技术领域
[0001] 本
发明涉及一种利用零价铁进行水处理的系统及方法,具体为多 级布置均匀活化零价铁去除重金属的水处理系统及方法。
背景技术
[0002] 零价铁(ZVI)具有低毒性、环境友好、价格便宜、易操作、绿 色无二次污染等优点,已成为受污染
水体修复的重要技术之一,在 偶氮染料污水、氯代有机物污水、
硝酸盐污水、高氯酸盐、
除草剂、 重金属污水等污水治理方面备具广阔的应用前景。零价铁(ZVI)材 料应用主要包括铁屑、铁粉、纳米铁粉和海绵铁。零价铁(ZVI)颗 粒能够还原、
吸附、沉淀去除多重重金属等有害物质。零价铁去除 污染物的机理分为:(1)铁的还原作用:铁是活泼金属,具有独特 的双层结构和阴离子层,
电子高效传递给重
金属离子,对重金属污 染物较强的还原性。(2)微
电解作用:零价铁(ZVI)具有电化学 特性,
电极反应中产生新生态[H]和Fe2+能与污水中的很多组分发生
氧化还原作用将很多污染物降解还原。(3)混凝、吸附或者共沉淀 作用:铁在
腐蚀过程中会产生针铁矿、无定型氢氧化铁、HFO、絮 状的Fe(OH)2和Fe(OH)3等活性铁成分,他们具有很强的吸附、絮 凝、黏结、表面络合、螯合、架桥、卷扫、界面氧化、共沉淀能
力, 藉此可控制重金属固液界面迁移。
[0003] 零价铁去除水中重金属研究已经有一定
基础,但是实际应用还 存在诸多问题。零价铁易与空气中的氧气分子和水中的溶解氧发生 反应,表面生成一层1~4nm致密的铁氧
钝化层,导致腐蚀缓慢,反 应活性降低。零价铁(ZVI)
内核被铁氧化物包裹而隔断进一步的腐 蚀及与污染物的
接触,导致整体活性低,效率下降。为了克服零价 铁(ZVI)表面钝化,学界进行了许多尝试,包括制备纳米零价铁 (nZVI)、双金属系氧化物、外加弱
磁场、
超声波协同作用、负载型 纳米零价铁、杂化重金属离子(钯、镍)、酸溶等。上述改进一定程 度上能提高零价铁(ZVI)活性和增强重金属去除效率,但都存在诸 如成本过高、工程实施困难、带来二次污染等问题。
发明内容
[0004] 基于上述背景技术,本发明的目的在于提供一种多级布置氧化 剂,可均匀活化零价铁去除重金属的水处理方法;通过布置网络状管 路,在床体空间内实现均匀的布置的
氧化剂,使滤床内的零价铁得到 均匀的活化,使其更高效和稳定的去除水体中的重金属。
[0005] 所述水处理方法具体为,污水进入过滤床体,同时在过滤床体内 多级均匀布置氧化剂,使氧化剂活化过滤床体内的零价铁,污水经过 过滤床体排出即得
净化水。
[0006] 本发明进一步提出的,所述水处理方法为:预检测污水中重金属 的含量以及污水的pH值,调节pH值,配置氧化剂的。污水通过管 道流入过滤床体内,同时氧化剂从氧化剂储存容器中通过氧化剂多级 布置装置进入过滤床体内,活化零价铁,所述污水通过活化后的零价 铁,从过滤床体的出口流出,再进行沉淀处理,即得净化水。
[0007] 所述氧化剂多级布置装置可为网络状管路,可垂直方向,也可水 平方向布置。
[0008] 所述沉淀处理具体为:从过来床体处理处理沉淀区,水中固体沉 淀会逐渐沉积在沉淀区的下部,沉淀区内的水流逐渐升高,水从溢流 区流出,即得净化水;
[0009] 所述污水调节后的pH值为5.0~9.0,优选为6.0~8.0,进一步优 选为7.5。
[0010] 本发明进一步提出,所述氧化剂选自过氧化钠、过氧化
钾、臭氧、 氯气、二氧化氯、
次氯酸、次氯酸钠、次氯酸
钙、高氯酸盐、高锰酸 钾、氯酸盐、高铁酸盐、双氧水中的一种或多种;
[0011] 优选地,所述活化剂选自高锰酸钾、次氯酸钠、氯酸盐、双氧水 中的一种或多种;
