自然水体突发重金属污染应急处理吸附坝

摘要

本发明提供了一种自然水体突发重金属污染应急处理吸附坝，包括沙袋土坝、布水堰、支撑架和吸附过滤装置，布水堰设置在沙袋土坝的上部，吸附过滤装置通过支撑架设置在沙袋土坝的一侧；布水堰由单体拼接而成，每个单体上均设有挡水板，吸附过滤装置由单个吸附过滤模块连接而成，吸附过滤模块包括上连板、配水槽、下连板和吸附过滤芯，在上连板和下连板之间安装有一组吸附过滤芯，配水槽安装在上连板的上方，单个吸附过滤芯包括套装在一起的内筒和外筒，内筒内填充有活性碳颗粒，内筒与外筒之间填充有重金属吸附材料。本发明通过模块化组合构筑应急处理吸附坝，通过双层过滤吸附去除重金属，速度快、处理效果好。

权利要求

1.一种自然水体突发重金属污染应急处理吸附坝，包括沙袋土坝、布水堰、支撑架和吸附过滤装置，其特征在于：布水堰设置在沙袋土坝的上部，吸附过滤装置通过支撑架设置在沙袋土坝的下游一侧；布水堰由单体拼接而成，每个单体上均设有挡水板，吸附过滤装置由单个吸附过滤模块连接而成，布水堰的单体长度与单个吸附过滤模块长度相同；吸附过滤模块包括上连板、配水槽、下连板和吸附过滤芯，在上连板和下连板之间安装有一组吸附过滤芯，配水槽安装在上连板的上方，上连板的四周外围带有挡水沿，单个吸附过滤芯包括套装在一起的内筒和外筒，内筒的上端开口、下端封堵住，内筒的上端开口处设有过滤网，外筒的上端和下端均封堵住，内筒和外筒的底部连通，外筒的上部设有出水口，内筒内填充有用于截留水体中的颗粒物和胶体的活性碳颗粒，内筒与外筒之间填充有用于吸附去除重金属材料的重金属吸附材料。

说明书

自然水体突发重金属污染应急处理吸附坝

技术领域

[0001] 本发明涉及一种应用于河道水体突发重金属污染时的应急净化技术，属于水环境安全防控应急处理技术领域。

背景技术

[0002] 当前处理含重金属废水的方法主要包括化学沉淀法、吸附法、膜分离法、电渗析法、离子交换树脂法、浮选法、植物富集法、微生物富集法等。其中，膜分离法、电渗析法、离子交换树脂法、浮选法、植物富集法和微生物富集法通常应用于工业废水的末端治理，其规模通常较小。而对于水体突发重金属污染而言，由于威胁下游城市和人民群众生命和财产安全，通常需要其处理过程体现出“应急、快速”的特点，因此，目前，在水体突发重金属污染应急处理方面，具有大规模应用前景的技术主要有两种：一种是药剂沉淀法，通过在水体内投加药剂产生沉淀将重金属转移到底泥中。由于重金属被转移到底泥后，只是暂时从水体转移到底泥中，形成一种新的水体内源污染，经过物理、生化作用，重金属又逐渐从底泥中释放出来，二次污染水体，这限制了沉淀法在大面积水体突发重金属污染处理中的应用。

[0003] 另一种是吸附法，依靠吸附材料的吸附作用，将重金属从水体内去除。该方法通常是在受污染水体下游的河道内构建一道用吸附材料堆积起来的吸附坝，在受污染水体流经吸附坝过程中，重金属被吸附材料吸附去除。在实际操作过程中，为保障较好的重金属去除效果，其吸附坝存在较大的局部阻力，导致其过流能力较小。其次，自然河道通常较宽，吸附坝厚度和宽度之比通常较小，容易造成坝体局部发生短流。另外，坝体建成在运行过程中，吸附材料饱和以后不容易更换。这也一定程度上影响了吸附法在突发水体重金属污染事故应急处理中的应用。

