一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置，所述装置包括吸附盒，所述吸附盒内通过隔离板形成相互隔开的A填料区、B填料区、C填料区，其中所述隔离板上设有孔以使A填料区与B填料区导通，且B填料区与C填料区导通；其中所述A柱填料设有进水口，C填料区底部设有出水口；其中所述A填料区填充有含膨润土的释氧材料和天然河砂的混合物；所述B填料区内填充有碱改性凹凸棒石；所述C填料区填充有粒径1—2mm的天然沸石。上述方案中，利用释氧材料和碱改性凹凸棒在岸滤取水过程中，联用动态原位去除氨氮，能够将区域内的地下水氨氮浓度至少降低到地下水水质的Ⅲ类标准，解决了现有地下水中氨氮的污染问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水净化
，特别是指一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置。
技术介绍
岸滤取水起源于十九世纪七十年代的欧洲，并在第二次世界大战以后得到了普遍应用。在第二次世界大战之后，由于河流受到市政和工业废水的污染，莱茵河、易北河、多瑙河和塞纳河等欧洲主要河流的沿岸国家广泛采用岸滤取水技术来获取饮用水。岸滤取水过程中的过滤作用、吸附作用、酸碱中和作用、氧化还原作用、水解作用、生物地球化学等其他天然衰减作用的影响能够较好的去除污染物质，因此岸滤取水作为一种高效、低成本的饮用水处理或预处理方法已受到世界范围内普遍关注。随着经济的发展和人口增长，人类对环境的破坏与日俱增，同时随着降水量的减少，地下水的超标开采，地下水区域水位下降，我国地下水污染程度日益严重。其中，工业废水、城市生活污水、生活垃圾产生的溶出物、农业中氮肥的过量使用，产生了大量的含氮化合物和有机物质。这些物质进入水体或土壤后，部分随降水直接进入地下水，部分随地表径流往下游迁移并下渗，使得地下水中氨氮含量增高，形成了岸滤取水过程中污染物主要的污染类型之一。在傍河区地下水氨氮污染修复技术较为常用的是抽出处理法，即将受氨氮污染的地下水抽出地表进行处理后，再使用通常折点加氯、投加吸附剂等比较常用的方法，它们无需改变水厂原有运行工艺，无需新建水处理设施，且应用方便、处理性能稳定、比较经济，在实际应用中具有更强的适应性。但是处理成本高，<br>并且会产生诸如消毒副产物等有毒物质的二次污染。渗透反应格栅(PermeableReactiveBarrier，PRB)是指通过在地下含水层补给路径上安置反应介质以拦截污染羽，受污染的地下水流通过反应介质，利用降解、吸附、沉淀反应将污染物转化为环境可接受的形式，从而实现格栅下游污染物修复目的。相对于抽出处理法技术，技术具有操作简单、维护成本低和对环境影响小的特点，目前已经成功的应用在国外的一些地下水污染地区。但是通过选用不同的反应介质，则以不同的反应机理去除地下水中的氨氮。目前，国内针对PRB技术的反应介质问题仍然处于初试阶段。因此，探索一种高效、低成本的反应介质应用于岸滤取水过程中氨氮的去除，对于我国北方地区及全国傍河取水的开采具有重要的意义。同时，傍河水源地是我国北方地区重要的供水水源，其氨氮污染问题因人类活动及地表水污染影响而日益凸显。作为一种高效低成本的地下水污染修复材料，凹凸棒石及其改性产物得到越来越广泛的关注。综合国内外现状，凹凸棒在应用方面的主要特点是：大力发展深加工，充分开发其本身的优异性能，增加或赋予矿物必要的特性，以提高其利用性能和价值。凹凸棒石加工是指针对其用途，利用各种方法或措施提高其纯度，或改变其矿物结构、化学组成等，进一步扩大或改善其应用范围，其有效途径之一是改性。王雅萍等在2014进行了硅酸盐矿物对废水中氨氮吸附性能的研究，采用焙烧、酸化、钠化和碱化四种改性方法对其改性,用模拟氨氮废水进行了吸附实验。通过研究发现碱改性后的沸石、凹凸棒石粘土和膨润土对模拟氨氮废水的去除率较高。还研究了结构特征和pH值对吸附效果的影响；结果表明：碱化后矿物的比表面比天然的都得到较大的提高，氨氮在矿物上的吸附容量随着pH值的升高而增加；但在较高pH值下，其吸附容量反而降低，碱改性样品对氨氮的吸附性能得到很大程度的提高。李圣品等在2015年针对傍河水源地的氨氮污染问题，在沈阳市傍河型水源地的氨氮进行了野外研究区的水文地质调查，在查明研究区氨氮污染特征的基础上，结合室内批试验、柱实验和数值模拟，筛选出最佳的氨氮去除方案，提出了研究区渗透反应格栅(PRB)构建方案，并成功构建了示范工程尺度的PRB，用以去除地下水中的氨氮污染。通过试验证实了利用微生物硝化作用结合沸石的吸附作用去除地下水中氨氮是可行的。通过对研究区水质数值模拟，发现构建有一定弧度的PRB能最大限度的保护水源井。并且在PRB的构建过程中，利用高压旋喷技术和旋挖技术解决了大深度(＞30m)，PRB的构建问题，且PRB建成运行监测表明，示范工程尺度的PRB能有效阻断和去除地下水中氨氮。