一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置及其处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置及其处理方法，由进水管、太阳能集热管、反应桶、曝气装置、出水管、排渣管、排泥管和控制系统组成；待处理地下水经过进水管后均匀的进入太阳能集热管，经太阳能集热管加热后，待处理地下水从一侧进入反应桶，曝气装置将空气通入反应桶底部，待处理地下水和空气在反应池底部混合反应，反应后的清水和浮渣在反应桶内上升，最终清水从出水管排出，浮渣从排渣管排出。本发明专利技术所述的一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置及其处理方法，该装置采用太阳能对污水进行加热，曝气生物法处理，节能环保，处理效果明显，适合富含四氯化碳的地下水的处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地下水污染处理装置领域，具体涉及一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置及其处理方法。
技术介绍
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“含四氯化碳实验室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，造成了一些地区实验室中被四氯化碳污染，如美国的密西根含水层和加拿大渥太华附近的含水层均受到过四氯化碳的污染(在含水层中它多以非水相(NAPL)存在)。美国前FortordArmy军事基地造成的污染使得Marina的市政供水中CCl4超标，2000年8月测得CCl4浓度达15μg/L。美国Livermore地区的实验室排放残液中监测发现有毒有害垃圾的堆放导致CCl4污染物的产生，有毒物质渗滤液中CCl4的浓度高达500μg/L。2000年4月，Hafner&Sons垃圾填埋场附近的MW-10井中实验室中CCl4浓度达6.3μg/L。现有治理技术四氯化碳是常见的有机污染物，容易随雨水或灌溉水通过淋溶作用进入土壤和水体，引起土壤和水体的污染。目前有关实验室中四氯化碳残液污染治理的传统方法有以下几种。1.活性炭吸附法用活性炭吸附水源中的四氯化碳残液，无需添加任何化学试剂，技术要求不高，低浓度吸附效果好，一些难以降解的物质可直接吸附在活性炭上。通过考察了活性炭投加量、吸附时间、温度等因素对去除效果的影响。此法工艺成熟，操作简单效果可靠，但吸附效率不稳定，四氯化碳残液处于低浓度时效果好，高浓度时处理不稳定，有效吸附寿命短，载体需要进行二次解吸才能进行循环运用，且通过溶剂解吸后的溶液，又形成含四氯化碳的混合体，如何再将其分离，需要进一步研究。2.原位化学氧化法原位化学修复技术采用的氧化剂高锰酸盐、Fenton试剂、过氧化氢和过硫酸盐等。将氧化剂注入含有大量的天然铁矿物，在铁矿物催化的作用下氧化反应能有效修复有机污染物。研究表明原位化学修复技术容易使修复区产生矿化、土壤板结、透水性差，改变了修复区结构。3.生物修复法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。目前原位生物法对于处理实验室中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，由于在此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.渗透反应墙修复法利用填充有活性反应介质材料的被动反应区，当受污染的实验室中通过时，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，实验室中的氧化还原电位等天然环境条件易遭破坏，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。