[0012] 进一步优选地,所述氧化剂为次氯酸钠;
[0013] 所述污水中重金属选自砷、汞、镉、铅、铬、硒、锑、
铜、锌、 金、
银中的一种或多种;
[0014] 所述氧化剂与所述重金属的总摩尔的比为8~20:1,优选为10:1;
[0015] 所述污水调节后的pH值为5.0~9.0,优选为6.0~8.0,进一步优 选为7.5;
[0016] 所述重金属的浓度为0~100mg/L。
[0017] 所述污水中重金属包括砷和/或锑,其中所述砷和锑的总浓度为 0~50mg/L。
[0018] 所述污水流入的速率为每小时3~20倍床体积流量,优选为每小 时10倍床体积流量。
[0019] 本发明可以处理水体包括污水、矿山污水、工农业污水、
饮用水、 地表水应急处理、地下污染河流等,可以有效的去除上述水体中的重 金属,尤其是对砷、锑的去除效果显著。
[0020] 本发明进一步提出的,所述水处理方法具体为:污水
泵入过滤床 体内,由于污水中的固体污染物会逐渐堵塞过滤床体,污水在过滤床 体内的水位逐渐升高,所述滤床堵塞时,将气水启动
反冲洗装置。
[0021] 具体操作为:关闭污水及氧化剂流入
阀门,打开所述气水反冲洗 装置中的
风机,通过管道曝气,冲洗滤料,杂质通过过滤床体上部的 管道流出,流入
污泥池内;
[0022] 优选地,污水泵入过滤床体内,所述污水接触到液位触发器时, 关闭污水及氧化剂流入阀门,打开所述气水反冲洗装置中的风机,通 过管道曝气,冲洗滤料,关闭风机,冲洗水通过管道流入,进行为膨 胀冲洗1~10分钟,
膨胀率为3~6%,冲洗水和杂质通过过滤床体上部 的管道流出,流入污泥池内。
[0023] 本发明进一步提出所述水处理的方法在实际河流上的应用,具体 为:在河床内开挖沟槽,沟槽内放置所述过滤床体;按照进水流动的 方向,所述过滤床体进水侧顺次布置格栅、多孔隔板、透水性尼龙网, 出水侧也设置隔板,过滤床体的底部设置排水阀门,格栅高出河流最 高水位0.3~0.8m。
[0025] 过滤床体的进水侧设置多孔隔板,紧贴钢板布置透水性尼龙网阻 止零价铁和
石英砂填料的泄露。
[0026] 水平方向上通过潜流多级配置均匀布置氧化剂,竖直方向上通 过多级渗流对零价铁进行均匀活化,从而在空间上实现氧化剂的网 络状多级配置,达到对整个滤床中的零价铁均匀活化,且活化的同 时依然能净化污染水体。采用模
块式清淤,对滤料进行快速换填, 能保证滤料清洗和置换过程中不影响水体净化。清淤过程中产生的 浓缩污泥做无害化处理。
[0027] 本发明另一目的在于,提供一种实现上述方法的水处理系统,所 述水处理系统包括氧化剂储存容器以及含有零价铁的过滤床体;所述 过滤床体设置有污水进口;所述氧化剂储存容器通过氧化剂多级布置 装置与所述过滤床体连接。
[0028] 所述氧化剂多级布置装置包括主管及多个支管;所述氧化剂储存 容器与主管连接,所述主管连接于均匀分布在过滤床体内的支管;
[0029] 所述氧化剂多级布置装置用于将氧化剂在过滤床体的网络状分 层分布氧化剂。
[0030] 本发明的一种优选技术方案为,所述氧化剂多级布置装置包括主 管及多个支管;所述氧化剂储存容器与主管连接,所述主管连接于均 匀分布在过滤床体内的支管;
[0031] 所述支管的数量为每立方米过滤床体至少包含2根支管,优选为 每立方米过滤床体包含8根支管;所述零价铁选自钢珠、铁粒中的一 种或两种;零价铁的粒径为8~100目,优选为15~80目;根据零价铁 的性质可以很容易想到其他类型的零价铁,比如
生铁颗粒、熟铁颗粒 具有同等的活化潜力,因此适用本发明的零价铁种类不限上述几种。