[0004] 中国专利文献CN101531405公开了一种《自然水域中有毒有害物质的移动吸附工艺及装置》，移动吸附工艺是在河流遭受有毒有害物质污染需要对水体处理时，首先将已污染水域与尚未受到污染的水域隔离开，然后牵引能够吸附有毒有害物质的吸附材料在已受污染水域的水体内移动，进行移动吸附，达到快速净化水质的目的。这种移动吸附工艺虽然提高了对流扩散效率，增强了吸附传质效果，可以在较短时间内有效降低水体中有毒有害物质的含量，但是劳动强度大、需要大量人力物力，且水中的其它阴阳离子和杂质均有同等机会接触吸附材料，可能会影响重金属吸附材料对重金属的吸附能力，导致重金属吸附材料用量较大。

发明内容

[0005] 本发明针对现有河道水体突发重金属污染应急净化技术存在的不足，提供一种使用方便、能够快速有效去除水体中有毒有害物质的自然水体突发重金属污染应急处理吸附坝。

[0006] 本发明的自然水体突发重金属污染应急处理吸附坝采用以下技术方案：

[0007] 该自然水体突发重金属污染应急处理吸附坝包括沙袋土坝、布水堰、支撑架和吸附过滤装置，布水堰设置在沙袋土坝的上部，吸附过滤装置通过支撑架设置在沙袋土坝的下游一侧；布水堰由单体拼接而成，每个单体上均设有挡水板，吸附过滤装置由单个吸附过滤模块连接而成，布水堰的单体长度与单个吸附过滤模块长度相同；吸附过滤模块包括上连板、配水槽、下连板和吸附过滤芯，在上连板和下连板之间安装有一组吸附过滤芯，配水槽安装在上连板的上方，上连板的四周外围带有挡水沿，单个吸附过滤芯包括套装在一起的内筒和外筒，内筒的上端开口、下端封堵住，内筒的上端开口处设有过滤网，外筒的上端和下端均封堵住，内筒和外筒的底部连通，外筒的上部设有出水口，内筒内填充有用于截留水体中的颗粒物和胶体的活性碳颗粒，内筒与外筒之间填充有用于吸附去除重金属材料的重金属吸附材料。

[0008] 活性碳颗粒的粒径为1毫米-3毫米。

[0009] 重金属吸附材料采用铝系吸附剂、铁系吸附剂、锆系吸附剂以及其它稀土元素系吸附剂，粒径为1毫米-3毫米。

[0010] 本发明处理河道水体突发重金属污染的过程如下：

[0011] 在突发重金属污染的河道下游合适位置，先用沙袋筑起沙袋土坝，使水位抬升至，抬升高度可以根据具体的河床深度现场决定，便于后续的吸附过滤装置能产生足够的水位差，这个水压差用于克服吸附过滤装置的阻力。在沙袋土坝(土坝上铺设一层塑料布，起到防渗作用)上设置布水堰(可采用三角配水堰)，布水堰可以由单体现场拼接而成，以使受重金属污染的水体均匀流过沙袋土坝。在沙袋土坝的下游一侧设置支撑架，将单个吸附过滤模块连接成的吸附过滤装置安放在支撑架上。受重金属污染的水体由布水堰流入吸附过滤装置，经配水槽均匀配水后，由过滤网过滤截留掉较大的悬浮物后进入吸附过滤芯的内筒，通过内筒内活性碳吸附颗粒截留水体中的细小颗粒物和胶体，避免堵塞后续的重金属吸附材料表面。然后由内筒底部进入外筒，再经外筒内重金属吸附材料吸附去除重金属，经过处理的水由外筒上部的出水口流入河道下游。

[0012] 当一个吸附过滤模块的吸附能力达到饱和后，向上提升与其对应的单体布水堰，挡住受重金属污染的水体使其不再流入需要更换的吸附过滤模块内，撤走该吸附过滤模块，更换一个新的吸附过滤模块，新的吸附过滤模块放置好后，再使其上对应的单体布水堰落下，新更换的吸附过滤模块开始工作。这样就保证了在更换一个吸附过滤模块时不影响其它模块运行，也不会使未经处理的受重金属污染的水进入下游。

[0013] 本发明通过模块化组合构筑河道自然水体突发重金属污染时的应急处理吸附坝，同时通过双层过滤吸附，可以避免水中其它杂质及阴阳离子对重金属吸附材料的污染从而影响重金属吸附能力，且吸附材料更换简单，具有速度快、处理效果好、耗费人力物力少等特点，能够有效去除水体中有毒有害物质。

