本發(fā)明涉及一種利用零價鐵進行水處理的系統(tǒng)及方法，具體為多級布置均勻活化零價鐵去除重金屬的水處理系統(tǒng)及方法。

背景技術：

零價鐵(zvi)具有低毒性、環(huán)境友好、價格便宜、易操作、綠色無二次污染等優(yōu)點，已成為受污染水體修復的重要技術之一，在偶氮染料污水、氯代有機物污水、硝酸鹽污水、高氯酸鹽、除草劑、重金屬污水等污水治理方面?zhèn)渚邚V闊的應用前景。零價鐵(zvi)材料應用主要包括鐵屑、鐵粉、納米鐵粉和海綿鐵。零價鐵(zvi)顆粒能夠還原、吸附、沉淀去除多重重金屬等有害物質。零價鐵去除污染物的機理分為：(1)鐵的還原作用：鐵是活潑金屬，具有獨特的雙層結構和陰離子層，電子高效傳遞給重金屬離子，對重金屬污染物較強的還原性。(2)微電解作用：零價鐵(zvi)具有電化學特性，電極反應中產生新生態(tài)[h]和fe²⁺能與污水中的很多組分發(fā)生氧化還原作用將很多污染物降解還原。(3)混凝、吸附或者共沉淀作用：鐵在腐蝕過程中會產生針鐵礦、無定型氫氧化鐵、hfo、絮狀的fe(oh)2和fe(oh)3等活性鐵成分，他們具有很強的吸附、絮凝、黏結、表面絡合、螯合、架橋、卷掃、界面氧化、共沉淀能力，藉此可控制重金屬固液界面遷移。

零價鐵去除水中重金屬研究已經(jīng)有一定基礎，但是實際應用還存在諸多問題。零價鐵易與空氣中的氧氣分子和水中的溶解氧發(fā)生反應，表面生成一層1～4nm致密的鐵氧鈍化層，導致腐蝕緩慢，反應活性降低。零價鐵(zvi)內核被鐵氧化物包裹而隔斷進一步的腐蝕及與污染物的接觸，導致整體活性低，效率下降。為了克服零價鐵(zvi)表面鈍化，學界進行了許多嘗試，包括制備納米零價鐵(nzvi)、雙金屬系氧化物、外加弱磁場、超聲波協(xié)同作用、負載型納米零價鐵、雜化重金屬離子(鈀、鎳)、酸溶等。上述改進一定程度上能提高零價鐵(zvi)活性和增強重金屬去除效率，但都存在諸如成本過高、工程實施困難、帶來二次污染等問題。

技術實現(xiàn)要素：

基于上述背景技術，本發(fā)明的目的在于提供一種多級布置氧化劑，可均勻活化零價鐵去除重金屬的水處理方法；通過布置網(wǎng)絡狀管路，在床體空間內實現(xiàn)均勻的布置的氧化劑，使濾床內的零價鐵得到均勻的活化，使其更高效和穩(wěn)定的去除水體中的重金屬。

所述水處理方法具體為，污水進入過濾床體，同時在過濾床體內多級均勻布置氧化劑，使氧化劑活化過濾床體內的零價鐵，污水經(jīng)過過濾床體排出即得凈化水。

本發(fā)明進一步提出的，所述水處理方法為：預檢測污水中重金屬的含量以及污水的ph值，調節(jié)ph值，配置氧化劑的。污水通過管道流入過濾床體內，同時氧化劑從氧化劑儲存容器中通過氧化劑多級布置裝置進入過濾床體內，活化零價鐵，所述污水通過活化后的零價鐵，從過濾床體的出口流出，再進行沉淀處理，即得凈化水。

所述氧化劑多級布置裝置可為網(wǎng)絡狀管路，可垂直方向，也可水平方向布置。

所述沉淀處理具體為：從過來床體處理處理沉淀區(qū)，水中固體沉淀會逐漸沉積在沉淀區(qū)的下部，沉淀區(qū)內的水流逐漸升高，水從溢流區(qū)流出，即得凈化水；

