申请日2015.06.25
公开(公告)日2015.10.28
IPC分类号C02F1/20; C02F1/04
摘要
本发明公开了一种含四氯化碳的地下水处理装置，包括分离塔，分离塔内设有一层以上的塔板，达标水出口位于液体储槽的上方;分离塔的塔壁上设有空气入口和蒸汽入口，二者均与设置在塔板上方的曝气水平气管连接，曝气水平气管上设有曝气头;分离塔外部设有回流管，回流管的一端与液体储槽的底部连接，另一端设有流液出口，回流液出口设在分离塔内的第一层塔板上方;分离塔内部上方设有冷凝回收室，塔板上设有缓冲区，缓冲区通过缓冲区升气管和旁路升气管连接到分配器，分配器设在冷凝回收室内。本发明采用分层塔板曝气去除水中四氯化碳，分配器和缓冲区促使汽水分离，进一步提高去除效果。
权利要求书
1.一种含四氯化碳的地下水处理装置，包括分离塔(22)，其特征在于，分离塔(22)内设有一层以上的塔板(21)，塔板(21)的一端为固定端，与分离塔(22)的内壁相连，另一端为自由端，且在该端部设有溢流堰(7)，相邻两层的塔板(21)交错设置，固定端分别连接在分离塔(22)内壁的两侧;分离塔(22)的底部设有液体储槽(3)，在塔壁上第一层塔板(21)的上方和最后一层塔板(21)的下方分别设有处理水入口(14)和达标水出口(2)，达标水出口(2)位于液体储槽(3)的上方;
分离塔(22)的塔壁上设有空气入口(13)和蒸汽入口(5)，二者均与设置在塔壁内侧的曝气主气管(19)、设置在塔板(21)上方的曝气水平气管(10)连接，曝气水平气管(10)上设有曝气头(11);
分离塔(22)外部设有回流管(4)，回流管(4)的一端与液体储槽(3)的底部连接，另一端设有回流液出口(15)，回流液出口(15)设在分离塔(22)内的第一层塔板上方;
分离塔(22)内部上方设有冷凝回收室(25)，塔板(21)上设有缓冲区(12)，缓冲区(12)通过缓冲区升气管(24)和旁路升气管(28)连接到分配器(27)，分配器(27)设在冷凝回收室(25)内。
2.根据权利要求1所述的含四氯化碳的地下水处理装置，其特征在于，溢流堰(7)下方设有导流板(9)，溢流堰(7)与水平面垂直设置，导流板(9)和溢流堰(7)之间夹角为30-60度。
3.根据权利要求2所述的含四氯化碳的地下水处理装置，其特征在于，导流板(9)和分离塔(22)的塔壁之间设有跌水道(8)。
4.根据权利要求2所述的含四氯化碳的地下水处理装置，其特征在于，最后一层塔板的导流板(9)下方连接有沉降水道(30)，沉降水道(30)与水平面垂直设置且深入液体储槽(3)的盖板的下面。
5.根据权利要求1所述的含四氯化碳的地下水处理装置，其特征在于，冷凝回收室(25)上方设有冷凝器(16)。
6.根据权利要求1所述的含四氯化碳的地下水处理装置，其特征在于，回流管(4)通过回流管支架(6)固定在分离塔(22)上。
7.根据权利要求1所述的含四氯化碳的地下水处理装置，其特征在于，分离塔(22)底部设有支撑柱(1)。
说明书
一种含四氯化碳的地下水处理装置
技术领域
本发明属环保处理技术，涉及一种含四氯化碳的地下水处理装置。
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“含四氯化碳水体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，造成了我国多地区地下水被四氯化碳污染， 如江苏某地区在近百米深的岩溶含水层受到了四氯化碳的污染，其地下水中四氯化碳最高峰 时浓度达3909.2μg/L，超过国家饮用水标准1954.6倍，严重威胁着供水地区人民群众的身体 健康。
目前含高浓度四氯化碳地下水处理方法主要采用如下技术：
(1)原位化学氧化：将化学氧化剂注入到地下环境中，通过化学氧化剂与污染物之间的化学 反应将地下水中的污染物转化为无害的化学物质。如利用高锰酸盐(MnO4-)、过氧化氢 (H2O2)、零价铁(Fenton试剂)、过硫酸盐(S2O8-2)和臭氧(O-3)作为强氧化剂，以水溶 液的形式注入到地下水的受污染区域，将污染物最终氧化为无害的化学物质。
由于原位化学氧化法及其产生的高活性氧化物在参与有机污染物降解的同时，除了将有机物 氧化甚至矿化后，还在地下水中残留了大量的SO4-2和H+，其极易使得SO4-2浓度超过饮用水 的二级标准，长期饮用含高浓度SO4-2的地下水会引发急性感染疾病，如痢疾等。此外原位过 硫酸盐活化会造成地质和地下生态的改变，如有机质的氧化对地质土壤的组成和结构的改变， 造成地下水酸性成分超标。
