CN106006908A - 一种车载式地下水四氯化碳处理装备及其净水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载式地下水四氯化碳处理装备，由缓冲池、布水装置、反应柱、加热装置、排水管、排泥沙管、移动式框架和控制系统组成；布水装置将待处理地下水从缓冲池底部输送到反应柱底部中心位置，加热装置对反应柱下端进行加热，待处理地下水在反应柱底部与新鲜空气反应，随着待处理地下水自下而上缓慢流动，在到达反应柱顶部时待处理地下水完全反应，生成的清水在反应柱上部沿排水管排出，四氯化碳气体也从反应柱顶部排出，沉降的污泥从反应柱底部排出。本发明所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备，处理四氯化碳效果好，能耗低，占地面积小，适合富含四氯化碳地下水的处理。

Description

一种车载式地下水四氯化碳处理装备及其净水方法
技术领域
本发明属于地下水污染处理装置领域，具体涉及一种车载式地下水四氯化碳处理装备。
背景技术
四氯化碳(CCl4)是一种人工合成的低沸点有机氯代烃(比重1.591g/cm3，沸点77℃)，微溶于水。国外研究表明：四氯化碳属于典型的肝脏毒物，高浓度时，首先是影响中枢神经系统，随后影响肝、肾。它在环境中具有持久性、长期残留性和生物蓄积性，因此自1979年被美国EPA列入了“含四氯化碳实验室中优先控制的污染物”，也被我国列入了68种“水中优先控制的污染物”名单。
上个世纪七十年代由于大量制造和使用农药，造成了一些地区实验室中被四氯化碳污染，如美国的密西根含水层和加拿大渥太华附近的含水层均受到过四氯化碳的污染(在含水层中它多以非水相(NAPL)存在)。
美国前Fortord Army军事基地造成的污染使得Marina的市政供水中CCl4超标，2000年8月测得CCl4浓度达15μg/L。美国Livermore地区的实验室排放残液中监测发现有毒有害垃圾的堆放导致CCl4污染物的产生，有毒物质渗滤液中CCl4的浓度高达500μg/L。2000年4月，Hafner&Sons垃圾填埋场附近的MW-10井中实验室中CCl4浓度达6.3μg/L。
现有治理技术
四氯化碳是常见的有机污染物，容易随雨水或灌溉水通过淋溶作用进入土壤和水体，引起土壤和水体的污染。目前有关实验室中四氯化碳残液污染治理的传统方法有以下几种。
1.活性炭吸附法
用活性炭吸附水源中的四氯化碳残液，无需添加任何化学试剂，技术要求不高，低浓度吸附效果好，一些难以降解的物质可直接吸附在活性炭上。通过考察了活性炭投加量、吸附时间、温度等因素对去除效果的影响。
此法工艺成熟，操作简单效果可靠，但吸附效率不稳定，四氯化碳残液处于低浓度时效果好，高浓度时处理不稳定，有效吸附寿命短，载体需要进行二次解吸才能进行循环运用，且通过溶剂解吸后的溶液，又形成含四氯化碳的混合体，如何再将其分离，需要进一步研究。
2.曝气技术修复法
曝气技术修复将压缩空气注入实验室中饱和带，气体向上运动过程中引起挥发性污染物自土体和实验室中进入气相，使得含有污染物的空气升至非饱和带，再通过气相抽提系统处理从而达到去除污染物的目的。这种处理实验室中饱和带挥发性有机污染物的原位修复技术，由于可原位施工的优势使其得到广泛应用，多应用于分子量较小、易从液相变为气相的污染物。
但是曝气技术修复法容易受到气流形态变化、气泡数量、气泡尺寸、气流通道密度等因素影响，同时因处理工艺不同而降低处理能力。曝气技术修复法在实施中，空气与污染物难以充分接触，实验室中注入的空气则易形成优先流，导致曝气短路，极大地影响处理范围和处理效果，污染区很难得到有效修复。同时曝气技术修复法也受到场地、流动、污染物的水溶性与挥发性的直接影响，使得修复效率下降、成本上升。
3.原位化学氧化法
原位化学修复技术采用的氧化剂高锰酸盐、Fenton试剂、过氧化氢和过硫酸盐等。将氧化剂注入含有大量的天然铁矿物，在铁矿物催化的作用下氧化反应能有效修复有机污染物。研究表明原位化学修复技术容易使修复区产生矿化、土壤板结、透水性差，改变了修复区结构。
4.生物修复法
利用生物注射和有机粘土吸附生物活性菌，通过生物的代谢作用，减少地下环境中有毒有害化合物的工程技术方法，原位生物修复法能够处理大范围的污染物，并且能完全分解污染物。
目前原位生物法对于处理实验室中有机物污染源是一项新兴的技术，生物修复的关键因素是合适的电子受体，而氧是最好的电了受体，由于在此环境中缺乏氧这一电子受体，同时微生物营养物质的供给不足，也使得微生物的生物降解不能持久。
5.渗透反应墙修复法
