CN208265922U - 一种原位电化学修复重金属污染地下水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种原位电化学修复重金属污染地下水装置，属于地下水处理技术领域。本实用新型在原位设置的循环井中，分别设置吸附段、电化学反应区、铁氧体沉淀段，使得吸附法与电化学、铁氧体沉淀法相结合，通过新生成的Fe₃O₄颗粒对重金属离子的吸附，以及铁氧体沉淀法使水中的重金属离子形成不溶性的铁氧体颗粒，将地下水中重金属离子去除。本装置工方便、适应多种重金属离子、见效快。

Description

一种原位电化学修复重金属污染地下水装置

技术领域

本实用新型涉及一种地下水处理装置，更具体地说，涉及一种原位电化学修复重金属污染地下水装置，属于地下水处理技术领域。

背景技术

地下水是珍贵的淡水资源，是我国很多城市的重要水源。由于未受到重视，缺乏相关政策以及法规，以往的经济发展对地下水造成很大的污染。地下水污染包括有机物污染和重金属污染，目前在重金属地下水治理中，原位修复是其中被认为最具发展前景的修复工艺。

可渗透反应器是一种常见的原位修复技术，在地下安装透水的活性材料墙体拦截地下水，当地下水通过反应墙时，重金属在可渗透反应墙内发生沉淀、吸附、氧化还原等作用得以去除或转化，从而实现地下水净化的目的。依靠地下水的自然流动，动力消耗低，但是同时处理效率也较低，活性材料需要更换，并且项目前期施工复杂。

循环井也是一种常见的地下水修复技术，通过循环井向地下水中注入气体进行修复，可以有效提高影响半径，针对于重金属污染地下水，可利用电化学与铁氧体耦合修复地下水。利用抽水井和布置于地面的设备处理地下水，仍需将地下水抽出，能耗较大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种原位电化学修复重金属污染地下水装置，可以达到施工方便、适应多种重金属离子、见效快的治理效果。

所述原位电化学修复重金属污染地下水装置，包括循环井，循环井分为循环井内管和循环井外管，循环井内管从下到上分为吸附段、电化学反应室、铁氧体沉淀段三段。

进一步地，所述原位电化学修复重金属污染地下水装置，包括循环井，循环井分为循环井内管和循环井外管，循环井内管下部为吸附段，吸附段填充有Fe₃O₄颗粒层，Fe₃O₄颗粒层中设置曝气盘；Fe₃O₄颗粒层中还设有抽吸管；所述吸附段上方设置有三相分离器；电化学反应室位于三相分离器上方，其中阳极区以铁为电极，阴极区为以Pt等贵金属为电极，电源为直流脉冲电源。

在本实用新型的一种实施方式中，循环井内管侧壁上开有回流孔。

在本实用新型的一种实施方式中，吸附段设置有抽吸管，抽吸管管口朝上。抽吸管用于定期将Fe₃O₄颗粒抽出。

在本实用新型的一种实施方式中，所述装置还包括石灰添加泵。所述石灰添加泵用于向地下水中加入Ca(OH)₂，管道出口与地下水流向垂直。

在本实用新型的一种实施方式中，循环井外管分为两段，下段不透水，上段为不锈钢割孔筛管，割孔筛管外侧有过滤膜。

在污染地下水上土壤中建设一口循环井，循环井内管下部为吸附段，填充有Fe₃O₄颗粒，颗粒层中设置曝气盘通氧曝气，在曝气作用下重金属污染的地下水从循环井下部向上流过 Fe₃O₄颗粒层，地下水中的重金属被新生态的Fe₃O₄颗粒表面所吸附。Fe₃O₄颗粒层中设有抽吸管，通过抽吸泵定期将Fe₃O₄颗粒吸出。吸附段上方设置三相分离器，经三相分离后地下水进入电化学反应区。电化学反应区中阳极区以铁为电极，阴极区为以Pt等贵金属为电极，直流脉冲电源供电。在电场作用下，阳极铁进入溶液中，阴极产生OH-。经电化学反应后地下水中后加入Ca(OH)₂调节pH至9-10。地下水从循环井内管上方溢出进入循环井外管，通过外管筛孔回到土壤中，水中的Fe₃O₄颗粒被筛管外过滤膜分离，在重力作用下返回进入吸附段。

