一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理方法，在井内设置由改性沸石和天然锰砂按比例混合的复合矿物滤料，对地下水净化，经净化的水通过花管部分进入抽水管中从地下抽出；一段时间复合矿物滤料活性较差后，注入活化剂活化复合矿物滤料，可再次用于净化地下水，实现长期重复利用复合矿物滤料，针对高砷地下水水质特征，能够同时去除水中氨氮、铁和砷三类主要污染物；处理中采用绿色环保成本低的天然矿物滤料为原材料；将复合矿物滤料在地下水抽水井施工工程中直接埋入抽水管四周，代替传统的河沙保护层，实现地下水的原位净化处理，也节省了在地面建设水处理系统的成本和占地面积，方法简单，水质处理效果好。

A method for in-situ purification of groundwater based on compound mineral filter media

The invention discloses a method for in-situ purification of groundwater based on composite mineral filter material. A composite mineral filter material is arranged in a well, which is proportionally mixed by modified zeolite and natural manganese sand, to purify groundwater, and the purified water is partially pumped out from the underground through a flower tube, and the activity of composite mineral filter material for a period of time. When the water quality of high arsenic groundwater is poor, the composite mineral filter material can be used again to purify groundwater and reuse for a long time. The composite mineral filter material is directly buried around the pumping pipe in the construction of underground water pumping wells, instead of the traditional river sand protective layer, to realize the in-situ purification of groundwater, and to save the cost and area of water treatment system construction on the ground. The method is simple and the water quality treatment effect is good.

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理方法
本专利技术属于地下水水质处理
，具体涉及一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理方法。
技术介绍
砷广泛分布于大气、水、土壤、岩石和生物体中，是一种具有类金属特性的原生质毒物，在地壳中平均丰度为5～10mg/kg。砷及其化合物毒性很大，砷通过与生物体中蛋白质和酶中巯基的结合，抑制了生物体内的各种生化与代谢过程。砷与丙酮酸氧化酶的巯基结合，使其失去活性，造成细胞代谢严重紊乱。砷含量达到0.01～0.052g即可使人中毒，0.06～0.2g可以致死；在空气中，砷的最高容许浓度为0.003mg/L。因而砷对人体健康有着很大的危害。砷可以通过饮食、皮肤接触、呼吸等途径进入人体，并且砷中毒作用是累积的，能积蓄在人体中的肝、肾、脾、肌肉、骨骼和角化组织中致癌。急性和慢性砷中毒均可导致呼吸系统、消化系统、心脏血管系统、神经系统和造血系统等疾病。由于砷化合物性质稳定，在自然状态下不易分解，因而容易残留而造成环境污染，危害极大。在高砷地下水分布区，如湖北省江汉平原，地下水中高砷、高铁存在伴生现象，并且由于地下水长期处于还原性环境，地下水中的氨氮含量较高。