利用填充有活性反应介质材料的被动反应区，当受污染的实验室中通过时，其中的污染物质与反应介质发生物理、化学和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，从而使污水得以净化。
但是渗透性反应墙存在易被堵塞，实验室中的氧化还原电位等天然环境条件易遭破坏，运行维护相对复杂等缺点，加上双金属系统、纳米技术成本较高，这些因素阻碍了渗透性反应墙的进一步发展及大力推广。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种车载式地下水四氯化碳处理装备及其净水方法，包括：缓冲池1，布水装置2，反应柱3，加热装置4，排水管5，排泥沙管6，移动式框架7，控制系统8，温度传感器9；所述移动式框架7的底部设有缓冲池1，移动式框架7的中部设置反应柱3，所述缓冲池1底部和反应柱3底部通过布水装置2相连，反应柱3底部中心连接有排泥沙管6，反应柱3柱体下端外壁套接有加热装置4，反应柱3上部连接排水管5和温度传感器9，移动式框架7上还设有控制系统8。
进一步的，所述布水装置2包括：输水干管2-1，气液混合室2-2，气液喷管2-3，气泵输入管2-4；所述输水干管2-1下端连接水泵，输水干管2-1上端与气液混合室2-2底部中心垂直连通；所述气液混合室2-2为圆柱形，气液混合室2-2的一侧与气泵输入管2-4贯通，气液混合室2-2内部为中空密闭结构；所述气液喷管2-3分布在气液混合室2-2上部边缘位置，气液喷管2-3下端与气液混合室2-2垂直连通，气液喷管2-3上端与反应柱3底部垂直连通，气液喷管2-3在气液混合室2-2周边均匀分布，气液喷管2-3的数量不少于6根。
进一步的，所述反应柱3包括：扰流板3-1，汽水冷凝分离装置3-2，气体回流孔3-3，冷凝室3-4；其中所述扰流板3-1位于反应柱3下端内部；所述汽水冷凝分离装置3-2位于反应柱3上部，汽水冷凝分离装置3-2下端位于反应柱3内部，汽水冷凝分离装置3-2上端从反应柱3顶部中心垂直穿过，在汽水冷凝分离装置3-2与反应柱3之间设有冷凝室3-4。
进一步的，所述扰流板3-1包括：中心轴3-1-1和扰流叶片3-1-2；其中，所述中心轴3-1-1为圆柱形结构，中心轴3-1-1垂直布置在反应柱3内部下端中心位置；所述扰流叶片3-1-2一端垂直均匀焊接在中心轴3-1-1表面，扰流叶片3-1-2另一端口焊接在反应柱3内壁上，扰流叶片3-1-2截面为等腰三角形，扰流叶片3-1-2截面顶角的角度为5°～20°，扰流板3-1分为上下两层，上下两层之间相距20mm～60mm，每层扰流叶片3-1-2数量相同且不少于6片，两层扰流叶片3-1-2交错分布。
进一步的，所述汽水冷凝分离装置3-2，包括：聚拢室3-2-1，集气室3-2-2，排气管3-2-3；其中，所述聚拢室3-2-1为上下开口的圆台形结构，聚拢室3-2-1下端边缘与反应柱3内壁无缝焊接；所述集气室3-2-2为上下两端开口的圆台形结构，集气室3-2-2位于聚拢室3-2-1正上方，集气室3-2-2与聚拢室3-2-1之间设有一定间隙，其间隙距离为3cm～10cm，集气室3-2-2上部与排气管3-2-3下部垂直焊接；所述排气管3-2-3与集气室3-2-2贯通，排气管3-2-3上端穿过反应柱3上部中心延伸至反应柱3外部，排气管3-2-3为两端开口的中空管；所述排气管3-2-3的腰部设有气体回流孔3-3。
进一步的，温度传感器9、水泵、加热装置4通过导线与控制系统8连接。
进一步的，所述扰流叶片3-1-2由高分子材料压模成型，扰流叶片3-1-2的组成成分和制造过程如下：
一、扰流叶片3-1-2组成成分：
按重量份数计，十二烷酸乙酯5～20份，硝酸乙酯1～10份，正庚酸乙酯3～10份，油酸乙酯5～20份，草酸二乙酯6～9份，纳米级硼酸钯12～25份，浓度为5ppm～100ppm的十六烷酸乙酯300～430份，二甲基酰胺甲酸5～10份，丙酸乙酯2～10份，交联剂5～25份，对羟基偶氮苯6～9份，4-羟基联苯12～25份，乙二胺四亚甲基磷酸钠5～25份；
所述交联剂为1-8-萘二甲酸；
所述纳米级硼酸钯的粒径为5nm～10nm；
二、扰流叶片3-1-2的制造过程，包含以下步骤：
第1步、在反应釜中加入电导率为0.001μS/cm～0.02μS/cm的超纯水500～850份，启动反应釜内搅拌器，转速为100rpm～150rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至30℃～70℃；依次加入十二烷酸乙酯、硝酸乙酯、正庚酸乙酯，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.5～8.9，将搅拌器转速调至20rpm～50rpm，温度为40℃～45℃，酯化反应3～8小时；
