一种基于离子交换/螯合纤维吸附的便携式河道重金属污染应急预处理装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于新型离子交换/螯合纤维吸附的便携式河道水中重金属污染应急处置装置和方法，属于水处理领域。本方法以离子交换/螯合纤维为吸附材料，将纤维束编织成网状悬挂在可伸缩硬杆上，将其架设在受污染河道上，受污染河水与可伸缩硬杆上的离子交换/螯合纤维充分接触，水中重金属离子被快速吸附去除，吸附饱和后的离子交换/螯合纤维可拆卸下送至再生槽，经过脱附、清洗、甩干后重新固定在可伸缩硬杆上重复使用。本应急处理装置结构简单，便于携带、安装与拆卸，操作方法简便，运行效果稳定，能够快速去除水中重金属离子。

【技术实现步骤摘要】
一种基于离子交换/螯合纤维吸附的便携式河道重金属污染应急预处理装置和方法
本专利技术涉及一种河道内重金属污染河水的原位应急预处理装置及方法，更具体的说是一种基于离子交换/螯合纤维吸附的水中重金属离子快速去除装置和方法。
技术介绍
我国每年发生突发性水污染事故高达60余起，其中重金属污染事故占50％以上。由于重金属离子对人体健康有极大的威胁，因此有效去除水中重金属离子的技术具有重要的实际应用价值。目前重金属污染水体应急处理方法主要有活性炭吸附法、膜法、化学沉淀法和树脂吸附法，这些方法在实际应用过程中存在以下问题：1)颗粒/粉末活性炭作为一种传统的饮用水深度处理技术在国内水厂得到较多的应用，然而活性炭对重金属离子的吸附容量较低，其吸附容量仅为几十毫克/克，且活性炭对重金属离子的吸附速率也较低，无法满足应急处置需要；同时粉末/颗粒活性炭需要在吸附柱中或者全混式吸附反应器中使用，不适合大水量水体的应急预处理；此外，吸附饱和后得活性碳脱附再生困难，难以重复使用，吸附后需要作为危险固废进行安全处置，后续处理费用高；2)膜法可以有效去除水中各类污染物质，提高出水水质，成为水处理领域的重要技术，但是膜技术投资运行费用较高，不适宜大水量、低浓度污染水体的应急预处理，同时膜污染的问题尚没有得到根本解决；3)化学沉淀法可以快速去除水中重金属离子，已经在水污染应急处置中得到应用，但是化学沉淀法对于污染水体中低浓度重金属离子的去除效果不佳，且在处理过程中产生大量含重金属离子的泥渣，是危险固废，不易处理；此外，过量化学药剂的添加，会改变水质条件，对水生态环境造成破坏；4)树脂吸附技术以及磁性树脂技术作为国外饮用水深度处理的主流技术目前已经在国内进行积极的推广，然而无论是固定床吸附工艺还是混合式反应器，都要求树脂在特定的吸附反应装置内进行，存在着设备繁冗、操作流程复杂、动力消耗大的不足，难以适用于短时间内处理大水量污染河水的原位应急预处理要求。现有专利公布的突发性水污染应急处置技术主要有：(1)一种流态水污染的应急处理方法(专利号：200910041840)：利用发泡成型方法偶联制得磁性微球，飘浮在水中的磁性微球吸附水中的污染物、收集吸附后的磁性微球、解吸磁性微球上的污染物，再将磁性微球放入水中进行下一循环处理。该专利技术存在以下缺陷，无法实际工程应用：1)微球吸附材料一旦抛洒到自然水体中，如水流湍急的河道中，即使微球有磁性，也不易快速回收，极易流失，因此该方法无法应用在水域面积大、河道水流湍急的突发水污染应急处置；2)该方法中的磁性微球浮在水面上，主要吸附临近水表层的污染物质。而亲水性污染物(如重金属离子、苯酚)均可溶于水中，短时间内扩散分布在整个水体，因此，这一方法在实际应用过程中很难取得治理效果。(2)一种水污染事故应急处理方法(专利号：201110218477)：发生液态污染物突发污染事故时，灵活组合两个及两个以上多功能闸门，进行拦截、分离和回收液态污染物或拦截与阻断污染物。通过将闸门设置在厂区或园区内的沟渠上，能有效应急处理难溶性和可溶性液态污染物造成的突发事件，从而防止污染物进入天然水体造成环境污染与进一步危害。该方法也存在以下不足，限制其实际应用：1)该方法只适用于水污染事故刚刚发生，污染物被限制在封闭的水体内，污染物/污染水体没有泄露到厂区/园区外的水体，一旦污染物进入到开放式的的河道中，该方法就失效。而突发性水污染应急治理难点就是此类开放性水体的污染处置；2)该方法只能适用于非水溶性污染物的回收，并非如专利所表述可以适用于难溶性、可溶性液态污染物，因为水溶性污染物(如重金属离子)一旦进入水体会迅速溶解扩散，仅通过水闸拦截是无法回收溶解在水中的污染物的。(3)一种水污染事故的应急处理装置(专利号：200820080153)：该装置包括取水部分和水处理部分；其中：取水部分由水泵拖车和物质拖车组成，水泵拖车内安装有污水泵，该污水泵连接一个电气控制柜；物质拖车上分散地装备有橡胶水管；污水泵的进水口连接橡胶水管，污水泵的出水口连接水处理部分；水处理部分是将装填有活性焦的水处理设备安装在一拖车上，该水处理设备的进水口连接取水部分的污水泵出水口。