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置，包括：进水管1，太阳能集热管组2，反应桶3，曝气装置4，出水管5，四氯化碳排放管6，排泥管7，控制系统8；所述反应桶3的一侧倾斜布置有太阳能集热管组2，太阳能集热管组2与水平仰角为30°～80°，太阳能集热管组2另一侧布置有进水管1，反应桶3底部设有曝气装置4和排泥管7，反应桶3侧壁上部设有出水管5和四氯化碳排放管6，反应桶3顶部设有控制系统8；所述太阳能集热管组2中集热管为碳化硅材质。进一步的，所述太阳能集热管组2一端与进水管1贯通，太阳能集热管组2另一端与反应桶3垂直贯通，太阳能集热管组2有多个集热管组成，多个集热管沿水平方向均匀布置且平行排列，集热管的数量不少于15根。进一步的，所述反应桶3包括：回流通道3-1，反应室3-2，四氯化碳积聚室3-3，生物反应板3-4，沉降稳流板3-5，水位传感器3-6，四氯化碳浓度传感器3-7；其中所述回流通道3-1为反应桶3外壁与反应室3-2之间的夹层，回流通道3-1一侧侧壁与太阳能集热管组2垂直贯通并无缝焊接，回流通道3-1下端敞口与反应室3-2底部贯通；所述反应室3-2为上下开口的圆柱形中空管结构，反应室3-2上端与四氯化碳积聚室3-3中心垂直贯通，反应室3-2上檐口距四氯化碳积聚室3-3底部的距离为10cm～20cm，反应室3-2底部与反应桶3底部的距离为15cm～30cm；所述四氯化碳积聚室3-3位于反应桶3上部；所述生物反应板3-4垂直布置于反应室3-2内部，生物反应板3-4外侧与反应室3-2内壁无缝焊接；所述沉降稳流板3-5位于反应室3-2内部，沉降稳流板3-5位于生物反应板3-4上部，沉降稳流板3-5为倾斜布置的半圆形结构，沉降稳流板3-5外侧与反应室3-2内壁无缝焊接，沉降稳流板3-5与水平面的夹角为10°～30°，沉降稳流板3-5的数量不少于三块，每块相邻的沉降稳流板3-5在水平方向存在45°的旋转角度；所述水位传感器3-6位于反应室3-2内壁上端，水位传感器3-6距离反应室3-2上檐口距离为10cm～15cm，水位传感器3-6与控制系统8通过导线连接；所述四氯化碳浓度传感器3-7位于水位传感器3-6正上方，四氯化碳浓度传感器3-7与反应室3-2上檐口的距离为1cm～2cm，四氯化碳浓度传感器3-7与控制系统8通过导线连接。进一步的，所述生物反应板3-4包括：中心轴3-4-1，生物附着板3-4-2，透水孔3-4-3；所述中心轴3-4-1位于生物反应板3-4中心，中心轴3-4-1为实心的圆柱状结构；所述生物附着板3-4-2为长方体复合材料板，生物附着板3-4-2内侧端竖直均匀的焊接在中心轴3-4-1外壁上，生物附着板3-4-2外侧端竖直焊接在反应室3-2内壁上，生物附着板3-4-2的数量不少于20块；所述透水孔3-4-3竖直均匀布置在生物附着板3-4-2上，透水孔3-4-3贯通生物附着板3-4-2板面，每块生物附着板3-4-2上透水孔3-4-3数量不少于50个。进一步的，所述曝气装置4包括：进气干管4-1，环形管4-2，曝气口4-3；所述进气干管4-1位于反应桶3一侧底部，进气干管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置，包括：进水管(1)，太阳能集热管组(2)，反应桶(3)，曝气装置(4)，出水管(5)，四氯化碳排放管(6)，排泥管(7)，控制系统(8)；其特征在于，所述反应桶(3)的一侧倾斜布置有太阳能集热管组(2)，太阳能集热管组(2)与水平仰角为30°～80°，太阳能集热管组(2)另一侧布置有进水管(1)，反应桶(3)底部设有曝气装置(4)和排泥管(7)，反应桶(3)侧壁上部设有出水管(5)和四氯化碳排放管(6)，反应桶(3)顶部设有控制系统(8)；所述太阳能集热管组(2)中集热管为碳化硅材质。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置，包括：进水管(1)，太阳能集热管
组(2)，反应桶(3)，曝气装置(4)，出水管(5)，四氯化碳排放管(6)，排泥管(7)，控
制系统(8)；其特征在于，所述反应桶(3)的一侧倾斜布置有太阳能集热管组(2)，太阳
能集热管组(2)与水平仰角为30°～80°，太阳能集热管组(2)另一侧布置有进水管
(1)，反应桶(3)底部设有曝气装置(4)和排泥管(7)，反应桶(3)侧壁上部设有出水