第2步、取油酸乙酯、草酸二乙酯粉碎，粉末粒径为300～450目；加入纳米级硼酸钯混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为50mm～100mm，采用剂量为1.0kGy～5.5kGy、能量为1.0MeV～5.5MeV的α射线辐照15min～45min；
第3步、经第2步处理的混合粉末溶于十六烷酸乙酯中，加入反应釜，搅拌器转速为100rpm～150rpm，温度为77℃～80℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.02MPa～-0.05MPa，保持此状态反应1h～5h；泄压并通入氨气，使反应釜内压力为0.004～0.02MPa，保温静置1h～5h；之后搅拌器转速提升至150rpm～200rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入二甲基酰胺甲酸、丙酸乙酯完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.0～6.5，保温静置2h～4h；
第4步、在搅拌器转速为100rpm～150rpm时，依次加入对羟基偶氮苯、4-羟基联苯和乙二胺四亚甲基磷酸钠，提升反应釜压力，使其达到0.08MPa～0.15MPa，温度为120℃～130℃，聚合反应5h～12h；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至30℃～45℃，出料，入压模机即可制得扰流叶片3-1-2。
进一步的，所述一种车载式地下水四氯化碳处理装备的净水方法，待处理地下水从缓冲池1底部进入布水装置2，待处理地下水在布水装置2中沿输水干管2-1进入气液混合室2-2，同时高压气泵通过气泵输入管2-4将新鲜空气打入气液混合室2-2，并在气液混合室2-2进行气液混合，将混合液均匀分配到气液喷管2-3中，气液喷管2-3将混合液高压喷射至反应柱3底部，混合液进入反应柱3后，先经过位于反应柱3底部的扰流板3-1，在扰流板3-1多层交错的扰流叶片3-1-2阻尼、撞击下，四氯化碳从液体中析出；同时，加热装置4对反应柱下端进行加热，使反应柱3温度保持在30℃～77℃之间，进一步促进四氯化碳从液体中析出；反应后的清水从反应柱3上部的排水管5排除，而四氯化碳气体则进入到反应柱3顶部的聚拢室3-2-1，气体从聚拢室3-2-1上部进入集气室3-2-2，最终经过排气管3-2-3排出反应柱3；而含水分高的四氯化碳气体从聚拢室3-2-1与集气室3-2-2之间的缝隙处溢出，进入冷凝室3-4上升进行冷凝，冷凝水则顺着排气管3-2-3外壁流回到聚拢室3-2-1内部，进而进入反应柱3内；脱水后的四氯化碳气体通过气体回流孔3-3回到排气管3-2-3内并排除系统之外；反应后沉降的泥沙自反应柱3底部的排泥沙管6排出。期间温度传感器9控制着反应柱3的温度，并始终保持在30℃～77℃之间，当温度低于设定值，控制系统8促使加热装置4工作为反应柱3加热，同时控制水泵减少流量；当温度高于设定值，控制系统8促使加热装置4停止工作，同时控制水泵增加流量输入。
本发明专利公开的一种车载式地下水四氯化碳处理装备及其净水方法，其优点在于：
(1)该装置为采用活性污泥生物法处理污水，节能环保；
(2)该装置通过有污水自留家扰动轮扰动使污水和活性污泥混合，能耗低，处理效果好；
(3)整体设备占地面积小，维护方便。
本发明所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备及其净水方法，通过水流从下往上的运动，自然的与活性污泥混合反应，不需搅拌和曝气，处理效果好，能耗低，占地面积小，适合富含有机物的城市污水的处理。
附图说明
图1是本发明中所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备的宏观图。
图2是本发明中所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备的结构图。
图3是本发明中所述的布水装置的示意图。
图4是本发明中所述的反应柱的示意图。
图5是本发明中所述的扰流板的示意图。
图6是本发明中所述的汽水冷凝分离装置的示意图。
图7是本发明中所述的降解持续能率图。