[0032] 所述过滤床体内设有均匀分布的多层筛网,所述筛网的层数不少 于2个;
[0033] 每层筛网至少对应一个支管;所述过滤床体内还包括
脱脂棉层, 所述脱脂棉层置于其他过滤材料的下部。
[0034] 本发明内所述的“顶部”、“下部”是相对
位置,顶部为过滤床体 的进水端,下部为过滤床体的出水端。
[0035] 所述水处理系统包括污水储存容器,用于储存污水;
[0036] 所述污水储存容器所述、氧化剂储存容器与所述过滤床体中设有 水流控制泵;所述污水储存容器、所述氧化剂储存容器内设有搅拌装 置;
[0037] 所述过滤床体的出口连有沉淀区,优选所述沉淀区呈漏斗状;沉 淀区可以进一步净化,过滤床体排出的处理水进行沉淀区的沉淀可将 固体状等杂质沉淀在底部,底部连有排污管道,管道设有阀门,净化 过程中阀门关闭。处理水进入沉淀区内,清水慢慢的升高,通过隔板 中的孔隙,进入溢流区,溢流区排出的清水即为净化水;
[0039] 所述过滤床体内设有均匀分布的多层筛网,所述筛网的层数不少 于2个;每层筛网至少对应一个支管,每层筛网上均匀的分布着零价 铁,氧化剂通过支管通入过滤床体内,以最短时间活化零价铁,并且 活化的效果明显。
[0040] 所述污水储存容器的搅拌装置主要用于污水pH值得调整;所述 氧化剂储存容器内的搅拌装置主要用于氧化剂添加时充分、均匀的溶 解;
[0041] 所述过滤床体的出口连有沉淀区,优选所述沉淀区呈漏斗状;
[0042] 本发明进一步提出,所述的水处理系统还包括气水反冲洗装置, 所述气水反冲洗装置及所述氧化剂储存容器与所述过滤床体并联连 接;
[0043] 所述气水反冲洗装置及所述氧化剂储存容器与所述过滤床体间 分别设有阀门;所述气水反冲洗装置包含风机;
[0044] 所述过滤床体的顶部设有液位触发器;所述过滤床体的上部设有 污泥流出管道,所述管道连有污泥池。
[0045] 当过滤床体内的杂质较多,会阻碍污水的过滤,污水的在过滤床 体内的水位会越来越高,当水位接触的过滤床体的顶部时,会接触到 液位触发器,并发出警报,此时将启动反冲洗装置,关闭污水及氧化 剂的进水阀门,打开反冲洗装置与过滤床体之间的阀门,此时,氧化 剂储存容器与所述过滤床体连接的管道包括外部连接的主管及支管 转变为反冲洗装置是气体和冲洗水的流入管道,进行反冲,使其装置 内的杂质排除。
[0046] 反冲洗时能够利用高压气射流摩搓冲洗滤料层,使滤料处于悬 浮流化疏松状态,能很好的解决滤床堵塞问题。
[0047] 所述反冲洗是一种气水微膨胀反冲洗方法,利用较大气(水) 流压力/速度摩搓冲洗滤料层,使滤料处于悬浮流化疏松状态,具有 一定的膨胀度,水利牵引悬浮物向上,使截留在滤料表面、滤层缝 隙间的杂质、污泥、小颗粒等在水力剪切和滤料颗粒的双重碰撞作 用下,从滤料表面脱落,随水流冲出滤床,恢复滤料的纳污能力, 保证滤床的高效运行。
[0048] 本发明的另一优选技术方案为,所述氧化剂多级布置装置为多孔 隔板和格栅;氧化剂通过潜流从入口到出口的水平方向和渗流从上至 下的垂直方向同时渗透滤床,实现氧化剂三维网络状多级配置模式, 达到滤床内零价铁的均匀活化。
[0049] 所述过滤床体内还包含其他过滤材料,所述其他过滤材料选自石 英砂、沸石、陶粒或火山岩中的一种过多种,优选为石英砂;所述零 价铁与所述其他过滤材料的比例为1:0~10;零价铁的粒径为8~100 目,优选为15~80目;所述过滤床体进水侧竖直布置多孔隔板,按照 进水流动的方向,。所述过滤床体进水侧顺次布置格栅和竖直的多孔 隔板。
