專利名稱：自然水體突發(fā)重金屬污染應急處理吸附壩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應用于河道水體突發(fā)重金屬污染時的應急凈化技術(shù)，屬于水環(huán)境 安全防控應急處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當前處理含重金屬廢水的方法主要包括化學沉淀法、吸附法、膜分離法、電滲析 法、離子交換樹脂法、浮選法、植物富集法、微生物富集法等。其中，膜分離法、電滲析法、離 子交換樹脂法、浮選法、植物富集法和微生物富集法通常應用于工業(yè)廢水的末端治理，其規(guī) 模通常較小。而對于水體突發(fā)重金屬污染而言，由于威脅下游城市和人民群眾生命和財產(chǎn) 安全，通常需要其處理過程體現(xiàn)出“應急、快速”的特點，因此，目前，在水體突發(fā)重金屬污染 應急處理方面，具有大規(guī)模應用前景的技術(shù)主要有兩種一種是藥劑沉淀法，通過在水體內(nèi) 投加藥劑產(chǎn)生沉淀將重金屬轉(zhuǎn)移到底泥中。由于重金屬被轉(zhuǎn)移到底泥后，只是暫時從水體 轉(zhuǎn)移到底泥中，形成一種新的水體內(nèi)源污染，經(jīng)過物理、生化作用，重金屬又逐漸從底泥中 釋放出來，二次污染水體，這限制了沉淀法在大面積水體突發(fā)重金屬污染處理中的應用。另一種是吸附法，依靠吸附材料的吸附作用，將重金屬從水體內(nèi)去除。該方法通常 是在受污染水體下游的河道內(nèi)構(gòu)建一道用吸附材料堆積起來的吸附壩，在受污染水體流經(jīng) 吸附壩過程中，重金屬被吸附材料吸附去除。在實際操作過程中，為保障較好的重金屬去除 效果，其吸附壩存在較大的局部阻力，導致其過流能力較小。其次，自然河道通常較寬，吸附 壩厚度和寬度之比通常較小，容易造成壩體局部發(fā)生短流。另外，壩體建成在運行過程中， 吸附材料飽和以后不容易更換。這也一定程度上影響了吸附法在突發(fā)水體重金屬污染事故 應急處理中的應用。中國專利文獻CN101531405公開了一種《自然水域中有毒有害物質(zhì)的移動吸附工 藝及裝置》，移動吸附工藝是在河流遭受有毒有害物質(zhì)污染需要對水體處理時，首先將已污 染水域與尚未受到污染的水域隔離開，然后牽引能夠吸附有毒有害物質(zhì)的吸附材料在已受 污染水域的水體內(nèi)移動，進行移動吸附，達到快速凈化水質(zhì)的目的。這種移動吸附工藝雖然 提高了對流擴散效率，增強了吸附傳質(zhì)效果，可以在較短時間內(nèi)有效降低水體中有毒有害 物質(zhì)的含量，但是勞動強度大、需要大量人力物力，且水中的其它陰陽離子和雜質(zhì)均有同等 機會接觸吸附材料，可能會影響重金屬吸附材料對重金屬的吸附能力，導致重金屬吸附材 料用量較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有河道水體突發(fā)重金屬污染應急凈化技術(shù)存在的不足，提供一種使用方便、能夠快速有效去除水體中有毒有害物質(zhì)的自然水體突發(fā)重金屬污染應急處理吸附 壩。本發(fā)明的自然水體突發(fā)重金屬污染應急處理吸附壩采用以下技術(shù)方案該自然水體突發(fā)重金屬污染應急處理吸附壩包括沙袋土壩、布水堰、支撐架和吸附過濾裝置，布水堰設(shè)置在沙袋土壩的上部，吸附過濾裝置通過支撐架設(shè)置在沙袋土壩的 下游一側(cè)；布水堰由單體拼接而成，每個單體上均設(shè)有擋水板，吸附過濾裝置由單個吸附過 濾模塊連接而成，布水堰的單體長度與單個吸附過濾模塊長度相同；吸附過濾模塊包括上 連板、配水槽、下連板和吸附過濾芯，在上連板和下連板之間安裝有一組吸附過濾芯，配水 槽安裝在上連板的上方，上連板的四周外圍帶有擋水沿，單個吸附過濾芯包括套裝在一起 的內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒的上端開口、下端封堵住，內(nèi)筒的上端開口處設(shè)有過濾網(wǎng)，外筒的上端 和下端均封堵住，內(nèi)筒和外筒的底部連通，外筒的上部設(shè)有出水口，內(nèi)筒內(nèi)填充有用于截留 水體中的顆粒物和膠體的活性碳顆粒，內(nèi)筒與外筒之間填充有用于吸附去除重金屬材料的重金屬吸附材料?；钚蕴碱w粒的粒徑為1毫米-3毫米。