以上图1～图6中，1为缓冲池，2为布水装置，2-1为输水干管，2-2为气液混合室，2-3为气液喷管，2-4为气泵输入管，3为反应柱，3-1为扰流板，3-1-1为中心轴，3-1-2为扰流叶片，3-2为汽水冷凝分离装置，3-2-1为聚拢室，3-2-2为集气室，3-2-3为排气管，3-3为气体回流孔，3-4为冷凝室，4为加热装置，5为排水管，6为排泥沙管，7为移动式框架，8为控制系统，9为温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种车载式地下水四氯化碳处理装备进行进一步说明。
如图1或图2所示，是本发明提供的一种车载式地下水四氯化碳处理装备示意图。图中看出，包括：缓冲池1，布水装置2，反应柱3，加热装置4，排水管5，排泥沙管6，移动式框架7，控制系统8，温度传感器9；所述移动式框架7的底部设有缓冲池1，移动式框架7的中部设置反应柱3，所述缓冲池1底部和反应柱3底部通过布水装置2相连，反应柱3底部中心连接有排泥沙管6，反应柱3柱体下端外壁套接有加热装置4，反应柱3上部连接排水管5和温度传感器9，移动式框架7上还设有控制系统8。
布水装置2将待处理地下水从缓冲池1底部输送到反应柱3底部中心位置，加热装置4对反应柱下端进行加热，使反应柱3温度保持在30℃～77℃之间，待处理地下水在反应柱3底部与新鲜空气反应成为混合液，随着混合液自下而上缓慢流动，在到达反应柱3中部时混合液完全反应，生成的清水在反应柱3中部沿排水管5排出，产生的气体从反应柱3顶部排出，沉降的污泥从反应柱3底部的排泥沙管6排出。
如图3所示，是本发明中所述的布水装置的示意图。图中看出，所述布水装置2包括：输水干管2-1，气液混合室2-2，气液喷管2-3，气泵输入管2-4；所述输水干管2-1下端连接水泵，输水干管2-1上端与气液混合室2-2底部中心垂直连通；所述气液混合室2-2为圆柱形，气液混合室2-2的一侧与气泵输入管2-4贯通，气液混合室2-2内部为中空密闭结构；所述气液喷管2-3分布在气液混合室2-2上部边缘位置，气液喷管2-3下端与气液混合室2-2垂直连通，气液喷管2-3上端与反应柱3底部垂直连通，气液喷管2-3在气液混合室2-2周边均匀分布，气液喷管2-3的数量不少于6根。
待处理地下水沿输水干管2-1进入气液混合室2-2，高压空气进入气液混合室2-2，与待处理地下水混合，混合液均匀分配到气液喷管2-3中，气液喷管2-3将混合液输送至反应柱3底部。
如图4所示，是本发明中所述的反应柱的示意图。从图4或图1中看出，所述反应柱3包括：扰流板3-1，汽水冷凝分离装置3-2，气体回流孔3-3，冷凝室3-4；其中所述扰流板3-1位于反应柱3下端内部；所述汽水冷凝分离装置3-2位于反应柱3上部，汽水冷凝分离装置3-2下端位于反应柱3内部，汽水冷凝分离装置3-2上端从反应柱3顶部中心垂直穿过，在汽水冷凝分离装置3-2与反应柱3之间设有冷凝室3-4。
待处理地下水从布水装置2进入反应柱3后，先经过位于反应柱3底部的扰流板3-1，混合液在扰流板3-1位置与其撞击后气液分离，反应后的气体和清水沿反应柱3柱体上升，在反应柱3顶部通过汽水冷凝分离装置3-2后，将含有水的气体分离，气体沿汽水分离器3-2顶部排出，清水经过排水管5排出。
如图5所示，是本发明中所述的扰流板的示意图。从图5或图1中看出，所述扰流板3-1包括：中心轴3-1-1和扰流叶片3-1-2；其中，所述中心轴3-1-1为圆柱形结构，中心轴3-1-1垂直布置在反应柱3内部下端中心位置；所述扰流叶片3-1-2一端垂直均匀焊接在中心轴3-1-1表面，扰流叶片3-1-2另一端口焊接在反应柱3内壁上，扰流叶片3-1-2截面为等腰三角形，扰流叶片3-1-2截面顶角的角度为5°～20°，扰流板3-1分为上下两层，上下两层之间相距20mm～60mm，每层扰流叶片3-1-2数量相同且不少于6片，两层扰流叶片3-1-2交错分布。
混合液自下往上通过两层扰流叶片3-1-2和中心轴3-1-2之间形成的夹角和缝隙，使得气液分离。
如图6所示，是本发明中所述的汽水冷凝分离装置的示意图。从图6或图1中看出，所述汽水冷凝分离装置3-2包括聚拢室3-2-1、集气室3-2-2和排气管3-2-3；反应后的清水和气体从反应柱3底部输入，四氯化碳气体则进入到反应柱3顶部的聚拢室3-2-1，气体从聚拢室3-2-1上部进入集气室3-2-2，最终经过排气管3-2-3排出反应柱3；而含水分高的四氯化碳气体从聚拢室3-2-1与集气室3-2-2之间的缝隙处溢出，进入冷凝室3-4上升进行冷凝，冷凝水则顺着排气管3-2-3外壁流回到聚拢室3-2-1内部，进而进入反应柱3内；脱水后的四氯化碳气体通过气体回流孔3-3回到排气管3-2-3内并排除系统之外。