[0050] 所述隔板的孔径为5~20mm,优选为8~15mm。
[0051] 可选地,所述格栅的垂直方向开孔宽度为4-8mm。
[0052] 本发明的有益效果至少包括以下几点:
[0053] (1)采用多级布置氧化剂,均匀活化床体内零价铁,零价铁颗 粒表面腐蚀更加迅速、充分、均匀,较短的时间内表面腐蚀生成均 匀稳定的
活性氧化铁组分,且产生的铁氧化合物活性组分均匀分配 于床体,克服了
现有技术需要预活化的问题,能更加高效和稳定的 去除水体中重金属;
[0054] (2)本发明实现了多级活化和反冲洗一体化;能同时活化和过 滤,具有均匀活化零价铁滤床的功能,反冲洗时能够利用高压气射 流摩搓冲洗滤料层,使滤料处于悬浮流化疏松状态,很好的解决滤 床堵塞问题;
[0055] (3)本发明所述的水处理方法在治理重金属污染河流的效果显 著;对重金属污染物具有更高效和稳定的处理能力;该方法操作简 单;在工业上的实现是经济可行的。
附图说明
[0056] 图1为单级布置氧化剂活化零价铁的装置图;
[0057] 图2为单级布置氧化剂活化零价铁共去除As(V)和Sb(V)的效果 图;
[0058] 图3为均匀布置氧化剂活化零价铁的装置图;
[0059] 图4为均匀布置氧化剂活化零价铁共去除As(V)和Sb(V)的效果 图;
[0060] 图5(a)为多级布置氧化剂均匀活化零价铁处理重金属工业污水 的滤床装置图;
[0061] 图5(b)为多级布置氧化剂均匀活化零价铁处理重金属工业污水 的滤床装置图中A-A,B-B,C-C的剖面图;
[0062] 图6多级布置氧化剂均匀活化零价铁治理重金属污染河流方案设 计图。
[0063] 图中:101-污水储存容器;102-污水搅拌装置;103-污水进水管 道;104-污水
蠕动泵;105-氧化剂储存容器;106-氧化剂搅拌装置; 107-氧化剂进水管道;108-氧化剂蠕动泵;109-主管;110-支管;111- 筛网;112-石英砂层;113-脱脂棉层;114-零价铁滤料层;115-取样口; 116-沉淀区;117-多孔钢板;118-溢流槽;119-出水管道;120-清水池; 121-液位触发器;122-风机;123-止回阀;125-过滤床体出水口;126-
控制阀门;127-反冲洗水泵;128-
单向阀门;130-反冲洗管道1;131- 反冲洗管道2;
[0064] 200-粗格栅;201-细格栅;202-多孔不锈钢板;203-尼龙网;204- 锚杆斜拉
挡墙;205-零价铁滤料层;207-出水不锈钢板;208-滤床底 部阀门。
具体实施方式
[0065] 以下
实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
[0066] 实施例1:
[0067] 如图1所示,单级布置氧化剂(氧化剂从上流向下方)活化零 价铁共去除As(V)和Sb(V):实验装置为下向流过滤床体,材质为有 机玻璃,上下用
盖子旋紧,外径5cm,内径4cm,总长度40cm,总 体积500ml。过滤床体由下至上依次为:脱脂棉层(113)厚度2cm, 石英砂层(112)厚度4cm,零价铁滤料层(114)高度30cm,零价 铁体积为0.36L,重量1.5kg,上部留3cm空间用水器从上配水,从 上至下设4个取样口(115)。实验采用四种不同的氧化剂活化零价 铁去除重金属,所用氧化剂分别为H2O2、KMnO4、HClO、ClO2, 实验前将Sb(V)、As(V)溶液和氧化剂在污水储存容器(101)中混合, Sb(V)、As(V)溶液分别用焦锑酸钾和砷酸钠定量配置,浓度分别为 5000μg/L。氧化剂与锑、砷总的摩尔比为10:1,氧化剂在氧化剂储 存容器(105)中配制,通过氧化剂搅拌装置(106)混合均匀,通 过进水管道(107)经氧化剂蠕动泵(108)泵如过滤床体内。