所述污水調節(jié)后的ph值為5.0～9.0，優(yōu)選為6.0～8.0，進一步優(yōu)選為7.5。

本發(fā)明進一步提出，所述氧化劑選自過氧化鈉、過氧化鉀、臭氧、氯氣、二氧化氯、次氯酸、次氯酸鈉、次氯酸鈣、高氯酸鹽、高錳酸鉀、氯酸鹽、高鐵酸鹽、雙氧水中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述活化劑選自高錳酸鉀、次氯酸鈉、氯酸鹽、雙氧水中的一種或多種；

進一步優(yōu)選地，所述氧化劑為次氯酸鈉；

所述污水中重金屬選自砷、汞、鎘、鉛、鉻、硒、銻、銅、鋅、金、銀中的一種或多種；

所述氧化劑與所述重金屬的總摩爾的比為8～20：1，優(yōu)選為10:1；

所述污水調節(jié)后的ph值為5.0～9.0，優(yōu)選為6.0～8.0，進一步優(yōu)選為7.5；

所述重金屬的濃度為0～100mg/l。

所述污水中重金屬包括砷和/或銻，其中所述砷和銻的總濃度為0～50mg/l。

所述污水流入的速率為每小時3～20倍床體積流量，優(yōu)選為每小時10倍床體積流量。

本發(fā)明可以處理水體包括污水、礦山污水、工農業(yè)污水、飲用水、地表水應急處理、地下污染河流等，可以有效的去除上述水體中的重金屬，尤其是對砷、銻的去除效果顯著。

本發(fā)明進一步提出的，所述水處理方法具體為：污水泵入過濾床體內，由于污水中的固體污染物會逐漸堵塞過濾床體，污水在過濾床體內的水位逐漸升高，所述濾床堵塞時，將氣水啟動反沖洗裝置。

具體操作為：關閉污水及氧化劑流入閥門，打開所述氣水反沖洗裝置中的風機，通過管道曝氣，沖洗濾料，雜質通過過濾床體上部的管道流出，流入污泥池內；

優(yōu)選地，污水泵入過濾床體內，所述污水接觸到液位觸發(fā)器時，關閉污水及氧化劑流入閥門，打開所述氣水反沖洗裝置中的風機，通過管道曝氣，沖洗濾料，關閉風機，沖洗水通過管道流入，進行為膨脹沖洗1～10分鐘，膨脹率為3～6％，沖洗水和雜質通過過濾床體上部的管道流出，流入污泥池內。

本發(fā)明進一步提出所述水處理的方法在實際河流上的應用，具體為：在河床內開挖溝槽，溝槽內放置所述過濾床體；按照進水流動的方向，所述過濾床體進水側順次布置格柵、多孔隔板、透水性尼龍網(wǎng)，出水側也設置隔板，過濾床體的底部設置排水閥門，格柵高出河流最高水位0.3～0.8m。

所述多孔隔板優(yōu)選為不銹鋼板。

過濾床體的進水側設置多孔隔板，緊貼鋼板布置透水性尼龍網(wǎng)阻止零價鐵和石英砂填料的泄露。

水平方向上通過潛流多級配置均勻布置氧化劑，豎直方向上通過多級滲流對零價鐵進行均勻活化，從而在空間上實現(xiàn)氧化劑的網(wǎng)絡狀多級配置，達到對整個濾床中的零價鐵均勻活化，且活化的同時依然能凈化污染水體。采用模塊式清淤，對濾料進行快速換填，能保證濾料清洗和置換過程中不影響水體凈化。清淤過程中產生的濃縮污泥做無害化處理。

本發(fā)明另一目的在于，提供一種實現(xiàn)上述方法的水處理系統(tǒng)，所述水處理系統(tǒng)包括氧化劑儲存容器以及含有零價鐵的過濾床體；所述過濾床體設置有污水進口；所述氧化劑儲存容器通過氧化劑多級布置裝置與所述過濾床體連接。

所述氧化劑多級布置裝置包括主管及多個支管；所述氧化劑儲存容器與主管連接，所述主管連接于均勻分布在過濾床體內的支管；

所述氧化劑多級布置裝置用于將氧化劑在過濾床體的網(wǎng)絡狀分層分布氧化劑。

本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案為，所述氧化劑多級布置裝置包括主管及多個支管；所述氧化劑儲存容器與主管連接，所述主管連接于均勻分布在過濾床體內的支管；