将水泵拖车上污水泵进水口连接的橡胶水管放入污水中，开启污水泵，将污水输送至安装在一拖车上的水处理设备中进行污水处理，处理后的水由水处理设备的出水口排出。该方法在实际应用过程中也存在很大的不足：1)该装置无法应用于大流量河道污染的应急治理；2)采用水泵抽水进行异位处置，动力消耗大，处理成本过高；3)活性焦对苯酚类小分子有机物、色度的吸附去除效果较好，但对于重金属离子的吸附容量和吸附速率较低；4)吸附后的活性焦无法脱附再生，成为危险废物，需要安全处置。(4)一种铁、锰超标水源水的应急预处理系统及其处理方法(专利号：ZL201110123991.9)：它是将氢氧化钙溶液按照一定比例投加到自来水厂水源地的取水管道中，利用取水管道作为混凝反应区，使混凝剂和水充分混合反应，混凝去除水中绝大部分铁离子和部分锰离子，混凝出水经斜管沉淀池的沉淀处理后，出水进入集离子交换、固液分离和再生为一体的复式反应器，使得水中剩余锰离子和钙离子被复式反应器前端混合反应区中的磁性阳离子交换树脂吸附去除，出水中的磁性阳离子交换树脂通过复式反应器固液分离区的磁力履带实现树脂与水的分离。该方法适用于自来水厂内的供水过程中，不适用于大流量河道污染的原位应急治理。因此开发经济、高效的突发性河道重金属水污染的应急预处理处置和方法具有重要的实用价值。(5)一种大型养殖旅游网箱(ZL200420115110.4)：该技术专利技术专利利用水下重力式固定装置对网箱进行固定，网框箱与浮球相连接使其能够浮于水面，该装置主要用于水产养殖，并无水污染处理功能；此外，对比专利所用的网仅为普通的渔网，仅仅起到对鱼类的隔离作用，对重金属离子并无吸附作用；而且，所用的网箱仅为普通的网箱，并无收缩折叠的功能。(6)河道清污装置(ZL201110165563.2),对比专利中的装置存在三个缺陷；首先，所用的过滤网，其通过捆绑海绵和活性炭球实现吸附污染物这一设想在实际操作过程中不可能实现，因为海绵和活性炭对重金属离子以及亲水性污染物的吸附容量较低，且也无法将所谓的吸附因子均匀的捆绑在网上，因此也就使得在吸附过程中，水中的污染物根本无法充分而有效的与吸附材料接触-传质-活性吸附位点吸附，因此对比专利所谓吸附污染物效果在实际操作过程中根本无法实现；其次，实际污染的河流治理过程中，常常水流湍急、河道宽阔，且水下环境复杂，因此很难将上述支撑架架设在河道内；其三，任何吸附材料吸附饱和后必须要进行脱附，而对比专利并没有提及吸附后如何脱附再生，因此对比专利中的可重复实用缺乏基本吸附常识，也是不符合吸附原理的。综上所述，该对比专利缺乏实际可操作性，也不符合吸附-传质理论。此外，该对比专利所用的混凝土支撑结构极其沉重，根本不适宜移动和便携。(7)一种打捞河道漂浮物的保洁网(ZL201120003812.3),该对比专利主要用于打捞水面漂浮物，其网仅为过滤收集水中浮物，对于水中溶解性重金属离子并没有去除效能，且无法适用于河道的污染应急处置。
技术实现思路
针对突发性河道重金属水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于离子交换/螯合纤维吸附的便携式河道重金属污染应急预处理装置，其特征是：包括硬杆、固定桩、纤维吸附网、浮球和重力稳定锤，所述纤维吸附网上、下两端分别连接在硬杆上，其中与纤维吸附网上端相连的硬杆的左、右两端分别与固定桩相连，与纤维吸附网下端相连的硬杆与重力稳定锤相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于离子交换/螯合纤维吸附的便携式河道重金属污染应急预处理装置，其特征是：包括硬杆、固定桩、纤维吸附网、浮球和重力稳定锤，所述纤维吸附网上、下两端分别连接在硬杆上，其中与纤维吸附网上端相连的硬杆的左、右两端分别与固定桩相连，与纤维吸附网下端相连的硬杆与重力稳定锤相连。2.根据权利要求1所述的基于离子交换/螯合纤维吸附的便携式河道重金属污染应急预处理装置，其特征是：所述硬杆为可伸缩性硬杆。3.根据权利要求1所述的基于离子交换/螯合纤维吸附的便携式河道重金属污染应急预处理装置，其特征是：所述与纤维吸附网上端相连的硬杆与浮球相连，浮球位于硬杆之上。4.根据权利要求2所述的基于离子交换/螯合纤维吸附的便携式河道重金属污染应急预处理装置，其特征是：所述固定桩为两个，可伸缩性硬杆为两根。5.一种基于纤维吸附的便携式河道重金属污染应急处置方法，其特征是：包括权利要求1-4任意一项所述的装置，其步骤为：步骤1、打桩：将固定桩打入河道堤岸上，入土深度大于50厘米；步骤2、挂网：将纤维吸附网的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵誉钦，韩承辉，王津南，
申请(专利权)人：江苏开放大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32