重金屬吸附材料采用鋁系吸附劑、鐵系吸附劑、鋯系吸附劑以及其它稀土元素系 吸附劑，粒徑為1毫米-3毫米。本發(fā)明處理河道水體突發(fā)重金屬污染的過程如下在突發(fā)重金屬污染的河道下游合適位置，先用沙袋筑起沙袋土壩，使水位抬升至， 抬升高度可以根據(jù)具體的河床深度現(xiàn)場決定，便于后續(xù)的吸附過濾裝置能產(chǎn)生足夠的水位 差，這個水壓差用于克服吸附過濾裝置的阻力。在沙袋土壩(土壩上鋪設(shè)一層塑料布，起到 防滲作用)上設(shè)置布水堰(可采用三角配水堰)，布水堰可以由單體現(xiàn)場拼接而成，以使受 重金屬污染的水體均勻流過沙袋土壩。在沙袋土壩的下游一側(cè)設(shè)置支撐架，將單個吸附過 濾模塊連接成的吸附過濾裝置安放在支撐架上。受重金屬污染的水體由布水堰流入吸附過 濾裝置，經(jīng)配水槽均勻配水后，由過濾網(wǎng)過濾截留掉較大的懸浮物后進入吸附過濾芯的內(nèi) 筒，通過內(nèi)筒內(nèi)活性碳吸附顆粒截留水體中的細小顆粒物和膠體，避免堵塞后續(xù)的重金屬 吸附材料表面。然后由內(nèi)筒底部進入外筒，再經(jīng)外筒內(nèi)重金屬吸附材料吸附去除重金屬，經(jīng) 過處理的水由外筒上部的出水口流入河道下游。當一個吸附過濾模塊的吸附能力達到飽和后，向上提升與其對應的單體布水堰， 擋住受重金屬污染的水體使其不再流入需要更換的吸附過濾模塊內(nèi)，撤走該吸附過濾模 塊，更換一個新的吸附過濾模塊，新的吸附過濾模塊放置好后，再使其上對應的單體布水堰 落下，新更換的吸附過濾模塊開始工作。這樣就保證了在更換一個吸附過濾模塊時不影響 其它模塊運行，也不會使未經(jīng)處理的受重金屬污染的水進入下游。本發(fā)明通過模塊化組合構(gòu)筑河道自然水體突發(fā)重金屬污染時的應急處理吸附壩， 同時通過雙層過濾吸附，可以避免水中其它雜質(zhì)及陰陽離子對重金屬吸附材料的污染從而 影響重金屬吸附能力，且吸附材料更換簡單，具有速度快、處理效果好、耗費人力物力少等 特點，能夠有效去除水體中有毒有害物質(zhì)。


圖1是本發(fā)明的自然水體突發(fā)重金屬污染應急處理吸附壩的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中吸附過濾模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、沙袋土壩，2、布水堰，3、吸附過濾裝置，4、吸附過濾模塊，5、支撐架，6、擋 水板，7、配水槽，8、上連板，9、下連板，10、吸附過濾芯，11、擋水沿，12、內(nèi)筒，13、外筒，14、連 通口，15、出水口，16、重金屬吸附材料，17、過濾網(wǎng)，18、活性碳顆粒。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明的自然水體突發(fā)重金屬污染應急處理吸附壩，主要包括沙袋 土壩1、布水堰2和吸附過濾裝置3。沙袋土壩1用于抬升水位，制造過濾水頭，采用沙袋疊 壓筑起，可在沙袋土壩1上鋪設(shè)一層或兩層蛇皮袋材質(zhì)的帳布(塑料編織袋)，截留泥沙及 粗大的懸浮物。沙袋土壩1使水位抬升至所需高度，該高度便于后續(xù)的吸附過濾裝置3能 產(chǎn)生足夠的水位差，用于克服吸附過濾裝置的阻力。布水堰2可采用三角配水堰，設(shè)置在沙 袋土壩1的上部，用于均勻布水，以使受重金屬污染的水體均勻流過沙袋土壩1。布水堰2 可由單體拼接而成，各單體的長度與單個吸附過濾模塊4的長度相同，單體布水堰2上設(shè)有 擋水板6，在更換吸附過濾模塊4單體時，可以通過調(diào)節(jié)相對應布水堰單體的高度，使該吸 附過濾模塊暫時不過水。吸附過濾裝置3由單個吸附過濾模塊4連接而成，單個吸附過濾 模塊4的上方安裝有配水槽7。在沙袋土壩1的下游一側(cè)放置有支撐架5，支撐架5可用鋼 管搭建，支撐架5 —方面起到支撐過濾吸附裝置3的作用，另一方面可以起到固定沙袋土壩 1的作用。架子上可以設(shè)置安裝槽或固定部件，使單體吸附過濾模塊4直接懸掛或放置在支 撐架5上。吸附過濾模塊4的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括上連板8、下連板9和吸附過濾芯10，上 連板8的上面安裝有配水槽7。在上連板8和下連板9之間安裝有一組吸附過濾芯10，上 連板8上設(shè)有擋水沿11，以避免受污染水體直接流入河道下游。