所述支管的數(shù)量為每立方米過濾床體至少包含2根支管，優(yōu)選為每立方米過濾床體包含8根支管；所述零價鐵選自鋼珠、鐵粒中的一種或兩種；零價鐵的粒徑為8～100目，優(yōu)選為15～80目；根據(jù)零價鐵的性質可以很容易想到其他類型的零價鐵，比如生鐵顆粒、熟鐵顆粒具有同等的活化潛力，因此適用本發(fā)明的零價鐵種類不限上述幾種。

所述過濾床體內設有均勻分布的多層篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)的層數(shù)不少于2個；

每層篩網(wǎng)至少對應一個支管；所述過濾床體內還包括脫脂棉層，所述脫脂棉層置于其他過濾材料的下部。

本發(fā)明內所述的“頂部”、“下部”是相對位置，頂部為過濾床體的進水端，下部為過濾床體的出水端。

所述水處理系統(tǒng)包括污水儲存容器，用于儲存污水；

所述污水儲存容器所述、氧化劑儲存容器與所述過濾床體中設有水流控制泵；所述污水儲存容器、所述氧化劑儲存容器內設有攪拌裝置；

所述過濾床體的出口連有沉淀區(qū)，優(yōu)選所述沉淀區(qū)呈漏斗狀；沉淀區(qū)可以進一步凈化，過濾床體排出的處理水進行沉淀區(qū)的沉淀可將固體狀等雜質沉淀在底部，底部連有排污管道，管道設有閥門，凈化過程中閥門關閉。處理水進入沉淀區(qū)內，清水慢慢的升高，通過隔板中的孔隙，進入溢流區(qū)，溢流區(qū)排出的清水即為凈化水；

所述隔板的材質優(yōu)選不銹鋼。

所述過濾床體內設有均勻分布的多層篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)的層數(shù)不少于2個；每層篩網(wǎng)至少對應一個支管，每層篩網(wǎng)上均勻的分布著零價鐵，氧化劑通過支管通入過濾床體內，以最短時間活化零價鐵，并且活化的效果明顯。

所述污水儲存容器的攪拌裝置主要用于污水ph值得調整；所述氧化劑儲存容器內的攪拌裝置主要用于氧化劑添加時充分、均勻的溶解；

所述過濾床體的出口連有沉淀區(qū)，優(yōu)選所述沉淀區(qū)呈漏斗狀；

本發(fā)明進一步提出，所述的水處理系統(tǒng)還包括氣水反沖洗裝置，所述氣水反沖洗裝置及所述氧化劑儲存容器與所述過濾床體并聯(lián)連接；

所述氣水反沖洗裝置及所述氧化劑儲存容器與所述過濾床體間分別設有閥門；所述氣水反沖洗裝置包含風機；

所述過濾床體的頂部設有液位觸發(fā)器；所述過濾床體的上部設有污泥流出管道，所述管道連有污泥池。

當過濾床體內的雜質較多，會阻礙污水的過濾，污水的在過濾床體內的水位會越來越高，當水位接觸的過濾床體的頂部時，會接觸到液位觸發(fā)器，并發(fā)出警報，此時將啟動反沖洗裝置，關閉污水及氧化劑的進水閥門，打開反沖洗裝置與過濾床體之間的閥門，此時，氧化劑儲存容器與所述過濾床體連接的管道包括外部連接的主管及支管轉變?yōu)榉礇_洗裝置是氣體和沖洗水的流入管道，進行反沖，使其裝置內的雜質排除。

反沖洗時能夠利用高壓氣射流摩搓沖洗濾料層，使濾料處于懸浮流化疏松狀態(tài)，能很好的解決濾床堵塞問題。

所述反沖洗是一種氣水微膨脹反沖洗方法，利用較大氣(水)流壓力/速度摩搓沖洗濾料層，使濾料處于懸浮流化疏松狀態(tài)，具有一定的膨脹度，水利牽引懸浮物向上，使截留在濾料表面、濾層縫隙間的雜質、污泥、小顆粒等在水力剪切和濾料顆粒的雙重碰撞作用下，從濾料表面脫落，隨水流沖出濾床，恢復濾料的納污能力，保證濾床的高效運行。

