dòng)，水面會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的涌浪，如果人工干預(yù)產(chǎn)生規(guī) 律性擾動(dòng)，水面則產(chǎn)生與擾動(dòng)具有相同頻率的正弦波，如果人工干預(yù)產(chǎn)生非規(guī)律性擾動(dòng)，則 水面產(chǎn)生凌亂、無(wú)規(guī)律性涌浪。如圖1所示，震蕩涌浪裝置通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，驅(qū)動(dòng)水平連桿 在水池的一端做循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在水面產(chǎn)生相應(yīng)的諧振涌浪，其波峰的高度與水平連桿運(yùn) 動(dòng)的速度和沖程呈正相關(guān)，其波長(zhǎng)與水平連桿運(yùn)動(dòng)的周期呈正相關(guān)。水池中設(shè)置的震蕩涌 浪裝置系統(tǒng)，可以促進(jìn)水中有機(jī)物的蒸發(fā)、促進(jìn)空氣中氧氣的溶解，使有機(jī)物得到充分的氧 化分解。
[0032] 本實(shí)用新型提供的地下水中三氯甲烷的分離裝置不局限于應(yīng)用在地下水的三氯 甲烷的分離，同樣適用于其他水體(地下水、化工污水等）中有機(jī)物的去除，所述有機(jī)物包括 但不限于三氯甲烷、乙醇、乙醚、丙酮等。
[0033] 本實(shí)用新型公開(kāi)的三氯甲烷分離系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)在于：
[0034] (1)由于采用了噴氣、震蕩涌浪聯(lián)合處理方式，其處理效率高，對(duì)于高濃度含三氯 甲烷地下水中的揮發(fā)性有機(jī)物有較高去除效果。
[0035] (2)在震蕩涌浪氧化處理過(guò)程中，水槽被池體隔斷分割成多個(gè)震蕩涌浪池，含三氯 甲烷地下水以S型路線流動(dòng)，增加了水體與處理設(shè)備的接觸時(shí)間，同時(shí)增加了含三氯甲烷 地下水與氧氣的接觸面積，提高了處理效率。
[0036] 本實(shí)用新型在前期研究工作深化總結(jié)的基礎(chǔ)上，以處理地下水源地三氯甲烷污染 區(qū)為對(duì)象，針對(duì)現(xiàn)有處理技術(shù)存在的不足，提出一種噴氣霧化加震蕩涌浪處理過(guò)程中將三 氯甲烷分離的處理裝置，該裝置相對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用處理設(shè)備和工藝有著大幅度創(chuàng)新改進(jìn)，尤其 在處理地下含水層中更加突出其優(yōu)越性，該裝置處理效率高，方便操作，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生 產(chǎn)，這為大規(guī)模處理深層含有機(jī)污染物的地下水，提供一種高效發(fā)展前景。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1為地下水中三氯甲烷的分離裝置的工作原理示意圖；
[0038] 圖2為地下水中三氯甲烷的分離裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖3為地下水中三氯甲烷的分離裝置的噴氣管道的俯視圖；
[0040] 圖4為地下水中三氯甲烷的分離裝置(不包括噴氣管道部分）的底部俯視圖；
[0041] 圖5為地下水中三氯甲烷的分離裝置的正立面示意圖；
[0042] 圖6為三氯甲烷去除特性曲線圖；
[0043] 圖7為回流量對(duì)三氯甲烷去除的影響圖；
[0044] 圖8為震蕩涌浪裝置電控系統(tǒng)。
[0045] 其中：1為進(jìn)水管，2為震蕩涌浪池，3為往復(fù)桿，4為震蕩涌浪板，5為噴氣主管道， 6為噴氣支管道，7為噴氣噴頭，8為涌浪水位線，9為池體隔斷，10為回流管，11為出水管， 12為窗體，13為池壁。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型提供的三氯甲烷分離系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0047] 實(shí)施例1
[0048] 地下水中三氯甲烷的分離裝置，如圖2所示，包括震蕩涌浪池2、進(jìn)水管1和出水管 11，震蕩涌浪池2被池體隔斷9分割成多于一個(gè)的震蕩涌浪甬道，各震蕩涌浪甬道平行錯(cuò)位 排列，頭尾貫通形成S型通道，每個(gè)震蕩涌浪甬道的一端設(shè)有震蕩涌浪裝置，震蕩涌浪裝置 由震蕩涌浪擋板4和往復(fù)桿3滑動(dòng)連接組成。
[0049] 如圖3所示，在震蕩涌浪池2底部設(shè)有噴氣管道，噴氣管道包括噴氣主管道5與噴 氣支管道6,其中噴氣支管道6的數(shù)量大于一個(gè)，噴氣主管道5連通所有噴氣支管道6,噴氣 噴頭7設(shè)置于噴氣支管道6上，噴氣噴頭7采