[0068] 待处理的污水,先检测pH值,用NaOH溶液和HCl溶液调节 pH至7.5左右,通过污水搅拌装置(102)混合均匀,将含有重金属 (As和Sb)污水通过进水管道(103)经污水蠕动泵(104)泵至滤 柱顶端均匀配水,流速约为10倍空床体积(BV)/h,出水经过0.45μm 微孔滤
膜过滤后梯度稀释,并测定As(V)和Sb(V)的浓度。
[0069] 如图2所示:单级布置氧化剂活化零价铁对As(V)的去除效果来 看,初始出水浓度高达1400μg/L。随着流出体积的增加,As(V)出 水浓度渐次降低,但是即便流出体积达到1000BV时,出水浓度依 然高达400-600μg/L。直到床体运行到200小时,去除率才逐渐趋 于稳定,由最初的70%上升至98%。单级布置氧化剂活化零价铁对 Sb(V)的去除效果来看,出水的初始浓度高达1700μg/L,初始去 除率仅为65%。随着运行时间增加,去除率渐次增加,上升至92%, 但出水浓度依然保持在400μg/L左右。
[0070] 氧化剂单级活化模式下,过滤床体整体活化不均匀,从外观看 上部
颜色为浓稠的黄褐色铁氧化物,零价铁表面被腐蚀变得粗糙, 附着了丰富的铁氧化物;下部仍为黑褐色的零价铁完整颗粒,表面 氧化腐蚀较弱。活化的整体效果表现为上部活化充分,而下部活化 不充分,从而影响了活化零价铁对重金属的去除效果。
[0071] 实施例2:
[0072] 如图3所示,多级均匀布置氧化剂活化零价铁共去除As(V)和Sb(V):该实验装置所述过滤床体的尺寸及内部滤料的布置,以及污 水储存容器与实施例1相同;但是该实验装置的氧化剂储存装置与 过滤床体通过管道连接,其中包括主管(109),主管深入过滤床体 内,均匀的分布了若干层支管(110),支管分若干层均匀活化零价 铁,过滤床体外设4个取样口用于取样测量;另外过滤床体内设有 多个筛网(111),将零价铁均匀分别在各层筛网(111)上。
[0073] 含Sb(V)和As(V)的污水储存容器(101)中混合,同时用NaOH 溶液和HCl溶液调节pH为7.5左右,并用污水搅拌装置(102)均 匀搅拌混合。氧化剂添加到氧化剂储存容器(105)中,通过氧化剂 搅拌装置(106)均匀搅拌稀释储备,Sb(V)和As(V)污水通过管道 (103)经污水蠕动泵(104)通过进水管(103)泵至顶端配水,流 速约为10倍空床体积(BV)/h。氧化剂经蠕动泵(108)、主管(109) 和支管(110)压力射流多级均匀布置,氧化剂与锑、砷总的摩尔比 为10:1。出水经过0.45μm微孔滤膜过滤后梯度稀释,并测定As(V) 和Sb(V)的浓度。
[0074] 多级均匀布置氧化剂活化零价铁共去除As(V)和Sb(V)的效果如 图4所示:分别采用四种氧化剂(KMnO4,NaClO,ClO2,H2O2)多级 均匀配置活化零价铁的条件下,出水As(V)的浓度从0-10000BV自 始至终都低于10μg/L,去除率一直维持在99.9%以上;Sb(V)去除 率一直维持在99%以上。多级均匀布置氧化剂去除重金属的处理效 果非常显著,始终未见As(V)穿透,Sb(V)出水浓度也始终低于 40μg/L。与参照组(实施例1)单级活化模式相比,该装置的活化模 式下,As(V)和Sb(V)的出水浓度降低了近10倍。