本發(fā)明的另一優(yōu)選技術方案為，所述氧化劑多級布置裝置為多孔隔板和格柵；氧化劑通過潛流從入口到出口的水平方向和滲流從上至下的垂直方向同時滲透濾床，實現(xiàn)氧化劑三維網(wǎng)絡狀多級配置模式，達到濾床內零價鐵的均勻活化。

所述過濾床體內還包含其他過濾材料，所述其他過濾材料選自石英砂、沸石、陶粒或火山巖中的一種過多種，優(yōu)選為石英砂；所述零價鐵與所述其他過濾材料的比例為1:0～10；零價鐵的粒徑為8～100目，優(yōu)選為15～80目；所述過濾床體進水側豎直布置多孔隔板，按照進水流動的方向，。所述過濾床體進水側順次布置格柵和豎直的多孔隔板。

所述隔板的孔徑為5～20mm，優(yōu)選為8～15mm。

可選地，所述格柵的垂直方向開孔寬度為4-8mm。

本發(fā)明的有益效果至少包括以下幾點：

(1)采用多級布置氧化劑，均勻活化床體內零價鐵，零價鐵顆粒表面腐蝕更加迅速、充分、均勻，較短的時間內表面腐蝕生成均勻穩(wěn)定的活性氧化鐵組分，且產生的鐵氧化合物活性組分均勻分配于床體，克服了現(xiàn)有技術需要預活化的問題，能更加高效和穩(wěn)定的去除水體中重金屬；

(2)本發(fā)明實現(xiàn)了多級活化和反沖洗一體化；能同時活化和過濾，具有均勻活化零價鐵濾床的功能，反沖洗時能夠利用高壓氣射流摩搓沖洗濾料層，使濾料處于懸浮流化疏松狀態(tài)，很好的解決濾床堵塞問題；

(3)本發(fā)明所述的水處理方法在治理重金屬污染河流的效果顯著；對重金屬污染物具有更高效和穩(wěn)定的處理能力；該方法操作簡單；在工業(yè)上的實現(xiàn)是經(jīng)濟可行的。

附圖說明

圖1為單級布置氧化劑活化零價鐵的裝置圖；

圖2為單級布置氧化劑活化零價鐵共去除as(v)和sb(v)的效果圖；

圖3為均勻布置氧化劑活化零價鐵的裝置圖；

圖4為均勻布置氧化劑活化零價鐵共去除as(v)和sb(v)的效果圖；

圖5(a)為多級布置氧化劑均勻活化零價鐵處理重金屬工業(yè)污水的濾床裝置圖；

圖5(b)為多級布置氧化劑均勻活化零價鐵處理重金屬工業(yè)污水的濾床裝置圖中a-a，b-b，c-c的剖面圖；

圖6多級布置氧化劑均勻活化零價鐵治理重金屬污染河流方案設計圖。

圖中：101-污水儲存容器；102-污水攪拌裝置；103-污水進水管道；104-污水蠕動泵；105-氧化劑儲存容器；106-氧化劑攪拌裝置；107-氧化劑進水管道；108-氧化劑蠕動泵；109-主管；110-支管；111-篩網(wǎng)；112-石英砂層；113-脫脂棉層；114-零價鐵濾料層；115-取樣口；116-沉淀區(qū)；117-多孔鋼板；118-溢流槽；119-出水管道；120-清水池；121-液位觸發(fā)器；122-風機；123-止回閥；125-過濾床體出水口；126-控制閥門；127-反沖洗水泵；128-單向閥門；130-反沖洗管道1；131-反沖洗管道2；

200-粗格柵；201-細格柵；202-多孔不銹鋼板；203-尼龍網(wǎng)；204-錨桿斜拉擋墻；205-零價鐵濾料層；207-出水不銹鋼板；208-濾床底部閥門。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1：