本发明所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备的工作过程是：
待处理地下水从缓冲池1底部进入布水装置2，待处理地下水在布水装置2中沿输水干管2-1进入气液混合室2-2，同时高压气泵通过气泵输入管2-4将新鲜空气打入气液混合室2-2，并在气液混合室2-2进行气液混合，将混合液均匀分配到气液喷管2-3中，气液喷管2-3将混合液高压喷射至反应柱3底部，混合液进入反应柱3后，先经过位于反应柱3底部的扰流板3-1，在扰流板3-1多层交错的扰流叶片3-1-2阻尼、撞击下，四氯化碳从液体中析出；同时，加热装置4对反应柱下端进行加热，使反应柱3温度保持在30℃～77℃之间，进一步促进四氯化碳从液体中析出；反应后的清水从反应柱3上部的排水管5排除，而四氯化碳气体则进入到反应柱3顶部的聚拢室3-2-1，气体从聚拢室3-2-1上部进入集气室3-2-2，最终经过排气管3-2-3排出反应柱3；而含水分高的四氯化碳气体从聚拢室3-2-1与集气室3-2-2之间的缝隙处溢出，进入冷凝室3-4上升进行冷凝，冷凝水则顺着排气管3-2-3外壁流回到聚拢室3-2-1内部，进而进入反应柱3内；脱水后的四氯化碳气体通过气体回流孔3-3回到排气管3-2-3内并排除系统之外；反应后沉降的泥沙自反应柱3底部的排泥沙管6排出。期间温度传感器9控制着反应柱3的温度，并始终保持在30℃～77℃之间，当温度低于设定值，控制系统8促使加热装置4工作为反应柱3加热，同时控制水泵减少流量；当温度高于设定值，控制系统8促使加热装置4停止工作，同时控制水泵增加流量输入。
本发明所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备，处理四氯化碳效果好，能耗低，占地面积小，适合富含四氯化碳地下水的处理。
以下是本发明所述扰流叶片3-1-2的制造过程的实施例，实施例是为了进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
按照以下步骤制造本发明所述扰流叶片3-1-2，并按重量份数计：
第1步、在反应釜中加入电导率为0.001μS/cm的超纯水500份，启动反应釜内搅拌器，转速为100rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至30℃；依次加入十二烷酸乙酯5份，硝酸乙酯1份，正庚酸乙酯3份，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.5，将搅拌器转速调至20rpm，温度为40℃，酯化反应3小时；
第2步、取油酸乙酯5份，草酸二乙酯6份粉碎，粉末粒径为300目；加入纳米级硼酸钯12份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为50mm，采用剂量为1.0kGy、能量为1.0MeV的α射线辐照15min；
第3步、经第2步处理的混合粉末溶于浓度为5ppm的十六烷酸乙酯300份中，加入反应釜，搅拌器转速为100rpm，温度为77℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.02MPa，保持此状态反应1h；泄压并通入氨气，使反应釜内压力为0.004，保温静置1h；之后搅拌器转速提升至150rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入二甲基酰胺甲酸5份，丙酸乙酯2份完全溶解后，加入交联剂5份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.0，保温静置2h；第4步、在搅拌器转速为100rpm时，依次加入对羟基偶氮苯6份，4-羟基联苯12份，乙二胺四亚甲基磷酸钠5份，提升反应釜压力，使其达到0.08MPa，温度为120℃，聚合反应5h；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至30℃，出料，入压模机即可制得扰流叶片3-1-2。
所述交联剂为1-8-萘二甲酸；
所述纳米级硼酸钯的粒径为5nm。
实施例2
按照以下步骤制造本发明所述扰流叶片3-1-2，并按重量份数计：
第1步、在反应釜中加入电导率为0.02μS/cm的超纯水850份，启动反应釜内搅拌器，转速为150rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至70℃；依次加入十二烷酸乙酯20份，硝酸乙酯10份，正庚酸乙酯10份，搅拌至完全溶解，调节pH值为8.9，将搅拌器转速调至50rpm，温度为45℃，酯化反应8小时；
