CN109300386B - 一种磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，包括有处理槽，处理槽对称的两端分别为进水箱和出水箱，进水箱和出水箱之间依次设有第一模拟水层、反应区和第二模拟水层；所述进水箱的外侧的下部连接有进水管，进水管的一端连接有进水蓄水箱，进水管上设有蠕动泵；所述出水箱外侧的上部连接有出水管，出水管的一端连接有出水蓄水箱，出水管上设有出水阀；所述进水箱和出水箱外侧面的底部设有排空软管，所述第一模拟水层、反应区和第二模拟水层外侧面自下而上均布有采样软管，排空软管和采样软管上设有止水夹。本发明具有能够对磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水的处理进行模拟实验的特点。

Description

一种磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置
技术领域
本发明涉及一种磷石膏堆场污水处理实验系统，特别是一种磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置。
背景技术
磷石膏，是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙。此外还含有多种其他杂质。我国目前每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨，是石膏废渣中排量最大的一种，排出的磷石膏渣占用大量土地，形成渣山，严重污染环境。
而磷石膏堆场渗滤液，是堆场污染的最主要形式，对周边的水环境会造成极大的污染，尤其是其中的氟离子、磷酸根离子、总铁和锰离子等。
PRB技术主要应用于污染地下水原位处理修复，但是，现目前将该技术应用于磷石膏堆场渗滤液中的氟离子、磷酸根离子、总铁和锰离子的脱除研究较少，并且缺乏相应的研究实验系统。因此，设计一种磷石膏堆场渗滤液处理实验系统，对于磷石膏堆场渗滤液的研究十分重要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置。本发明具有能够对磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水的处理进行模拟实验的特点。
本发明的技术方案：一种磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，包括有处理槽，处理槽对称的两端分别为进水箱和出水箱，进水箱和出水箱相对内侧的侧壁上分别均布有排水孔，进水箱和出水箱之间依次设有第一模拟水层、反应区和第二模拟水层，第一模拟水层、反应区和第二模拟水层之间经隔板隔开，隔板上均布有渗水孔，隔板的表面设有过滤纱网；所述进水箱的外侧的下部连接有进水管，进水管的一端连接有进水蓄水箱，进水管上设有蠕动泵；所述出水箱外侧的上部连接有出水管，出水管的一端连接有出水蓄水箱，出水管上设有出水阀；所述进水箱和出水箱外侧面的底部设有排空软管，所述第一模拟水层、反应区和第二模拟水层外侧面自下而上均布有采样软管，排空软管和采样软管上设有止水夹。
前述的磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，所述进水箱外侧的上端设有固定板，固定板上螺纹连接有竖直向下的调节螺杆，调节螺杆的下端活动连接有连接块，连接块的下端固定连接在进水管的中部。
前述的磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，所述处理槽内侧的两侧设有凹形滑槽，所述隔板活动连接在凹形滑槽内。
前述的磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，所述反应区均分为4个区，相邻区之间分别经隔板隔开，隔板上设有渗水孔和过滤纱网。
前述的磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，所述排空软管和采样软管为橡胶软管，所述止水夹为夹子。
本发明的有益效果