如圖1所示，單級布置氧化劑(氧化劑從上流向下方)活化零價鐵共去除as(v)和sb(v)：實驗裝置為下向流過濾床體，材質為有機玻璃，上下用蓋子旋緊，外徑5cm，內徑4cm，總長度40cm，總體積500ml。過濾床體由下至上依次為：脫脂棉層(113)厚度2cm，石英砂層(112)厚度4cm，零價鐵濾料層(114)高度30cm，零價鐵體積為0.36l，重量1.5kg，上部留3cm空間用水器從上配水，從上至下設4個取樣口(115)。實驗采用四種不同的氧化劑活化零價鐵去除重金屬，所用氧化劑分別為h2o2、kmno4、hclo、clo2，實驗前將sb(v)、as(v)溶液和氧化劑在污水儲存容器(101)中混合，sb(v)、as(v)溶液分別用焦銻酸鉀和砷酸鈉定量配置，濃度分別為5000μg/l。氧化劑與銻、砷總的摩爾比為10:1，氧化劑在氧化劑儲存容器(105)中配制，通過氧化劑攪拌裝置(106)混合均勻，通過進水管道(107)經(jīng)氧化劑蠕動泵(108)泵如過濾床體內。

待處理的污水，先檢測ph值，用naoh溶液和hcl溶液調節(jié)ph至7.5左右，通過污水攪拌裝置(102)混合均勻，將含有重金屬(as和sb)污水通過進水管道(103)經(jīng)污水蠕動泵(104)泵至濾柱頂端均勻配水，流速約為10倍空床體積(bv)/h，出水經(jīng)過0.45μm微孔濾膜過濾后梯度稀釋，并測定as(v)和sb(v)的濃度。

如圖2所示：單級布置氧化劑活化零價鐵對as(v)的去除效果來看，初始出水濃度高達1400μg/l。隨著流出體積的增加，as(v)出水濃度漸次降低，但是即便流出體積達到1000bv時，出水濃度依然高達400-600μg/l。直到床體運行到200小時，去除率才逐漸趨于穩(wěn)定，由最初的70％上升至98％。單級布置氧化劑活化零價鐵對sb(v)的去除效果來看，出水的初始濃度高達1700μg/l，初始去除率僅為65％。隨著運行時間增加，去除率漸次增加，上升至92％，但出水濃度依然保持在400μg/l左右。

氧化劑單級活化模式下，過濾床體整體活化不均勻，從外觀看上部顏色為濃稠的黃褐色鐵氧化物，零價鐵表面被腐蝕變得粗糙，附著了豐富的鐵氧化物；下部仍為黑褐色的零價鐵完整顆粒，表面氧化腐蝕較弱。活化的整體效果表現(xiàn)為上部活化充分，而下部活化不充分，從而影響了活化零價鐵對重金屬的去除效果。

實施例2:

如圖3所示，多級均勻布置氧化劑活化零價鐵共去除as(v)和sb(v)：該實驗裝置所述過濾床體的尺寸及內部濾料的布置，以及污水儲存容器與實施例1相同；但是該實驗裝置的氧化劑儲存裝置與過濾床體通過管道連接，其中包括主管(109)，主管深入過濾床體內，均勻的分布了若干層支管(110)，支管分若干層均勻活化零價鐵，過濾床體外設4個取樣口用于取樣測量；另外過濾床體內設有多個篩網(wǎng)(111)，將零價鐵均勻分別在各層篩網(wǎng)(111)上。

含sb(v)和as(v)的污水儲存容器(101)中混合，同時用naoh溶液和hcl溶液調節(jié)ph為7.5左右，并用污水攪拌裝置(102)均勻攪拌混合。氧化劑添加到氧化劑儲存容器(105)中，通過氧化劑攪拌裝置(106)均勻攪拌稀釋儲備，sb(v)和as(v)污水通過管道(103)經(jīng)污水蠕動泵(104)通過進水管(103)泵至頂端配水，流速約為10倍空床體積(bv)/h。氧化劑經(jīng)蠕動泵(108)、主管(109)和支管(110)壓力射流多級均勻布置，氧化劑與銻、砷總的摩爾比為10:1。出水經(jīng)過0.45μm微孔濾膜過濾后梯度稀釋，并測定as(v)和sb(v)的濃度。

