基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置及水处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置，包括贮水桶，其特征在于，所述贮水桶上设置有贮水盖，所述贮水桶架设在滤筒上；所述滤筒下部通过水泥砌筑固定设置有出水嘴，所述出水嘴处设置有过滤网；所述贮水桶和滤筒之间设置有水泥砌筑的隔板，在所述滤筒和所述贮水桶连接处设置有流量计，所述流量计下部连接进水嘴。本发明专利技术装置结构简单，占地面积小，使用方便，使用的滤料及氧化剂价格低廉，适用于普通农村家庭，因此本发明专利技术具有实际应用意义和价值。本发明专利技术还公开了该装置的使用方法。

Groundwater treatment equipment and water treatment method of high arsenic and high iron based on oxidation method for arsenic removal

The invention discloses a groundwater treatment device for high arsenic and high iron based on arsenic removal by oxidation method, which comprises a water storage bucket, characterized in that a water storage cap is arranged on the water storage bucket and the water storage bucket is arranged on the filter barrel; a water outlet is fixed on the lower part of the filter barrel through cement masonry, and a filter screen is arranged at the outlet nozzle; and a cement masonry is arranged between the water storage bucket and the filter barrel. A flow meter is arranged at the connection of the filter cartridge and the water storage bucket, and the lower part of the flow meter is connected with the water inlet nozzle. The device has the advantages of simple structure, small occupation area, convenient use, low cost of filter material and oxidant, and is suitable for ordinary rural families. Therefore, the invention has practical application significance and value. The invention also discloses the use method of the device.