吸附過濾芯10的數(shù)量根據(jù) 具體情況而定。單個吸附過濾芯10包括套裝在一起的單個吸附過濾芯包括套裝在一起的 內(nèi)筒12和外筒13，內(nèi)筒13的上端開口、下端封堵住，內(nèi)筒13的上端開口處設(shè)有過濾網(wǎng)17， 外筒13的上端和下端均封堵住。內(nèi)筒12和外筒13的底部通過連通口 14連通，外筒13的 上部設(shè)有出水口 15。內(nèi)筒12內(nèi)填充有用于截留水體中的顆粒物和膠體的活性碳顆粒18， 活性碳顆粒的粒徑為1毫米_3毫米。內(nèi)筒12與外筒13之間填充有用于吸附去除重金屬 材料的重金屬吸附材料16，重金屬吸附材料采用鋁系吸附劑、鐵系吸附劑、鋯系吸附劑或其 它稀土元素系吸附劑，粒徑為1毫米_3毫米。在突發(fā)重金屬污染的河道下游合適位置，先用沙袋筑起沙袋土壩1，使水位升至所 需高度，在沙袋土壩上安置好布水堰2。在沙袋土壩1的下游一側(cè)將單個吸附過濾模塊4連 接成吸附過濾裝置3。受重金屬污染的水體由布水堰2流入吸附過濾裝置3，經(jīng)配水槽7均 勻配水后，由過濾網(wǎng)17過濾截留掉較大的懸浮物后進入吸附過濾芯10的內(nèi)筒12，通過內(nèi) 筒12內(nèi)活性碳吸附顆粒18截留水體中的細小顆粒物和膠體，避免堵塞后續(xù)的重金屬吸附 材料表面。由內(nèi)筒12底部的連通口 14進入外筒13，再經(jīng)外筒13內(nèi)重金屬吸附材料16吸 附去除重金屬，經(jīng)過處理后的水由外筒13上部的出水口 15流入河道下游。當一個吸附過濾模塊4吸附能力達到飽和后，向上提升與其對應的單體布水堰， 擋住受重金屬污染的水體使其不再流入要更換的吸附過濾模塊內(nèi)，撤走該吸附過濾模塊， 更換一個新的吸附過濾模塊，新的吸附過濾模塊放置好后，再使其上對應的單體布水堰落 下。這樣就保證了在更換一個吸附過濾模塊時不影響其它模塊運行，也不會使未經(jīng)過處理 的受重金屬污染的水體進入下游。
權(quán)利要求
一種自然水體突發(fā)重金屬污染應急處理吸附壩，包括沙袋土壩、布水堰、支撐架和吸附過濾裝置，其特征在于布水堰設(shè)置在沙袋土壩的上部，吸附過濾裝置通過支撐架設(shè)置在沙袋土壩的下游一側(cè)；布水堰由單體拼接而成，每個單體上均設(shè)有擋水板，吸附過濾裝置由單個吸附過濾模塊連接而成，布水堰的單體長度與單個吸附過濾模塊長度相同；吸附過濾模塊包括上連板、配水槽、下連板和吸附過濾芯，在上連板和下連板之間安裝有一組吸附過濾芯，配水槽安裝在上連板的上方，上連板的四周外圍帶有擋水沿，單個吸附過濾芯包括套裝在一起的內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒的上端開口、下端封堵住，內(nèi)筒的上端開口處設(shè)有過濾網(wǎng)，外筒的上端和下端均封堵住，內(nèi)筒和外筒的底部連通，外筒的上部設(shè)有出水口，內(nèi)筒內(nèi)填充有用于截留水體中的顆粒物和膠體的活性碳顆粒，內(nèi)筒與外筒之間填充有用于吸附去除重金屬材料的重金屬吸附材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自然水體突發(fā)重金屬污染應急處理吸附壩，包括沙袋土壩、布水堰、支撐架和吸附過濾裝置，布水堰設(shè)置在沙袋土壩的上部，吸附過濾裝置通過支撐架設(shè)置在沙袋土壩的一側(cè)；布水堰由單體拼接而成，每個單體上均設(shè)有擋水板，吸附過濾裝置由單個吸附過濾模塊連接而成，吸附過濾模塊包括上連板、配水槽、下連板和吸附過濾芯，在上連板和下連板之間安裝有一組吸附過濾芯，配水槽安裝在上連板的上方，單個吸附過濾芯包括套裝在一起的內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒內(nèi)填充有活性炭顆粒，內(nèi)筒與外筒之間填充有重金屬吸附材料。本發(fā)明通過模塊化組合構(gòu)筑應急處理吸附壩，通過雙層過濾吸附去除重金屬，速度快、處理效果。
文檔編號E02B3/02GK101838026SQ20101014565
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者候書國, 孔敏, 張克峰, 張志斌, 張曉蕊, 張桂芹, 李錦祥 申請人:山東建筑大學