多級均勻布置氧化劑活化零價鐵共去除as(v)和sb(v)的效果如圖4所示：分別采用四種氧化劑(kmno4,naclo,clo2,h2o2)多級均勻配置活化零價鐵的條件下，出水as(v)的濃度從0-10000bv自始至終都低于10μg/l，去除率一直維持在99.9％以上；sb(v)去除率一直維持在99％以上。多級均勻布置氧化劑去除重金屬的處理效果非常顯著，始終未見as(v)穿透，sb(v)出水濃度也始終低于40μg/l。與參照組(實施例1)單級活化模式相比，該裝置的活化模式下，as(v)和sb(v)的出水濃度降低了近10倍。

單級布置氧化劑條件下，上部活化充分而下部活化弱。過濾10000bv的體積后，各取樣口(如圖1和3所示)多次取樣測定(重復十次取平均值)污染物的濃度。單級和多級布置氧化劑(h2o2)活化零價鐵，過濾床體內as(v)和sb(v)的剖面濃度和去除量如下表1所示。單級配置氧化劑(h2o2)活化零價鐵時，as(v)和sb(v)主要在過濾床體的上半部分被去除，過濾床體的下半部分去除重金屬的效率并不高。多級均勻布置氧化劑的活化條件下，氧化劑由蠕動泵通過主管和支管系統(tǒng)壓力射流均勻布置，濾柱中的零價鐵整體上得到了均勻活化，各部分都能發(fā)揮有效攔截和去除as(v)和sb(v)的功能，因此對重金屬的去除更加高效和穩(wěn)定。

表1單級和多級布置氧化劑(h2o2)活化零價鐵濾柱內as(v)和sb(v)的剖面濃度和去除量

實施例3

如圖5a所示，該裝置采用不銹鋼制作，具體包括：污水儲存容器(101)、氧化劑儲存容器(105)、過濾床體，過濾床體內包含零價鐵濾料層(114)和石英砂層(112)，氧化劑儲存容器與過濾床體連接的管道連接，其管道包括主管(109)和和深入過濾床體內均勻分布的支管(110)，所述裝置還包括漏斗形沉淀區(qū))、溢流區(qū)為鋸齒溢流槽(118)、氣水反沖洗系統(tǒng)及過程控制系統(tǒng)(plc柜)。氣水反沖洗系統(tǒng)由液位觸發(fā)器(121)、羅茨風機(122)、止回閥(123)、反沖洗水泵(124)、主管(109)和支管(110)組成。過濾床體采用重力流，均勻配水，均勻布置氧化劑，底部漏斗型，經(jīng)多孔鋼板折流向上溢流出水。

氧化劑在氧化劑儲存容器(105)中經(jīng)氧化劑攪拌裝置(106)充分攪拌混合，氧化劑多級布置裝置包括主管(109)和支管(110)，用以多級布置氧化劑，均勻活化零價鐵，重金屬污水經(jīng)過配水槽在濾床內布置，經(jīng)過零價鐵濾層(114)，再濾過支撐濾料均質石英砂層(112)，其中石英砂層包括石英砂層和粗石英砂層，通過濾床體底部的出水口(125)流入下部的漏斗沉淀區(qū)(116)，流經(jīng)多孔鋼板(117)，鋸齒溢流槽(118)，通過出水管道(119)，流入清水池(120)。

當濾料堵塞水頭損失增加，濾速變慢，液位增高，將觸發(fā)液位發(fā)生器(121)，開始進行反沖洗，首先關閉進污水蠕動泵(104)和氧化劑蠕動泵(108)，打開反沖洗風機(122)，高壓氣體經(jīng)過單向控制閥門(126)，通過多級布置氧化劑系統(tǒng)，主管(109)和支管(110)進行均勻曝氣，對均質零價鐵濾料層(114)和支撐濾料石英砂(112)進行強烈的摩擦搓洗。曝氣沖洗后，同時開啟反沖洗水泵(127)，通過單向閥門(128)，水氣通過主管(109)和支管(110)對濾料進行沖洗，沖洗水和截留雜質經(jīng)過反沖洗管道(130)和(131),流入污泥濃縮池(129)。關閉羅茨風機(122)，再調節(jié)反沖洗水量，進行微膨脹沖洗1～10min，微膨脹率3～6％，出水排入污泥池(129)。