【技术实现步骤摘要】
基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置及水处理方法
本专利技术涉及原生劣质地下水化学修复
，尤其涉及一种基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置及水处理方法。
技术介绍
砷是一种主要存在于多种矿物中的有毒元素。在特定地质条件、地球化学条件、水文地质条件及人为因素的影响下，岩石和沉积物中的砷会通过竞争吸附等作用进入地下水中，使地下水中砷含量出现较高的现象。高砷高铁地下水在我国主要分布于江汉平原，其沉积物砷释放机理主要是铁氧化物的还原性溶解过程中伴随着砷的释放。当地下水中的砷含量超过世界卫生组织(WHO)以及我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中砷的含量10μg/L时，便认为是高砷地下水。长期饮用高砷地下水会引起砷中毒、氟斑牙、皮肤癌等疾病。因此，对高砷地下水的治理技术以及装置研发对合理的控制和治理地下水砷污染具有重要意义。目前国内外除砷技术主要可概括为混凝法、氧化法、吸附法、生物法、离子交换法、膜分离法。混凝法主要是利用外加药剂，与水体中的砷污染物发生物理化学作用，形成沉淀或絮凝体，然后通过过滤将砷去除。氧化法常作为预处理与混凝法或吸附法结合使用。目前常见的氧化剂有氧气、臭氧、过氧化氢、液氯、次氯酸盐、高锰酸盐、高铁酸盐等。吸附法作为去除水体砷的常用方法，一般适合于处理量大、浓度较低的水处理系统。生物除砷法主要分为植物除砷法和微生物除砷法。植物除砷法是指在特定植物的作用下氧化、降解、去除地下水中的砷。离子交换法也是一种有效的除砷方法，通过制备离子交换纤维、离子交换树脂等提高砷的吸附速率和吸附容量。膜分离法对砷的去除原理主要为利用膜的传统物理截留作用，结合混凝反应、氧化反应形成的砷絮凝体，通过物理截留实现砷的去除，所涉及到的膜种类有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。
技术实现思路
本专利技术针对江汉平原高砷高铁劣质地下水，提出了一种基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置以及水处理方法，该方法能显著地降低地下水中的砷含量，并且采用的是一种适用于家庭的，经济高效的饮用水除砷装置。本专利技术的技术方案：基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置，包括贮水桶，所述贮水桶上设置有贮水盖，所述贮水桶架设在滤筒上；所述滤筒下部通过水泥砌筑固定设置有出水嘴，所述出水嘴处设置有过滤网；所述贮水桶和滤筒之间设置有水泥砌筑的隔板，在所述滤筒和所述贮水桶连接处设置有流量计，所述流量计下部连接进水嘴，所述流量计能够通过外部刻度显示实时流量。本专利技术所述滤筒内放置石英砂和磁铁矿混合滤料。本专利技术所述隔板上预留安装流量计和进水嘴的孔洞。本专利技术所述流量计和进水嘴通过螺纹接口连接，两面均垫有橡胶套。本专利技术所述贮水桶上通过合页连接贮水盖。本专利技术所述贮水桶内外均垫有橡胶套。本专利技术的第二个技术方案是采用上述基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置的水处理方法，包括如下步骤：1)装置的安装：装置设计为长方体，分为上下两部分，在水井旁砌筑；2)滤料装填：下部盛放石英砂和磁铁矿混合滤料，上部深度盛放地下水，地下水通过水泵从井中抽取；3)预氧化：预氧化选用的氧化剂为过氧化钠粉末，根据水中铁浓度和物质的量确定投放量(n(Na2O2)/n(Fe2+)＝6：1)，直接将Na2O2粉末投放到水中进行氧化；4)吸附共沉淀：地下水经过预氧化，慢速通过滤料，可饮用的地下水从装置底部流出，通过储水装置收集。作用机理：As(III)与As(VI)相比在pH值6.0～8.0之间，三价砷(H3AsO3)在水体中主要以分子形式存在，不易吸附到固体颗粒表面沉淀下来。而五价砷在水中主要以离子形式(H2AsO4-、HAsO42-)存在，易吸附到固体表面或与水体中的其它化合物生成络合物而沉淀下来。三价砷的毒性远大于五价砷，约为五价砷的60倍。此外，地下水中的铁大部分以二价铁离子的形态存在。三价铁与二价铁相比凝聚砷的能力更强。因此，对地下水中所含的砷、铁进行氧化有利于提高除砷效果。过氧化钠具有强氧化性，遇水还可快速反应并生成氧气，在水中可将三价砷以及二价铁快速氧化。三价铁在水中水解生成氢氧化铁絮状物，其中结合了不定数量的水分子，结构疏松，体积庞大，吸附能力强。水中的无机砷离子及其形成的沉淀颗粒被吸附或被包含在形成的架桥中，形成的架桥同时与水中的其他杂质相互吸附，形成絮凝体，可吸附在石英砂滤料上，也可依靠重力沉淀。为防止铁含量不足除砷不彻底，在滤料中混合了磁铁矿，对水中剩余砷进行吸附。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术采用过氧化钠进行预氧化，过氧化钠本身具有氧化性，在与水接触后还会反应生成氧气，有较强的氧化作用；此外，过氧化钠对人体无害且具有pH调节性，反应后形成碱性环境，有利于氢氧化铁的形成。2、本专利技术装置结构简单，占地面积小，使用方便，使用的滤料及氧化剂价格低廉，适用于普通农村家庭，因此本专利技术具有实际应用意义和价值。附图说明图1是除砷装置结构图；图2是砷去除率—n(Na2O2)/n(Fe2+)变化曲线；标记：1-贮水盖，2-贮水桶，3-流量计，4-进水嘴，5-滤筒，6-出水嘴，7-过滤网，8-隔板。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的说明。本专利技术的实施例是为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术，并不对本专利技术作任何的限制。本专利技术的研究对象为江汉平原高砷高铁地下水，其沉积物砷释放机理主要是铁氧化物的还原性溶解过程中伴随着砷的释放。如图1所示，基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置，包括贮水桶2，所述贮水桶2上设置有贮水盖1，本实施例中所述贮水桶2上通过合页连接贮水盖1，所述贮水桶2内外均垫有橡胶套，所述贮水桶2架设在滤筒5上，所述滤筒5下部通过水泥砌筑固定设置有出水嘴6，所述出水嘴6处设置有过滤网7，本实施例中所述滤筒5内放置石英砂和磁铁矿混合滤料，所述贮水桶2和滤筒5之间设置有水泥砌筑的隔板8，所述隔板上预留安装流量计3的孔洞，在所述滤筒5和所述贮水桶2连接处设置有流量计3，所述流量计3下部连接进水嘴4，本实施中所述流量计3和进水嘴4通过螺纹接口连接，两面均垫有橡胶套，采用流量计的目的在于读取水嘴出水量：一方面对处理的水量做到心中有数，提示及时更换滤料；另一方面能够达到节约用水的目的。基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置的水处理方法具体包括：首先，装置的安装：装置设计为长方体，分为上下两部分，长1m、宽1m、高1.6m，可以在水井旁砌筑，占地面积小且较稳固。其次，滤料装填：下部60cm深度内盛放石英砂和磁铁矿混合滤料，上部1m深度盛放地下水，地下水通过水泵从井中抽取。石英砂可以采用当地河沙代替，或者也可以采用粒径为1-2mm或2-4mm的石英砂来代替，这种石英砂在不露天存放、防尘防污染情况下，保质期为十年。石英砂的作用是粘附水中悬浮颗粒(主要是吸附有砷的氢氧化铁颗粒)并且过滤较大颗粒沉淀及杂质。磁铁矿采用的粒径为1-2mm，磁铁矿是良好的净水材料截污能力强，作为铁的次生矿物可以吸附水中未完全去除的砷，与石英砂一起可以起到过滤作用。然后，预氧化：预氧化选用的氧化剂为过氧化钠粉末，根据水中铁浓度和物质的量确定投放量(n(Na2O2)/n(Fe2+)＝6：1)，通过直接将Na2O2粉末投放到水中进行氧化。预氧化过程提高了砷的吸附性，降低了砷的毒性。最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置，包括贮水桶，其特征在于，所述贮水桶上设置有贮水盖，所述贮水桶架设在滤筒上；所述滤筒下部通过水泥砌筑固定设置有出水嘴，所述出水嘴处设置有过滤网；所述贮水桶和滤筒之间设置有水泥砌筑的隔板，在所述滤筒和所述贮水桶连接处设置有流量计，所述流量计下部连接进水嘴。

【技术特征摘要】
1.基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置，包括贮水桶，其特征在于，所述贮水桶上设置有贮水盖，所述贮水桶架设在滤筒上；所述滤筒下部通过水泥砌筑固定设置有出水嘴，所述出水嘴处设置有过滤网；所述贮水桶和滤筒之间设置有水泥砌筑的隔板，在所述滤筒和所述贮水桶连接处设置有流量计，所述流量计下部连接进水嘴。2.根据权利要求1所述的基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置，其特征在于，所述滤筒内放置石英砂和磁铁矿混合滤料。3.根据权利要求1所述的基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置，其特征在于，所述隔板上预留安装流量计的孔洞。4.根据权利要求1所述的基于氧化法除砷的高砷高铁地下水处理装置，其特征在于，所述流量计和进水嘴通过螺纹接口连接，两面均垫有橡胶套。5.根据权利要求1所述的基于氧化法除砷的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林，冯琛雅，刘琦，戴天骄，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12