[0075] 单级布置氧化剂条件下,上部活化充分而下部活化弱。过滤 10000BV的体积后,各取样口(如图1和3所示)多次取样测定(重 复十次取平均值)污染物的浓度。单级和多级布置氧化剂(H2O2) 活化零价铁,过滤床体内As(V)和Sb(V)的剖面浓度和去除量如下表1所示。单级配置氧化剂(H2O2)活化零价铁时,As(V)和Sb(V)主 要在过滤床体的上半部分被去除,过滤床体的下半部分去除重金属 的效率并不高。多级均匀布置氧化剂的活化条件下,氧化剂由蠕动 泵通过主管和支管系统压力射流均匀布置,滤柱中的零价铁整体上 得到了均匀活化,各部分都能发挥有效拦截和去除As(V)和Sb(V) 的功能,因此对重金属的去除更加高效和稳定。
[0076] 表1单级和多级布置氧化剂(H2O2)活化零价铁滤柱内As(V)和Sb(V)的剖 面浓度和去除量
[0077]
[0078] 实施例3
[0079] 如图5a所示,该装置采用不锈钢制作,具体包括:污水储存容 器(101)、氧化剂储存容器(105)、过滤床体,过滤床体内包含零 价铁滤料层(114)和石英砂层(112),氧化剂储存容器与过滤床体 连接的管道连接,其管道包括主管(109)和和深入过滤床体内均匀 分布的支管(110),所述装置还包括漏斗形沉淀区)、溢流区为锯齿 溢流槽(118)、气水反冲洗系统及过程控制系统(PLC柜)。气水反 冲洗系统由液位触发器(121)、罗茨风机(122)、止回阀(123)、 反冲洗水泵(124)、主管(109)和支管(110)组成。过滤床体采 用重力流,均匀配水,均匀布置氧化剂,底部漏斗型,经多孔钢板 折流向上溢流出水。
[0080] 氧化剂在氧化剂储存容器(105)中经氧化剂搅拌装置(106) 充分搅拌混合,氧化剂多级布置装置包括主管(109)和支管(110), 用以多级布置氧化剂,均匀活化零价铁,重金属污水经过配水槽在 滤床内布置,经过零价铁滤层(114),再滤过
支撑滤料均质石英砂 层(112),其中石英砂层包括石英砂层和粗石英砂层,通过滤床体 底部的出水口(125)流入下部的漏斗沉淀区(116),流经多孔钢板 (117),锯齿溢流槽(118),通过出水管道(119),流入清水池(120)。
[0081] 当滤料堵塞
水头损失增加,滤速变慢,液位增高,将触发液位 发生器(121),开始进行反冲洗,首先关闭进污水蠕动泵(104)和 氧化剂蠕动泵(108),打开反冲洗风机(122),高压气体经过单向 控制阀门(126),通过多级布置氧化剂系统,主管(109)和支管(110) 进行均匀曝气,对均质零价铁滤料层(114)和支撑滤料石英砂(112) 进行强烈的摩擦搓洗。曝气冲洗后,同时开启反冲洗水泵(127), 通过单向阀门(128),水气通过主管(109)和支管(110)对滤料 进行冲洗,冲洗水和截留杂质经过反冲洗管道(130)和(131),流 入污泥浓缩池(129)。关闭罗茨风机(122),再调节反冲洗水量, 进行微膨胀冲洗1~10min,微膨胀率3~6%,出水排入污泥池(129)。
[0082] 滤床的整体安装:底部铺设粗石英砂,高度为0.3m,粗石英砂 上部铺设承托层均质石英砂,粒径为2mm,高度为0.4m,承托层中 铺设曝气盘和反冲洗主管和支管。承托层上部为均质零价铁(ZVI), 粒径为1.0mm,高度为1.2m,整体滤床高度为3.5m,保证滤料30% 的反冲洗膨胀率。
[0083] 实施例4
[0084] 某选矿污水中Pb、Cr、Cd的初始浓度分别为2.5、0.5、0.12mg/L。 利用多级均匀布置氧化剂(H2O2)活化零价铁,处理该重金属污水, 系统稳定运行100天,处理效果如表3所示。多级均匀布置氧化剂 (H2O2)活化零价铁,能稳定和高效的去除重金属Pb,Cr和Cd。