濾床的整體安裝：底部鋪設粗石英砂，高度為0.3m，粗石英砂上部鋪設承托層均質石英砂，粒徑為2mm，高度為0.4m，承托層中鋪設曝氣盤和反沖洗主管和支管。承托層上部為均質零價鐵(zvi)，粒徑為1.0mm，高度為1.2m，整體濾床高度為3.5m，保證濾料30％的反沖洗膨脹率。

實施例4

某選礦污水中pb、cr、cd的初始濃度分別為2.5、0.5、0.12mg/l。利用多級均勻布置氧化劑(h2o2)活化零價鐵，處理該重金屬污水，系統(tǒng)穩(wěn)定運行100天，處理效果如表3所示。多級均勻布置氧化劑(h2o2)活化零價鐵，能穩(wěn)定和高效的去除重金屬pb,cr和cd。

表3多級布置氧化劑(h2o2)均勻活化零價鐵處理某重金屬選礦污水的去除結果

實施例5

某s礦區(qū)現(xiàn)有多家有色金屬冶煉工廠，采選過程中產生了大量的尾礦堆砌在h處，導致河道支流a和b都有不同程度的砷污染，對下游居民健康和飲水安全造成巨大威脅。河流的污水總量約1×10⁵m³/d，流量為1.16m³/s，在干流中檢測as的含量約為200μg/l。針對上述重金屬砷的污染采取了治理措施，在c處設計活化零價鐵濾床，采用多級布置氧化劑均勻活化，長期穩(wěn)定治理重金屬污染河流(如圖6-1所示)。過濾床體設計的水力停留時間為20min(換算72bv/d)，計算過濾床體的體積應為1380m³，考慮水量變化濾床采用1500m³。過濾床體的長度為100m、寬度為10m、深度為1.5m，零價鐵與均質石英砂配比按照1:0.1～1:10均勻混合。溝槽兩側開挖坡度為45-60°，采用錨桿斜拉擋墻(204)護坡。進水側設置多孔不銹鋼板(202)，孔徑為10mm。緊貼鋼板布置透水性尼龍網(wǎng)(203)阻止零價鐵和石英砂填料的泄露。出水側也設置不銹鋼板(207)，底部設置排水閥門(208)(如圖6-2所示)。過濾床體用粗格柵(200)進行攔截較粗大的懸浮物和漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、樹葉、塑料制品等，采取人工清渣或者機械清渣。細格柵(201)進行更細小尺寸顆粒物的攔截，采用人工或者機械清渣，防止過濾床體堵塞，過柵流速一般采用0.6-1.0m/s，格柵槽寬為5mm，格柵高出最高水位0.5m。

多級均勻配置活化零價鐵的操作模式如下：如圖6-3所示，根據(jù)水質情況在d處進行加壓泵射流投加氧化劑naclo，投加濃度為10mm；naclo迅速溶解后通過多孔不銹鋼板(202)和尼龍網(wǎng)(203)，既能在水平方向上通過潛流多級配置均勻布置氧化劑，也能在豎直方向上通過多級滲流對零價鐵濾料層(205)進行均勻活化，在立體空間上實現(xiàn)氧化劑的三維網(wǎng)絡狀多級配置，達到對整個濾床中零價鐵均勻活化。活化時間為24小時，活化過程中產生的高活性羥基氧化鐵通過吸附共沉淀等機理去除重金屬離子，凈化后從濾床底部(208)口排出。該設計實現(xiàn)了活化的同時不影響濾床對污染水體的凈化功能。

重金屬污染河水過濾操作模式如圖6-4所示：關閉濾床底部閥門(208)，受污水體水平方向上通過潛流被床體過濾，過濾水從不銹鋼板(207)頂部溢流達標排放，設計濾床的穩(wěn)定運行時間為100d。

過濾床體填料的更換：隨著過濾時間的延長，進水中重金屬離子吸附、沉降在濾料表面，濾層間的縫隙會逐漸被細小顆粒物堵塞，濾床的處理能力逐漸減弱，濾層阻力和水頭損失逐漸變大。采用模塊式清淤，對濾料進行快速補填，能保證濾料清洗和置換過程中不影響水體凈化的同時進行。清淤過程中產生的濃縮污泥做無害化處理。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明、具體實施方式及試驗，對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。