采用本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型装置结合了吸附段、电化学反应区、铁氧体沉淀段，使得吸附法与电化学、铁氧体沉淀法相结合，处理迅速，效果好。

(2)本实用新型装置为原位地下水修复装置，能够避免将地下水抽出而受到的污染。

(3)循环井施工方便。

(4)地下水中重金属被彻底去除，吸附、固化重金属离子的Fe₃O₄颗粒可回收利用。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式中原位电化学修复重金属污染地下水装置的结构示意图。图中：1、循环井内管，2、循环井外管，3、吸附段，4、阳极，5、阴极，6、直流电源， 7、石灰添加泵，8、曝气盘，9、回流孔，10、抽吸管，11、三相分离器，12、割孔筛管。

具体实施方式

在受污染的地下水所处的土壤中设置一循环井，所述循环井分为循环井内管1和循环井外管2，循环井内管下部为吸附段3，布置有Fe₃O₄颗粒层，循环井内管1侧壁上开有回流孔 9，以便新生成的Fe₃O₄颗粒从外管回流。吸附段3中设置曝气盘8进行充氧曝气，在曝气作用带动下重金属污染的地下水从循环井下部向上流过Fe₃O₄颗粒层，同时Fe₃O₄颗粒与地下水充分混合，地下水中的重金属离子被新生态的Fe₃O₄颗粒表面所吸附，地下水中的重金属离子被部分去除。吸附区设置有抽吸管10，抽吸管管口朝上，定期将Fe₃O₄颗粒抽出。地下水、 Fe₃O₄颗粒、空气经三相分离器11分离后，地下水进入电化学反应室13。电化学反应室中，阳极4为铁电极，阴极5以Pt等贵金属电极，以直流电源6为工作电源。在电场作用下，阳极4产生的Fe²⁺进入溶液中，阴极5产生OH^-。通过石灰添加泵7向经电化学处理后的地下水中加入Ca(OH)₂，调节地下水pH至9-10。地下水从循环井内管3上部溢流至外管，循环井外管2分为两段，下段不透水，上段为不锈钢割孔筛管12，割孔筛管12外侧有过滤膜。地下水通过割孔筛管12回到土壤中，水中的Fe₃O₄颗粒被过滤膜分离，在重力作用下进入吸附区域。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种原位电化学修复重金属污染地下水装置，其特征在于，包括循环井，循环井分为循环井内管和循环井外管，循环井内管从下到上分为吸附段、电化学反应室、铁氧体沉淀段三段；所述循环井内管下部为吸附段，吸附段填充有Fe₃O₄颗粒层，Fe₃O₄颗粒层中设置曝气盘；Fe₃O₄颗粒层中还设有抽吸管；所述吸附段上方设置有三相分离器；电化学反应室位于三相分离器上方，其中阳极区以铁为电极，阴极区为以贵金属为电极，电源为直流脉冲电源；所述循环井外管分为两段，下段不透水，上段为不锈钢割孔筛管，割孔筛管外侧有过滤膜。

2.根据权利要求1所述的一种原位电化学修复重金属污染地下水装置，其特征在于，所述的阴极的贵金属电极为Pt电极。

3.根据权利要求1或2所述的一种原位电化学修复重金属污染地下水装置，其特征在于，循环井内管侧壁上开有回流孔。

4.根据权利要求1或2所述的一种原位电化学修复重金属污染地下水装置，其特征在于，吸附段设置有抽吸管，抽吸管管口朝上。

5.根据权利要求1所述的一种原位电化学修复重金属污染地下水装置，其特征在于，所述装置还包括石灰添加泵。