管(5)和四氯化碳排放管(6)，反应桶(3)顶部设有控制系统(8)；所述太阳能集热管组
(2)中集热管为碳化硅材质。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置，其特征在于，
所述太阳能集热管组(2)一端与进水管(1)贯通，太阳能集热管组(2)另一端与反应桶
(3)垂直贯通，太阳能集热管组(2)有多个集热管组成，多个集热管沿水平方向均匀布置
且平行排列，集热管的数量不少于15根。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置，其特征在于，
所述反应桶(3)包括：回流通道(3-1)，反应室(3-2)，四氯化碳积聚室(3-3)，生物反应
板(3-4)，沉降稳流板(3-5)，水位传感器(3-6)，四氯化碳浓度传感器(3-7)；其中所述
回流通道(3-1)为反应桶(3)外壁与反应室(3-2)之间的夹层，回流通道(3-1)一侧侧
壁与太阳能集热管组(2)垂直贯通并无缝焊接，回流通道(3-1)下端敞口与反应室(3-2)
底部贯通；所述反应室(3-2)为上下开口的圆柱形中空管结构，反应室(3-2)上端与四氯
化碳积聚室(3-3)中心垂直贯通，反应室(3-2)上檐口距四氯化碳积聚室(3-3)底部的距
离为10cm～20cm，反应室(3-2)底部与反应桶(3)底部的距离为15cm～30cm；所述
四氯化碳积聚室(3-3)位于反应桶(3)上部；所述生物反应板(3-4)垂直布置于反应室
(3-2)内部，生物反应板(3-4)外侧与反应室(3-2)内壁无缝焊接；所述沉降稳流板(3-
5)位于反应室(3-2)内部，沉降稳流板(3-5)位于生物反应板(3-4)上部，沉降稳流板
(3-5)为倾斜布置的半圆形结构，沉降稳流板(3-5)外侧与反应室(3-2)内壁无缝焊接，
沉降稳流板(3-5)与水平面的夹角为10°～30°，沉降稳流板(3-5)的数量不少于三块，
每块相邻的沉降稳流板(3-5)在水平方向存在45°的旋转角度；所述水位传感器(3-6)位
于反应室(3-2)内壁上端，水位传感器(3-6)距离反应室(3-2)上檐口距离为10cm～15
cm，水位传感器(3-6)与控制系统(8)通过导线连接；所述四氯化碳浓度传感器(3-7)
位于水位传感器(3-6)正上方，四氯化碳浓度传感器(3-7)与反应室(3-2)上檐口的距离
为1cm～2cm，四氯化碳浓度传感器(3-7)与控制系统(8)通过导线连接。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置，其特征在于，

\t所述生物反应板(3-4)包括：中心轴(3-4-1)，生物附着板(3-4-2)，透水孔(3-4-3)；所
述中心轴(3-4-1)位于生物反应板(3-4)中心，中心轴(3-4-1)为实心的圆柱状结构；所
述生物附着板(3-4-2)为长方体复合材料板，生物附着板(3-4-2)内侧端竖直均匀的焊接
在中心轴(3-4-1)外壁上，生物附着板(3-4-2)外侧端竖直焊接在反应室(3-2)内壁上，
生物附着板(3-4-2)的数量不少于20块；所述透水孔(3-4-3)竖直均匀布置在生物附着板
(3-4-2)上，透水孔(3-4-3)贯通生物附着板(3-4-2)板面，每块生物附着板(3-4-2)上
透水孔(3-4-3)数量不少于50个。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能加热曝气法处理地下水中四氯化碳装置，其特征在于，
所述曝气装置(4)包括：进气干管(4-1)，环形管(4-2)，曝气口(4-3)；所述进气干管
(4-1)位于反应桶(3)一侧底部，进气干管(4-1)两个分支分别与环形管(4-2)两端垂
直贯通；所述环形管(4-2)水平布置于反应桶(3)内侧下部，环形管(4-2)为圆环形中
空管，环形管(4-2)上端距反应室(3-2)底部的距离为10cm～15cm；所述曝气口(4-3)
为小直径短管，曝气口(4-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁峙，梁骁，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32