申请日2015.06.25
公开(公告)日2015.11.11
IPC分类号C02F1/10; C02F103/06; C02F101/36
摘要
本发明公开了一种含四氯化碳的地下水处理方法，包括以下步骤：含有四氯化碳的地下水从塔壁上的处理水入口高位进入分离塔，流入塔板;同时，从蒸汽入口和空气入口进入的高温空气利用曝气头进行曝气处理;塔板上溢出的水体越过溢流堰进入下一层塔板进行曝气处理，直至落入液体储槽，液体储槽上方的达标水体通过达标水出口排出，下方的液体通过回流管返回注入第一层塔板再次进行曝气处理;反应过程中产生的四氯化碳气体，一部分在缓冲区通过缓冲区升气管进入分配器，并由分配器排到冷凝回收室;另一部分穿过各层塔板进入冷凝回收室。本发明采用分层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.含四氯化碳的地下水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：含有四氯化碳的地下水从塔壁上的处理水入口(14)高位进入分离塔(22)，流入塔板(21);同时，从蒸汽入口(5)和空气入口(13)进入的高温空气流经曝气水平气管(10)通过曝气头(11)进行曝气处理，四氯化碳从地下水中挥发出，进而净化水体;
塔板(21)上溢出的水体越过溢流堰(7)进入下一层塔板进行曝气处理，直至落入液体储槽(3)，液体储槽(3)上方的达标水体通过达标水出口(2)排出，下方的液体通过回流管(4)返回注入第一层塔板(21)，在分离塔(22)内再次进行曝气处理;
反应过程中产生的四氯化碳气体，一部分在缓冲区(12)通过缓冲区升气管(24)进入分配器(27)，并由分配器(27)排到冷凝回收室(25)冷凝回收;另一部分四氯化碳气体穿过各层塔板(21)进入冷凝回收室(25)冷凝回收。
2.根据权利要求1所述的含四氯化碳的地下水处理方法，其特征在于，冷凝回收室(25)中的水分经过冷凝器(16)冷凝回流，气体通过主升气管(18)排出。
3.根据权利要求1所述的含四氯化碳的地下水处理方法，其特征在于，塔板(21)上溢出的水体越过溢流堰(7)通过导流板(9)流入下一层塔板进行曝气处理。
4.根据权利要求1所述的含四氯化碳的地下水处理方法，其特征在于，从蒸汽入口(5)和空气入口(13)进入的高温空气先经过分离塔(22)内壁的曝气主气管(19)，然后通过曝气主气管(19)分配到曝气水平气管(10)。
5.根据权利要求1所述的含四氯化碳的地下水处理方法，其特征在于，缓冲区升气管(24)的气体通过旁路升气管(28)进入气体回收入口(26)。
说明书
含四氯化碳的地下水处理方法
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方法。
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方法，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方法，包括以下步骤：含有四氯化碳的地下水从塔壁上的处理 水入口高位进入分离塔，流入塔板;同时，从蒸汽入口和空气入口进入的高温空气经过曝气 主气管分配到曝气水平气管，利用曝气头进行曝气处理，四氯化碳从地下水中挥发出，进而 净化水体;塔板上溢出的水体越过溢流堰进入下一层塔板进行曝气处理，直至落入液体储槽， 液体储槽上方的达标水体通过达标水出口排出，下方的液体通过回流管返回注入第一层塔板， 在分离塔内再次进行曝气处理;反应过程中产生的四氯化碳气体，一部分在缓冲区通过缓冲 区升气管进入分配器，并由分配器排到冷凝回收室冷凝回收;另一部分四氯化碳气体穿过各 层塔板进入冷凝回收室冷凝回收。
作为优选，冷凝回收室中的水分经过冷凝器冷凝回流，气体通过主升气管排出。
作为优选，塔板上溢出的水体越过溢流堰通过导流板流入下一层塔板进行曝气处理。
作为优选，从蒸汽入口和空气入口进入的高温空气先经过分离塔内壁的曝气主气管，然 后通过曝气主气管分配到曝气水平气管。
作为优选，缓冲区升气管的气体通过旁路升气管进入气体回收入口。
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。
(1)在分离塔去除工序中，含四氯化碳水体可通过回流系统进行再处理直至水体达标排放。
(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)通过引入高压蒸汽，促使各层塔板反应层的温度上升，提高了水体中四氯化碳的分离效 率。