第2步、取油酸乙酯20份，草酸二乙酯9份粉碎，粉末粒径为450目；加入纳米级硼酸钯25份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为100mm，采用剂量为5.5kGy、能量为5.5MeV的α射线辐照45min；
第3步、经第2步处理的混合粉末溶于浓度为100ppm的十六烷酸乙酯430份中，加入反应釜，搅拌器转速为150rpm，温度为80℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.05MPa，保持此状态反应5h；泄压并通入氨气，使反应釜内压力为0.02MPa，保温静置5h；之后搅拌器转速提升至200rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入二甲基酰胺甲酸10份，丙酸乙酯10份完全溶解后，加入交联剂25份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为6.5，保温静置4h；
第4步、在搅拌器转速为150rpm时，依次加入对羟基偶氮苯9份，4-羟基联苯25份，乙二胺四亚甲基磷酸钠25份，提升反应釜压力，使其达到0.15MPa，温度为130℃，聚合反应12h；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至45℃，出料，入压模机即可制得扰流叶片3-1-2。
所述交联剂为1-8-萘二甲酸；
所述纳米级硼酸钯的粒径为10nm。
实施例3
按照以下步骤制造本发明所述扰流叶片3-1-2，并按重量份数计：
第1步、在反应釜中加入电导率为0.00102μS/cm的超纯水580份，启动反应釜内搅拌器，转速为145rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至46℃；依次加入十二烷酸乙酯16份，硝酸乙酯8份，正庚酸乙酯7份，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.589，将搅拌器转速调至43rpm，温度为41℃，酯化反应3.8小时；
第2步、取油酸乙酯5.20份，草酸二乙酯6.9份粉碎，粉末粒径为398目；加入纳米级硼酸钯12.25份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为87mm，采用剂量为1.55kGy、能量为1.45MeV的α射线辐照15.45min；
第3步、经第2步处理的混合粉末溶于浓度为45ppm的十六烷酸乙酯389份中，加入反应釜，搅拌器转速为118rpm，温度为77.80℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.0205MPa，保持此状态反应1.5h；泄压并通入氨气，使反应釜内压力为0.00402MPa，保温静置1.5h；之后搅拌器转速提升至152rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入二甲基酰胺甲酸5.10份，丙酸乙酯2.10份完全溶解后，加入交联剂5.25份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.065，保温静置2.4h；
第4步、在搅拌器转速为111rpm时，依次加入对羟基偶氮苯6.9份，4-羟基联苯12.25份，乙二胺四亚甲基磷酸钠5.25份，提升反应釜压力，使其达到0.0815MPa，温度为120.130℃，聚合反应5.12h；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至30.45℃，出料，入压模机即可制得扰流叶片3-1-2。
所述交联剂为1-8-萘二甲酸；
所述纳米级硼酸钯的粒径为5.10nm。
对照例
对照例为市售某品牌的扰流叶片。
实施例4
将实施例1～3制备获得的扰流叶片3-1-2和对照例所述的扰流叶片用于四氯化碳治理，其使用效果对比。对二者单位重量、单位时间降解量、四氯化碳转换率、降解剩余率进行统计，结果如表1所示。
从表1可见，本发明所述的扰流叶片3-1-2，其在单位重量、单位时间降解量、四氯化碳转换率、降解剩余率方面均优于现有技术生产的产品。
此外，如图7所示，是本发明所述的扰流叶片3-1-2随时间增加的降解持续能率图。图中看出，实施例1～3所用扰流叶片3-1-2，其使用时间和降解持续能率均大幅优于现有产品。