[0085] 表3多级布置氧化剂(H2O2)均匀活化零价铁处理某重金属选矿污水的去 除结果[0086]
[0087] 实施例5
[0088] 某S矿区现有多家有色金属
冶炼工厂,采选过程中产生了大量 的
尾矿堆砌在H处,导致河道支流A和B都有不同程度的砷污染, 对下游居民健康和饮水安全造成巨大威胁。河流的污水总量约1×105 m3/d,流量为1.16m3/s,在干流中检测As的含量约为200μg/L。针 对上述重金属砷的污染采取了治理措施,在C处设计活化零价铁滤 床,采用多级布置氧化剂均匀活化,长期稳定治理重金属污染河流 (如图6-1所示)。过滤床体设计的
水力停留时间为20min(换算72 BV/d),计算过滤床体的体积应为1380m3,考虑水量变化滤床采用 1500m3。过滤床体的长度为100m、宽度为10m、深度为1.5m, 零价铁与均质石英砂配比按照1:0.1~
1:10均匀混合。沟槽两侧开挖 坡度为45-60°,采用锚杆斜拉挡墙(204)护坡。进水侧设置多孔不 锈钢板(202),孔径为10mm。紧贴钢板布置透水性尼龙网(203) 阻止零价铁和石英砂填料的泄露。出水侧也设置不锈钢板(207), 底部设置排水阀门(208)(如图6-2所示)。过滤床体用粗格栅(200) 进行拦截较粗大的悬浮物和漂浮物,如
纤维、碎皮、毛发、树叶、 塑料制品等,采取人工清渣或者机械清渣。细格栅(201)进行更细 小尺寸颗粒物的拦截,采用人工或者机械清渣,防止过滤床体堵塞, 过栅流速一般采用0.6-1.0m/s,格栅槽宽为5mm,格栅高出最高水 位0.5m。
[0089] 多级均匀配置活化零价铁的操作模式如下:如图6-3所示,根 据水质情况在D处进行加压泵射流投加氧化剂NaClO,投加浓度为 10mM;NaClO迅速溶解后通过多孔不锈钢板(202)和尼龙网(203), 既能在水平方向上通过潜流多级配置均匀布置氧化剂,也能在竖直 方向上通过多级渗流对零价铁滤料层(205)进行均匀活化,在立体 空间上实现氧化剂的三维网络状多级配置,达到对整个滤床中零价 铁均匀活化。活化时间为24小时,活化过程中产生的高活性羟基氧 化铁通过吸附共沉淀等机理去除重金属离子,净化后从滤床底部 (208)口排出。该设计实现了活化的同时不影响滤床对污染水体的 净化功能。
[0090] 重金属污染河水过滤操作模式如图6-4所示:关闭滤床底部阀 门(208),受污水体水平方向上通过潜流被床体过滤,过滤水从不 锈钢板(207)顶部溢流达标排放,设计滤床的稳定运行时间为100d。
[0091] 过滤床体填料的更换:随着过滤时间的延长,进水中重金属离 子吸附、沉降在滤料表面,滤层间的缝隙会逐渐被细小颗粒物堵塞, 滤床的处理能力逐渐减弱,滤层阻力和水头损失逐渐变大。采用模 块式清淤,对滤料进行快速补填,能保证滤料清洗和置换过程中不 影响水体净化的同时进行。清淤过程中产生的浓缩污泥做无害化处 理。
[0092] 虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发 明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些
修改或改进, 这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神 的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。