对当地一机井地下水水样分析测试发现，地下水中砷含量超过0.5mg/L，总铁含量超过10mg/L，氨氮含量超过2mg/L，以上指标均超过了生活饮用水卫生标准的限值。相关技术中，对于砷、铁、氨氮等地下水污染物采用独立的去除方法或装置，提高了地下水处理的成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种地下水处理成本低，可联合同时去除污染物的复合矿物滤料原位净化处理方法。为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用的技术方案是，一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理系统，包括抽水井、泵房和填充由改性沸石和天然锰砂按比例混合的复合矿物滤料的滤料框架；所述抽水井包括抽水管，所述抽水管及滤料框架均位于地下井中，抽水管位于滤料框架的中心，其下部为管壁设有小孔的花管部分；所述泵房包括药剂注入管，所述药剂注入管的末端位于所述滤料框架的复合矿物滤料中，通过所述药剂注入管向所述滤料框架注入活化复合矿物滤料的活化剂。优选地，所述花管部分表面设置纱布层，其高度与所述滤料框架的相同。优选地，所述花管部分的长度为1～2m，所述小孔的孔径为0.8cm～1.2cm；所述纱布层的目数为80目～100目。优选地，所述滤料框架的顶面至所述地下井的井口处从上往下依次设置河沙保护层和粘土隔水层。优选地，所述滤料框架的内表面为滤网；所述滤料框架的底部设置固定所述药剂注入管的细管。优选地，还包括抽水泵，所述抽水泵位于地面上，从所述抽水管中抽出净化后的水。优选地，所述泵房还包括药剂贮存桶及药剂注入泵，所述药剂注入泵一端与所述药剂贮存桶连通，另一端与所述药剂注入管连通。优选地，所述活化剂为盐酸与氯化钠的混合溶液。优选地，所述复合矿物滤料由改性沸石和天然锰砂按照体积为1:1的比例均匀混合而成；所述改性沸石的制备步骤为：(2-1)选取天然斜发沸石破碎，过目筛后得到粒径为3～5mm的颗粒；(2-2)将所述颗粒置于酸性溶液中经超声波清洗，清洗后的颗粒置于盐溶液中浸泡；(2-3)取浸泡后的颗粒洗涤干净后烘干得到改性沸石。优选地，所述天然锰砂中MnO2含量为35％以上，粒径为3～5mm。本专利技术实施例提供了一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理方法，包括以下步骤：(1)采用钻机向地下钻出竖直井孔；(2)将改性沸石和天然锰砂按比例混合的复合矿物滤料填充至滤料框架中，将药剂注入管与滤料框架底部的细管固定连接，将安装好的滤料框架置于井孔底部；(3)将抽水管放入井孔内，抽水管下部的花管部分固定于所述滤料框架的中心；(4)依次将粘土、河沙依次填入所述抽水管的周围，并在井口处压实；(5)将露出河沙层的药剂注入管与抽水管分别与药剂注入泵、抽水泵连接，抽水泵从井内抽水直至抽出的水中无泥沙即可使用；(6)抽出井水水质变差时，药剂注入泵从药剂贮存桶中抽取药剂通过药剂注入管注入复合矿物滤料中，活化复合矿物滤料，然后通过抽水泵将药剂抽出，向药剂贮存桶注入清水清洗经活化的复合矿物滤料，即可再次抽取井水使用。与相关技术比较，本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术的一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理方法，在井内设置由改性沸石和天然锰砂按比例混合的复合矿物滤料的滤料框架，通过复合矿物滤料对地下水净化，经净化的水通过花管部分进入抽水管中从地下抽出；一段时间复合矿物滤料活性较差后，通过药剂注入管注入药剂活化复合矿物滤料，可再次用于净化地下水，实现长期重复利用复合矿物滤料，针对高砷地下水水质特征，能够同时去除水中氨氮、铁和砷三类主要污染物；系统结构简单，易于操作，成本低。附图说明图1是本专利技术实施例的系统结构示意图；图2是本专利技术实施例的系统局部结构示意图；图3是本专利技术实施例的方法流程示意图。其中：滤料框架1、复合矿物滤料11、抽水管2、花管部分21、井孔3、药剂注入管4、河沙保护层5、粘土隔水层6、抽水泵7、药剂贮存桶8、药剂注入泵9。