(2)蒸汽强化提取：将蒸汽通过注射井注入到敏感区域，用于处理污染的深层土壤结构和地 下含水层。主要应用于非饱和以及饱和区域的多孔介质成分，如沉砂、地下流沙。当蒸汽通 过注射井注入到地下后，会使污染物周围的温度升到100-120℃，提高污染物的挥发性、气相 部分的迁移性和液相部分的流动性。但遇到硬质岩溶层和隔水层，高压蒸汽无法穿透上述地 质结构，蒸汽强化提取将难以发挥其应有的作用。
(3)原位生物修复：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。
目前原位生物修复法对于处理地下水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，由于在地下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。
(4)渗透反应墙修复：利用填充有活性反应介质材料的被动反应区，当受污染的地下水通过 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，地下水的氧化还原电位等天然环境条件易遭破坏，反 应墙工程措施及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。
(5)原位曝气技术：原位曝气技术是一种新兴的地下水可挥发性有机物的原位修复技术，将 空气注入污染区域以下，将挥发有机物从地下水中解析到空气流并引至地面上处理的原位修 复技术，同时向深井注入空气能为地下水中的好氧微生物提供足够氧气，促进土著微生物的 降解作用。该技术在可接受的成本范围内，能够处理较多的受污染地下水，系统容易安装和 转移，容易与其它技术组合使用。
但是由于地质结构复杂，当注入空气遇到完整岩层带、松动破碎带或弯曲变形带时，携 带有挥发性有机物的注入空气难以穿透上述地质结构，同时注入空气遇到上述地质结构时， 空气阻力大，将使设备能耗大大提高。对既不容易挥发又不易生物降解的污染物处理效果更 不佳。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种含四氯化碳的地下水处理装置，利用四氯化碳 在空气中易于挥发的特性，将含有四氯化碳的地下水从污染区域中抽出，并通过四氯化碳分 离塔的装置将四氯化碳从地下水中分离。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
含四氯化碳的地下水处理装置，包括分离塔，分离塔内设有一层以上的塔板，塔板的一 端为固定端，与分离塔的内壁相连，另一端为自由端，且在该端部设有溢流堰，相邻两层的 塔板交错设置，固定端分别连接在分离塔内壁的两侧;分离塔的底部设有液体储槽，在塔壁 上第一层塔板的上方和最后一层塔板的下方分别设有处理水入口和达标水出口，达标水出口 位于液体储槽的上方;分离塔的塔壁上设有空气入口和蒸汽入口，二者均与设置在塔壁内侧 的曝气主气管、设置在塔板上方的曝气水平气管连接，曝气水平气管上设有曝气头;分离塔 外部设有回流管，回流管的一端与液体储槽的底部连接，另一端设有流液出口，回流液出口 设在分离塔内的第一层塔板上方;分离塔内部上方设有冷凝回收室，塔板上设有缓冲区，缓 冲区通过缓冲区升气管和旁路升气管连接到分配器，分配器设在冷凝回收室内。
采用台阶式分层曝气方法，提高分离效率。
作为对本发明的进一步改进，溢流堰下方设有导流板，溢流堰与水平面垂直设置，导流 板和溢流堰之间夹角为30-60度。
作为对本发明的进一步改进，导流板和分离塔的塔壁之间设有跌水道。
作为对本发明的进一步改进，最后一层塔板的导流板下方连接有沉降水道，沉降水道与 水平面垂直设置且深入液体储槽的盖板的下面。
作为对本发明的进一步改进，冷凝回收室上方设有冷凝器。
作为对本发明的进一步改进，回流管通过回流管支架固定在分离塔上。分离塔底部设有 支撑柱。
有益效果
本发明方法先进，解决了以往地下水处理系统占地面积过大、处理效果不稳定、对处理 区域地质条件要求苛刻、四氯化碳分离不彻底的缺点。该专职处理容量大，分离彻底、设备 运行成本低，易于维护和操作，设备易于搬迁，对污染区地质环境无要求，发展前景较好， 是一种深度处理四氯化碳的良好系统。
(1)由于采用了多级分离塔板联合处理方式，其处理效率高，对于高浓度含四氯化碳水体有 较高去除效果;而且可以进行回流再次曝气，使达不到标准的水体循环曝气，直至达到标准。
(2)通过溢流堰设计将各层塔板待处理水面维持在一定水位高程，增加水体与微小气泡接触， 延长曝气反应时间，从而提高了四氯化碳的分离效率。
(3)全塔曝气过程中设立四个缓冲区，有利于四氯化碳在此积聚，并随缓冲区升气管上升至 顶部;同时回收气体分配器的高速旋转设计，为汽、水分离创造力条件。