附图说明

[0014] 图1是本发明的自然水体突发重金属污染应急处理吸附坝的结构示意图。

[0015] 图2是本发明中吸附过滤模块的结构示意图。

[0016] 其中：1、沙袋土坝，2、布水堰，3、吸附过滤装置，4、吸附过滤模块，5、支撑架，6、挡水板，7、配水槽，8、上连板，9、下连板，10、吸附过滤芯，11、挡水沿，12、内筒，13、外筒，14、连通口，15、出水口，16、重金属吸附材料，17、过滤网，18、活性碳颗粒。

具体实施方式

[0017] 如图1所示，本发明的自然水体突发重金属污染应急处理吸附坝，主要包括沙袋土坝1、布水堰2和吸附过滤装置3。沙袋土坝1用于抬升水位，制造过滤水头，采用沙袋叠压筑起，可在沙袋土坝1上铺设一层或两层蛇皮袋材质的帐布(塑料编织袋)，截留泥沙及粗大的悬浮物。沙袋土坝1使水位抬升至所需高度，该高度便于后续的吸附过滤装置3能产生足够的水位差，用于克服吸附过滤装置的阻力。布水堰2可采用三角配水堰，设置在沙袋土坝1的上部，用于均匀布水，以使受重金属污染的水体均匀流过沙袋土坝1。布水堰2可由单体拼接而成，各单体的长度与单个吸附过滤模块4的长度相同，单体布水堰2上设有挡水板6，在更换吸附过滤模块4单体时，可以通过调节相对应布水堰单体的高度，使该吸附过滤模块暂时不过水。吸附过滤装置3由单个吸附过滤模块4连接而成，单个吸附过滤模块4的上方安装有配水槽7。在沙袋土坝1的下游一侧放置有支撑架5，支撑架5可用钢管搭建，支撑架5一方面起到支撑过滤吸附装置3的作用，另一方面可以起到固定沙袋土坝1的作用。架子上可以设置安装槽或固定部件，使单体吸附过滤模块4直接悬挂或放置在支撑架5上。

[0018] 吸附过滤模块4的结构如图2所示，包括上连板8、下连板9和吸附过滤芯10，上连板8的上面安装有配水槽7。在上连板8和下连板9之间安装有一组吸附过滤芯10，上连板8上设有挡水沿11，以避免受污染水体直接流入河道下游。吸附过滤芯10的数量根据具体情况而定。单个吸附过滤芯10包括套装在一起的单个吸附过滤芯包括套装在一起的内筒12和外筒13，内筒13的上端开口、下端封堵住，内筒13的上端开口处设有过滤网17，外筒13的上端和下端均封堵住。内筒12和外筒13的底部通过连通口14连通，外筒13的上部设有出水口15。内筒12内填充有用于截留水体中的颗粒物和胶体的活性碳颗粒18，活性碳颗粒的粒径为1毫米-3毫米。内筒12与外筒13之间填充有用于吸附去除重金属材料的重金属吸附材料16，重金属吸附材料采用铝系吸附剂、铁系吸附剂、锆系吸附剂或其它稀土元素系吸附剂，粒径为1毫米-3毫米。

[0019] 在突发重金属污染的河道下游合适位置，先用沙袋筑起沙袋土坝1，使水位升至所需高度，在沙袋土坝上安置好布水堰2。在沙袋土坝1的下游一侧将单个吸附过滤模块4连接成吸附过滤装置3。受重金属污染的水体由布水堰2流入吸附过滤装置3，经配水槽7均匀配水后，由过滤网17过滤截留掉较大的悬浮物后进入吸附过滤芯10的内筒12，通过内筒12内活性碳吸附颗粒18截留水体中的细小颗粒物和胶体，避免堵塞后续的重金属吸附材料表面。由内筒12底部的连通口14进入外筒13，再经外筒13内重金属吸附材料16吸附去除重金属，经过处理后的水由外筒13上部的出水口15流入河道下游。

[0020] 当一个吸附过滤模块4吸附能力达到饱和后，向上提升与其对应的单体布水堰，挡住受重金属污染的水体使其不再流入要更换的吸附过滤模块内，撤走该吸附过滤模块，更换一个新的吸附过滤模块，新的吸附过滤模块放置好后，再使其上对应的单体布水堰落下。这样就保证了在更换一个吸附过滤模块时不影响其它模块运行，也不会使未经过处理的受重金属污染的水体进入下游。