本发明的系统通过设置处理槽，并在槽中设置模拟含水层和反应区，通过在反应区内设置反应介质层，在模拟水层中设置砂石形成模拟水层，通过蠕动泵将进水蓄水箱内的水送入模拟含水层和反应区内进行处理反应，通过每个区域侧面的取样管对水样进行采样检测，从而实现对于磷石膏堆场渗滤液地下水的处理模拟实验。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为处理槽的的结构示意图；
附图3为隔板的结构示意图。
附图标记说明：1-处理槽，2-进水箱，3-出水箱，4-排水孔，5-第一模拟水层，6-反应区，7-第二模拟水层，8-隔板，9-渗水孔，10-进水管，11-进水蓄水箱，12-水泵，13-出水管，14-出水蓄水箱，15-出水阀，16-凹形滑槽，17-固定板，18-调节螺杆，19-连接块，20-过滤纱网，21-排空软管，22-采样软管，23-止水夹。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例：一种磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，如附图1-3所示，包括有处理槽1，处理槽1对称的两端分别为进水箱2和出水箱3，进水箱2和出水箱3相对内侧的侧壁上分别均布有排水孔4，进水箱2和出水箱3之间依次设有第一模拟水层5、反应区6和第二模拟水层7，第一模拟水层5、反应区6和第二模拟水层7之间经隔板8隔开，隔板8上均布有渗水孔9，隔板8的表面设有过滤纱网20；所述进水箱2的外侧的下部连接有进水管10，进水管10的一端连接有进水蓄水箱11，进水管10上设有蠕动泵12；所述出水箱3外侧的上部连接有出水管13，出水管13的一端连接有出水蓄水箱14，出水管13上设有出水阀15；所述进水箱2和出水箱3外侧面的底部设有排空软管21，所述第一模拟水层5、反应区6和第二模拟水层7外侧面自下而上均布有采样软管22，排空软管21和采样软管22上设有止水夹23。
使用时，先在第一模拟水层5和第二模拟水层7内靠近进水箱2和出水箱3的一侧设置粒径为2mm的粗砂层，然后在靠近反应区的一侧分别设置粒径为1mm的细砂层；然后在反应区内设置反应物质，利用蠕动泵12将进水蓄水箱11内的实验用水打入进水箱2内，分别经排水孔4和渗水孔9依次流经第一模拟水层5、反应区6和第二模拟水层7进行模拟自然环境进行处理，最后经出水箱3和出水管13流入出水蓄水箱14内，实验过程中，分别从采样软管22进行采样，分别检查每个区域内的水的成分含量，以便观察反应区内的反应物质对实验用水的处理情况。
作为优选，所述进水箱2外侧的上端设有固定板17，固定板17上螺纹连接有竖直向下的调节螺杆18，调节螺杆18的下端活动连接有连接块19(调节螺杆18旋转时，连接块19可相对转动，并与进水管10保持固定)，连接块19的下端固定连接在进水管10的中部，通过调节螺杆18调节进水管10的高度，从而控制处理槽1内的液面高度。
作为优选，所述处理槽1内侧的两侧设有凹形滑槽16，所述隔板8活动连接在凹形滑槽16内，便于隔板8的更换。
作为优选，所述反应区6均分为4个区，相邻区之间分别经隔板8隔开，隔板8上设有渗水孔9和过滤纱网20；根据实验的需要，可以选择不同的反应区的数量，填充不同的反应物质，观察不同的处理效果。
作为优选，所述排空软管21和采样软管22为橡胶软管，所述止水夹23为夹子。
具体实验例：
将反应区6设置为4个区，自第一模拟水层5开始，依次在每个区内设置石灰石、沸石、膨润土和氢氧化钙的混合物，配比为：第一区按重量份计，由石灰石30-40份、沸石15-25份、膨润土7-12份和氢氧化钙5-8份组成，第三区按重量份计，由石灰石30-40份、沸石15-25份、膨润土7-12份和氢氧化钙2-4份组成，第二区和第四区按重量份计，由石灰石15-21份、沸石15-21份、膨润土7-12份和氢氧化钙2-4份组成。然后将磷石膏堆场渗滤液污染地下水装入进水蓄水箱11内，通过蠕动泵12将地下水送入进水箱2，然后依次流经第一模拟水层5、反应区6和第二模拟水层7中，设计进水量为3.876mL/min，每天进水量为5.58L，系统持续运行34天，从第5天开始取样，每两天取一次样品。