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1，本专利技术的实施例提供了一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理系统，包括抽水井、泵房和填充由改性沸石和天然锰砂按比例混合的复合矿物滤料11的滤料框架1；所述抽水井包括抽水管2，所述抽水管2及滤料框架1均位于地下井孔3中，所述抽水管2下部为管壁设有小孔的花管部分21；所述复合矿物滤料11填充于所述滤料框架1内，所述花管部分21位于滤料框架1的中心；所述泵房包括药剂注入管4，所述药剂注入管4的末端位于所述滤料框架1的复合矿物滤料11中，通过所述药剂注入管4向复合矿物滤料11中注入活化复合矿物滤料11的活化剂，经改性沸石和天然锰砂组成的复合矿物滤料11净化后的水通过所述抽水管2的花管部分21的小孔流入抽水管2中，并被从抽水管2中抽出地下，复合矿物滤料11去除地下水中的砷、氨氮及铁三类主要污染物，有效提高了水质；当水质变差时，通过所述药剂注入管4注入活化剂活化所述复合矿物滤料，所述复合矿物滤料则可恢复其净化功能，实现循环重复利用，降低了成本，同时便于操作，降低了水处理的难度和强度。进一步地，所述滤料框架1的顶面至所述井孔3的井口处从上往下依次设置河沙保护层5和粘土隔水层6。所述粘土隔水层6填充介质为质地细腻、可塑性好且透水性较差的天然粘土，可就地取材得到，填入井后压实，厚度为1～2m，起到隔水层的作用；所述河沙保护层5填充介质为50～200目的天然河沙，可就地取材得到，从粘土隔水层一直填充至地面，用于保护抽水管2。进一步地，还包括抽水泵7，所述抽水泵7位于地面上并与抽水管2的上部相连，从所述抽水管2中抽出净化后的水。进一步地，所述泵房还包括药剂贮存桶8及药剂注入泵9，所述药剂注入泵9一端与所述药剂贮存桶8连通，另一端与所述药剂注入管4连通。所述药剂注入管4为铝塑管。进一步地，所述花管部分21高度与所述滤料框架1的高度相同；其表面设置纱布层，经滤料框架1中的复合矿物滤料11净化后的水通过花管部分21的小孔进入抽水管2中，纱布层可进一步地对进入抽水管2中的水净化。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理方法，其特征是，包括以下步骤：(1)采用钻机向地下钻出竖直井孔；(2)将改性沸石和天然锰砂按比例混合的复合矿物滤料填充至滤料框架中，将药剂注入管与滤料框架底部的细管固定连接，将安装好的滤料框架置于井孔底部；(3)将抽水管放入井孔内，抽水管下部的花管部分固定于所述滤料框架的中心；(4)依次将粘土、河沙从下往上依次填入所述抽水管的周围，形成河沙保护层、粘土隔水层，并在井口处压实；(5)将露出河沙保护层的药剂注入管与抽水管分别与药剂注入泵、抽水泵连接，抽水泵从井内抽水直至抽出的水中无泥沙即可使用；(6)抽出井水水质变差时，药剂注入泵从药剂贮存桶中抽取活化剂通过药剂注入管注入复合矿物滤料中，活化复合矿物滤料，然后通过抽水泵将活化剂抽出，向药剂贮存桶注入清水清洗经活化的复合矿物滤料，即可再次抽取井水使用。

【技术特征摘要】
1.一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理方法，其特征是，包括以下步骤：(1)采用钻机向地下钻出竖直井孔；(2)将改性沸石和天然锰砂按比例混合的复合矿物滤料填充至滤料框架中，将药剂注入管与滤料框架底部的细管固定连接，将安装好的滤料框架置于井孔底部；(3)将抽水管放入井孔内，抽水管下部的花管部分固定于所述滤料框架的中心；(4)依次将粘土、河沙从下往上依次填入所述抽水管的周围，形成河沙保护层、粘土隔水层，并在井口处压实；(5)将露出河沙保护层的药剂注入管与抽水管分别与药剂注入泵、抽水泵连接，抽水泵从井内抽水直至抽出的水中无泥沙即可使用；(6)抽出井水水质变差时，药剂注入泵从药剂贮存桶中抽取活化剂通过药剂注入管注入复合矿物滤料中，活化复合矿物滤料，然后通过抽水泵将活化剂抽出，向药剂贮存桶注入清水清洗经活化的复合矿物滤料，即可再次抽取井水使用。2.根据权利要求1所述的一种基于复合矿物滤料的地下水原位净化处理方法，其特征是，所述步骤(2)中，所述复合矿物滤料由改性沸石和天然锰砂按照体积为1:1的比例均匀混合而成；所述改性沸石的制备步骤为：(2-1)选取天然斜发沸石破碎，过目筛后得到粒径为3～5mm的颗粒；(2-2)将所述颗粒置于酸性溶液中经超声波清洗，清洗后的颗粒置于盐溶液中浸泡；(2-3)取浸泡后...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，谢先军，夏新星，徐倩，蒋佳毅，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42