但是目前针对傍河区地下水氨氮污染修复都着重在异位修复，对原位修复方法的研究较少。而在已有的原位修复研究中大多采用PRB技术或者是PRB技术与其他技术联用的方式，并且对于PRB技术中反应介质的问题上一直处于探索阶段。另外，凹凸棒作为一种水处理中的吸附材料，国内外的研究大多集中在对有机物类和重金属类的吸附研究，对氨氮的吸附研究也偏重于对医药、印染等废水中的研究；因此国内外一直没有将凹凸棒作为吸附介质用于岸滤取水过程中氨氮去除的相关研究。名词解释：1、岸滤取水：即傍河取水(riverbankfiltration，RBF)，是利用河岸或者湖岸天然的净化能力将流过的水进行净化，然后在距河流或湖泊一定距离利用抽水井开采饮用水的一种过滤技术。2、凹凸棒土(attapulgite)，又名坡缕石(palygorskite)，是一种层链状富镁铝硅酸盐粘土矿物，成细小的棒状、纤维状晶体形态，具有较高的比表面积和吸附能力。3、原位去除：指在污染发生的场地里通过各种工程技术方法，直接将污染物从包气带土层和地下水中去除，以便恢复其原来的环境功能的原位修复。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置和方法，能够更好的对碱改性凹凸棒去除傍河区地下水的氨氮的效果进行试验，以为水净化技术改进提供更好的依据。本专利技术实施例提出了一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置，包括吸附盒，所述吸附盒内通过隔离板形成相互隔开的A填料区、B填料区、C填料区，其中所述隔离板上设有孔以使A填料区与B填料区导通，且B填料区与C填料区导通；其中所述A柱填料设有进水口，C填料区底部设有出水口；其中所述A填料区填充有含膨润土的释氧材料和天然河砂的混合物；所述B填料区内填充有碱改性凹凸棒石；所述C填料区填充有粒径1—2mm的天然沸石。进一步，所述含膨润土的释氧材料和天然河砂的混合物，包括：含有膨润土的粒径2—3cm释氧材料和粒径小于2mm的天然河砂；且所述含有膨润土的粒径2—3cm释氧材料与粒径小于2mm的天然河砂的重量比为1：8；其中，所述释氧材料中膨润土与释氧材料质量比在10:1.0—2.0。进一步，所述释氧材料的制备方法如下：(1)称取一定量的过氧化钙、砂、膨润土、磷酸钾和氯化铵、水泥和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置，其特征在于，包括吸附盒，所述吸附盒内通过隔离板形成相互隔开的A填料区、B填料区、C填料区，其中所述隔离板上设有孔以使A填料区与B填料区导通，且B填料区与C填料区导通；其中所述A柱填料设有进水口，C填料区底部设有出水口；其中所述A填料区填充有含膨润土的释氧材料和天然河砂的混合物；所述B填料区内填充有碱改性凹凸棒石；所述C填料区填充有粒径1—2mm的天然沸石。

【技术特征摘要】
1.一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置，其特征在于，包括吸附
盒，所述吸附盒内通过隔离板形成相互隔开的A填料区、B填料区、C填料区，
其中所述隔离板上设有孔以使A填料区与B填料区导通，且B填料区与C填料
区导通；其中所述A柱填料设有进水口，C填料区底部设有出水口；其中所述
A填料区填充有含膨润土的释氧材料和天然河砂的混合物；所述B填料区内填
充有碱改性凹凸棒石；所述C填料区填充有粒径1—2mm的天然沸石。
2.根据权利要求1所述的在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置，其特
征在于，所述含膨润土的释氧材料和天然河砂的混合物，包括：含有膨润土的
粒径2—3cm释氧材料和粒径小于2mm的天然河砂；且所述含有膨润土的粒径
2—3cm释氧材料与粒径小于2mm的天然河砂的重量比为1：8；
其中，所述释氧材料中膨润土与释氧材料质量比在10:1.0—2.0。
3.根据权利要求2所述的在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置，其特
征在于，
所述释氧材料的制备方法如下：
(1)称取一定量的过氧化钙、砂、膨润土、磷酸钾和氯化铵、水泥和水
依顺序按重量比1.5:0.7:0.6:0.8:0.7:1.4:2于500mL的聚四氟乙烯的烧
杯；
(2)用磁力搅拌器在180r/min的转速下搅拌30min使其充分混合、
分散均匀；
(3)混合均匀后制作成2cm左右的立方体小块，在自然条件下风干。
4.根据权利要求1所述的在岸滤取水过程中原位...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓笛，滕彦国，宋柳霆，张波涛，翟远征，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11