然后使用离子色谱(ICS-1100，美国戴安公司)的离子色谱法(参照HJ 84-2016)对F-测试；使用紫外可见分光光度计(UV 752N型，上海元析仪器有限公司)的钼酸铵分光光度法(参照GB 11893-89)对PO4 3-测试；使用原子吸收光谱仪(ICE 3500，赛默飞世尔科技公司)火焰原子吸收分光光度法(参照GB 11911-89)对总铁、锰离子测试。测试结果如表2所示：
表1模拟磷石膏渗滤液污染岩溶地下水各指标浓度(mg/L)
指标 F- PO<sub>4</sub><sup>3-</sup> Mn<sup>2+</sup> 总Fe
浓度 264.25 717.36 0.64 1.43
表2本发明处理磷石膏渗滤液污染岩溶地下水出水各指标浓度(mg/L)
时间 F<sup>-</sup>浓度 PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>浓度 Mn<sup>2+</sup> 总Fe
1 1.69 0.02 -0.05 -0.02
2 1.93 0.00 -0.05 -0.04
3 1.64 0.00 -0.04 -0.04
4 1.55 0.04 -0.04 -0.42
5 1.15 0.06 -0.03 -0.35
6 0.94 0.03 -0.04 -0.04
7 1.03 0.09 -0.03 -0.05
8 0.93 0.09 -0.03 0.03
9 0.99 0.14 -0.02 0.04
10 0.94 0.50 -0.03 0.06
11 0.74 4.89 -0.02 0.09
12 0.78 7.37 0.01 -0.02
13 0.35 - 0.05 -0.02
14 0.81 2.40 0.06 -0.02
15 0.90 1.41 0.09 -0.10
由上表可以看出，总体去去效果较好，出水氟离子含量最好可达到Ⅰ类水质，最差达到Ⅳ水质；出水磷酸根离子浓度含量前期效果较好，后期出水浓度中磷酸根离子含量升高；出水铁浓度含量可达Ⅰ类水质；出水锰浓度最好可达Ⅰ类水质，最差可达Ⅲ类水质。以上根据《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)衡量。

Claims (3)

1.一种磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，其特征在于： 包括有处理槽（1），处理槽（1）对称的两端分别为进水箱（2）和出水箱（3），进水箱（2）和出水箱（3）相对内侧的侧壁上分别均布有排水孔（4），进水箱（2）和出水箱（3）之间依次设有第一模拟水层（5）、反应区（6）和第二模拟水层（7），第一模拟水层（5）、反应区（6）和第二模拟水层（7）之间经隔板（8）隔开，隔板（8）上均布有渗水孔（9），隔板（8）的表面设有过滤纱网（20）；所述进水箱（2）的外侧的下部连接有进水管（10），进水管（10）的一端连接有进水蓄水箱（11），进水管（10）上设有蠕动泵（12）；所述出水箱（3）外侧的上部连接有出水管（13），出水管（13）的一端连接有出水蓄水箱（14），出水管（13）上设有出水阀（15）；所述进水箱（2）和出水箱（3）外侧面的底部设有排空软管（21），所述第一模拟水层（5）、反应区（6）和第二模拟水层（7）外侧面自下而上均布有采样软管（22）， 排空软管（21）和采样软管（22）上设有止水夹（23）；
所述进水箱（2）外侧的上端设有固定板（17），固定板（17）上螺纹连接有竖直向下的调节螺杆（18），调节螺杆（18）的下端活动连接有连接块
（19），连接块（19）的下端固定连接在进水管（10）的中部；
所述反应区（6）均分为 4 个区，相邻区之间分别经隔板（8）隔开，隔板（8）上设有渗水孔（9）和过滤纱网（20），每个区内设置有石灰石、沸石、膨润土和氢氧化钙的混合物。
2.根据权利要求 1 所述的磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，其特征在于：所述处理槽（1）内侧的两侧设有凹形滑槽（16），所述隔板（8）活动连接在凹形滑槽（16）内。
3.根据权利要求 1 所述的磷石膏堆场渗滤液污染岩溶地下水处理实验装置，其特征在于：所述排空软管（21）和采样软管（22）为橡胶软管，所述止水夹（23）为夹子。
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