一种VOC污染的强碱性地下水处理方法技术

本发明专利技术提供了一种VOC污染的强碱性地下水处理方法。该方法包括：将待处理的污染地下水抽出，预处理后采用带有余热的富含二氧化碳的酸性气体对污水进行曝气处理，之后，将处理过的地下水回注。带有余热的富含二氧化碳的酸性气体中，CO

【技术实现步骤摘要】
一种VOC污染的强碱性地下水处理方法
本专利技术属于水污染处理
，具体涉及一种VOC污染的强碱性地下水处理方法。
技术介绍
地下水作为人类自然资源的一部分，为全球的绝大部分人口提供着宝贵的水源，而且支持着农业种植和工业生产活动。但是，近年来，地下水正普遍受到由城市化、工业化、农业和矿业活动导致的污染威胁，特别是一些大中城市地下水供水水源水质恶化。挥发性有机污染物（VOC）是地下水中常见的有机污染物，同时强碱性地下水也是地下水的常见污染特征。挥发性有机物，常用VOCs表示。大多数VOCs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。VOCs是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物，主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造与使用等过程。VOC长期存在地下水中会污染与其接触的土壤，强碱性地下水会造成土地盐碱化，阻碍作物生长，长期饮用强碱性地下水还会导致人体发生病变。地下水污染场地大部分处于复、混合污染状态，且其隐蔽性、延缓性和难以逆转性的特点致使地下水污染修复周期长、费用高，难度大。目前地下水有机污染治理技术主要有：抽出-处理技术（pump-treat）、水力隔离技术、曝气技术（Airsparing，AS）、生物修复技术、渗透反应格栅技术、监测自然衰减法等。其中抽出-处理技术相对成熟，成本较其他方法低，而且修复周期也较短，是去除控制地下水有机污染广泛采取的一种方法。CN206384854U公开了一种抽水-处理-回注地下水循环修复系统，包括：地下水抽水系统、地下水处理系统及地下水回注系统。该系统采用抽水、水处理及地下水回注相结合，将污染地下水抽出至地面水处理系统，经处理达标后，在重力作用下经清水池溢流进入回注井，并在多级回注井管中流动的同时，逐渐入渗进入场地包气带，最后进入潜水含水层，同时在该过程中对包气带残存的污染物进行淋洗，增强地下水修复效果。而且，地下水的回注过程，对潜水含水层中的地下水进行了及时补给，也避免了地面沉降等危害事故发生。另外，残留在含水层中不易被抽出的毛细水也由于回注水的补给而被淋洗或抽出，进一步增强了地下水及含水层的修复效果，使修复更彻底。但是该方法并没有说明如何将地下水处理达标以满足回注要求。CN101767858A涉及一种碱性废水的处理方法，该方法是利用曝气法直接将空气充入碱性废水中，使得空气中的二氧化碳与碱性废水进行中和反应。该专利技术利用空气中的二氧化碳气体与碱性废水进行中和反应，从而降低碱性废水pH值的效果，使其达标排放。但是，该方法只降低了碱性废水的pH，若碱性废水中含有机物，则不能达到理想的处理效果。CN102992508A公开了一种挥发性有机物污染地下水的修复方法，包括以下步骤：①抽出受污染的地下水，过滤后从顶部进入吹脱塔内，使得地下水中挥发性有机物进入气相；②在塔顶排出的吹脱气通过顶部气体收集器收集后，通入装有吸附树脂的气相吸附柱吸附处理；③在常温下，将步骤①中吹脱后的地下水通入装有吸附树脂的液相吸附柱处理；④将步骤③中处理后的地下水回灌于地下水层；⑤将步骤②、步骤③中吸附穿透后的吸附树脂用脱附剂再生。该方法采用吹脱-树脂吸附组合工艺去除地下水中挥发性有机物，但是采用树脂吸附需要用脱附的方法进行再生，再生过程比较繁琐。并且采用吹脱塔进行处理，设备复杂、成本高。为了严格执行相应的环保政策、法规，尽最大可能地节约成本和能源，需要研发绿色高效的VOC污染的强碱性地下水处理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种节约成本、处理效果好、满足回注水质要求的VOC污染的强碱性地下水处理方法。本专利技术一方面提供了一种VOC污染的强碱性地下水处理方法，包括：将待处理的污染地下水抽出，预处理后采用带有余热的富含二氧化碳的酸性气体对污水进行曝气处理，之后，将处理过的地下水回注，带有余热的富含二氧化碳的酸性气体中，CO2含量约为10%-25%，温度为120-240℃。本专利技术提供的一种VOC污染的强碱性地下水处理方法，包括以下步骤：S1抽出待处理的污染地下水至集水池；S2经集水池调节后的污水流入初沉池，进行初步沉淀除去水中无机颗粒物，使水澄清；S3曝气处理：初沉池出水进入曝气池，并引入带有余热的富含二氧化碳的酸性气体对污水进行曝气处理；S4回注：处理后的地下水进入贮水罐，通过注水井重新注入地下。步骤S1中根据前期地下水污染源调查现状，选择合适点位打井，将待处理的污染地下水抽出并提升至集水池，利用集水池控制后续处理的水量和水质。所述待处理的污染地下水为pH高于9.0，地下水中的VOC主要包括苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯等中的一种或多种，VOC（以苯为例）含量高于0.5mg/L的地下水体。步骤S2中经集水池调节后的污水依靠自身重力流入初沉池，所述初步沉淀为依靠过滤和静置沉淀，以除去水中无机颗粒物，使水澄清。所述步骤S2中，初沉池采用平流式沉淀池，水力停留时间为10-45min，取决于污水中悬浮物的含量，初沉池出水悬浮物含量小于50mg/L。带有余热的富含二氧化碳的酸性气体优选为酸性烟道气，其中酸性烟道气是指化石燃料燃烧后并经过脱硫脱硝处理后的废气或炼化厂工艺废气，例如加热锅炉尾气、催化裂化工艺废气等。其中，CO2含量约为10%-25%（体积），烟道气温度为120-240℃。地下水经曝气后温度升高，同时由于污染物在气液间存在浓度差，VOC由水相进入气相。曝气处理的气水比为5:1-15:1。所述步骤S3中，水力停留时间取决于进水流量、进水pH、进水VOC含量以及烟气成分组成（CO2、SO2、NOX等）。所述步骤S3中，曝气处理过程在曝气装置中进行，在曝气装置上方优选设有废气收集装置，废气收集装置连接气体冷却装置和坡缕石粘土吸附装置。曝气排出的富含VOC的废气，由废气收集装置收集后经气体传输管进入气体冷却装置，利用新鲜污染地下水作为低温冷肼，冷却去除气体中的水蒸气，之后气体进入坡缕石粘土吸附装置，利用坡缕石粘土的吸附性能，去除VOC气体后，残留的有机气体送至再生锅炉辅助燃烧提供能量。气体冷却装置所用冷却水为新鲜污染地下水，节约能源的同时也提高了污染地下水的温度。坡缕石具有较强的脱附再生性能，同时可抵抗少量水蒸气带来的孔道堵塞作用，再生锅炉产生的能量用于加热坡缕石，使其进行脱附再生。气体冷却装置中气体传输管的倾斜角度为30-90°，材质采用聚四氟乙烯塑料，可有效防止水蒸气粘壁导致的管道堵塞。所述坡缕石粘土吸附装置中，坡缕石吸附床层的高度为2-5米。坡缕石是一种天然廉价的吸附剂，实质是一种层链状结构含水镁铝硅酸盐晶体矿物，它具有特殊的纤维状晶体形态，内部多孔道，比表面积大，具有良好的吸附性能。相对于其他吸附剂，用坡缕石吸附VOC具有以下优点：储量丰富，价格低廉，性能稳定，吸附效率高，脱附性能优良。所述步骤S3中，处理后的部分地下水回流至集水池，调节集水池的水质和水量。所述步骤S4中，处理后的地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VOC污染的强碱性地下水处理方法，其特征在于，处理方法包括：将待处理的污染地下水抽出，预处理后采用带有余热的富含二氧化碳的酸性气体对污水进行曝气处理，之后，将处理过的地下水回注，带有余热的富含二氧化碳的酸性气体中，CO