Claims (8)

1.一种车载式地下水四氯化碳处理装备，包括：缓冲池(1)，布水装置(2)，反应柱(3)，加热装置(4)，排水管(5)，排泥沙管(6)，移动式框架(7)，控制系统(8)，温度传感器(9)；其特征在于：所述移动式框架(7)的底部设有缓冲池(1)，移动式框架(7)的中部设置反应柱(3)，所述缓冲池(1)底部和反应柱(3)底部通过布水装置(2)相连，反应柱(3)底部中心连接有排泥沙管(6)，反应柱(3)柱体下端外壁套接有加热装置(4)，反应柱(3)上部连接排水管(5)和温度传感器(9)，移动式框架(7)上还设有控制系统(8)。
2.根据权利要求1所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备，其特征在于：所述布水装置(2)包括：输水干管(2-1)，气液混合室(2-2)，气液喷管(2-3)，气泵输入管(2-4)；所述输水干管(2-1)下端连接水泵，输水干管(2-1)上端与气液混合室(2-2)底部中心垂直连通；所述气液混合室(2-2)为圆柱形，气液混合室(2-2)的一侧与气泵输入管(2-4)贯通，气液混合室(2-2)内部为中空密闭结构；所述气液喷管(2-3)分布在气液混合室(2-2)上部边缘位置，气液喷管(2-3)下端与气液混合室(2-2)垂直连通，气液喷管(2-3)上端与反应柱(3)底部垂直连通，气液喷管(2-3)在气液混合室(2-2)周边均匀分布，气液喷管(2-3)的数量不少于6根。
3.根据权利要求1所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备，其特征在于：所述反应柱(3)包括：扰流板(3-1)，汽水冷凝分离装置(3-2)，气体回流孔(3-3)，冷凝室(3-4)；其中所述扰流板(3-1)位于反应柱(3)下端内部；所述汽水冷凝分离装置(3-2)位于反应柱(3)上部，汽水冷凝分离装置(3-2)下端位于反应柱(3)内部，汽水冷凝分离装置(3-2)上端从反应柱(3)顶部中心垂直穿过，在汽水冷凝分离装置(3-2)与反应柱(3)之间设有冷凝室(3-4)。
4.根据权利要求3所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备，其特征在于：所述扰流板(3-1)包括：中心轴(3-1-1)和扰流叶片(3-1-2)；其中，所述中心轴(3-1-1)为圆柱形结构，中心轴(3-1-1)垂直布置在反应柱(3)内部下端中心位置；所述扰流叶片(3-1-2)一端垂直均匀焊接在中心轴(3-1-1)表面，扰流叶片(3-1-2)另一端口焊接在反应柱(3)内壁上，扰流叶片(3-1-2)截面为等腰三角形，扰流叶片(3-1-2)截面顶角的角度为5°～20°，扰流板(3-1)分为上下两层，上下两层之间相距20mm～60mm，每层扰流叶片(3-1-2)数量相同且不少于6片，两层扰流叶片(3-1-2)交错分布。
5.根据权利要求3所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备，其特征在于：所述汽水冷凝分离装置(3-2)，包括：聚拢室(3-2-1)，集气室(3-2-2)，排气管(3-2-3)；其中，所述聚拢室(3-2-1)为上下开口的圆台形结构，聚拢室(3-2-1)下端边缘与反应柱(3)内壁无缝焊接；所述集气室(3-2-2)为上下两端开口的圆台形结构，集气室(3-2-2)位于聚拢室(3-2-1)正上方，集气室(3-2-2)与聚拢室(3-2-1)之间设有一定间隙，其间隙距离为3cm～10cm，集气室(3-2-2)上部与排气管(3-2-3)下部垂直焊接；所述排气管(3-2-3)与集气室(3-2-2)贯通，排气管(3-2-3)上端穿过反应柱(3)上部中心延伸至反应柱(3)外部，排气管(3-2-3)为两端开口的中空管；所述排气管(3-2-3)的腰部设有气体回流孔(3-3)。
6.根据权利要求1所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备，其特征在于：温度传感器(9)、水泵、加热装置(4)通过导线与控制系统(8)连接。
7.根据权利要求4所述的一种车载式地下水四氯化碳处理装备，其特征在于，所述扰流叶片(3-1-2)由高分子材料压模成型，扰流叶片(3-1-2)的组成成分和制造过程如下：
一、扰流叶片(3-1-2)组成成分：
按重量份数计，十二烷酸乙酯5～20份，硝酸乙酯1～10份，正庚酸乙酯3～10份，油酸乙酯5～20份，草酸二乙酯6～9份，纳米级硼酸钯12～25份，浓度为5ppm～100ppm的十六烷酸乙酯300～430份，二甲基酰胺甲酸5～10份，丙酸乙酯2～10份，交联剂5～25份，对羟基偶氮苯6～9份，4-羟基联苯12～25份，乙二胺四亚甲基磷酸钠5～25份；
所述交联剂为1-8-萘二甲酸；
所述纳米级硼酸钯的粒径为5nm～10nm；
二、扰流叶片(3-1-2)的制造过程，包含以下步骤：
第1步、在反应釜中加入电导率为0.001μS/cm～0.02μS/cm的超纯水500～850份，启动反应釜内搅拌器，转速为100rpm～150rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至30℃～70℃；依次加入十二烷酸乙酯、硝酸乙酯、正庚酸乙酯，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.5～8.9，将搅拌器转速调至20rpm～50rpm，温度为40℃～45℃，酯化反应3～8小时；
第2步、取油酸乙酯、草酸二乙酯粉碎，粉末粒径为300～450目；加入纳米级硼酸钯混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为50mm～100mm，采用剂量为1.0kGy～5.5kGy、能量为1.0MeV～5.5MeV的α射线辐照15min～45min；
第3步、经第2步处理的混合粉末溶于十六烷酸乙酯中，加入反应釜，搅拌器转速为100rpm～150rpm，温度为77℃～80℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.02MPa～-0.05MPa，保持此状态反应1h～5h；泄压并通入氨气，使反应釜内压力为0.004～0.02MPa，保温静置1h～5h；之后搅拌器转速提升至150rpm～200rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入二甲基酰胺甲酸、丙酸乙酯完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.0～6.5，保温静置2h～4h；
第4步、在搅拌器转速为100rpm～150rpm时，依次加入对羟基偶氮苯、4-羟基联苯和乙二胺四亚甲基磷酸钠，提升反应釜压力，使其达到0.08MPa～0.15MPa，温度为120℃～130℃，聚合反应5h～12h；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至30℃～45℃，出料，入压模机即可制得扰流叶片(3-1-2)。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6中任一所述一种车载式地下水四氯化碳处理装备的净水方法，其特征在于：待处理地下水从缓冲池(1)底部进入布水装置(2)，待处理地下水在布水装置(2)中沿输水干管(2-1)进入气液混合室(2-2)，同时高压气泵通过气泵输入管(2-4)将新鲜空气打入气液混合室(2-2)，并在气液混合室(2-2)进行气液混合，将混合液均匀分配到气液喷管(2-3)中，气液喷管(2-3)将混合液高压喷射至反应柱(3)底部，混合液进入反应柱(3)后，先经过位于反应柱(3)底部的扰流板(3-1)，在扰流板(3-1)多层交错的扰流叶片(3-1-2)阻尼、撞击下，四氯化碳从液体中析出；同时，加热装置(4)对反应柱下端进行加热，使反应柱(3)温度保持在30℃～77℃之间，进一步促进四氯化碳从液体中析出；反应后的清水从反应柱(3)上部的排水管(5)排除，而四氯化碳气体则进入到反应柱(3)顶部的聚拢室(3-2-1)，气体从聚拢室(3-2-1)上部进入集气室(3-2-2)，最终经过排气管(3-2-3)排出反应柱(3)；而含水分高的四氯化碳气体从聚拢室(3-2-1)与集气室(3-2-2)之间的缝隙处溢出，进入冷凝室(3-4)上升进行冷凝，冷凝水则顺着排气管(3-2-3)外壁流回到聚拢室(3-2-1)内部，进而进入反应柱(3)内；脱水后的四氯化碳气体通过气体回流孔(3-3)回到排气管(3-2-3)内并排除系统之外；反应后沉降的泥沙自反应柱(3)底部的排泥沙管(6)排出；期间温度传感器(9)控制着反应柱(3)的温度，并始终保持在30℃～77℃之间，当温度低于设定值，控制系统(8)促使加热装置(4)工作为反应柱(3)加热，同时控制水泵减少流量；当温度高于设定值，控制系统(8)促使加热装置(4)停止工作，同时控制水泵增加流量输入。
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