【技术特征摘要】
1.一种VOC污染的强碱性地下水处理方法，其特征在于，处理方法包括：将待处理的污染地下水抽出，预处理后采用带有余热的富含二氧化碳的酸性气体对污水进行曝气处理，之后，将处理过的地下水回注，带有余热的富含二氧化碳的酸性气体中，CO2含量为10%-25%，温度为120-240℃。


2.根据权利要求1所述的地下水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1抽出待处理的污染地下水至集水池；
S2经集水池调节后的污水流入初沉池，进行初步沉淀除去水中无机颗粒物，使水澄清；
S3曝气处理：初沉池出水进入曝气池，并引入带有余热的富含二氧化碳的酸性气体对污水进行曝气处理；
S4回注：处理后的地下水进入贮水罐，通过注水井重新注入地下。


3.根据权利要求1或2所述的地下水处理方法，其特征在于，所述待处理的污染地下水为pH高于9.0，地下水中的VOC包括苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯中的一种或多种，VOC含量高于0.5mg/L的地下水体。


4.根据权利要求2所述的地下水处理方法，其特征在于，步骤S2中，初沉池采用平流式沉淀池，水力停留时间为10-45min，取决于污水中悬浮物的含量，初沉池出水悬浮物含量小于50mg/L。


5.根据权利要求1或2所述的地下水处理方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佰青，单广波，王永剑，王山榕，赵一山，刘宇，史作然，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11