【地下水處理方法】地下水處理原理是什么 地下水處理的方法有哪些

地下水處理原理是什么

城市供水通常都是把地下水經(jīng)過(guò)了處理之后，再提供給市民。那么這個(gè)地下水是如何處理的呢？其實(shí)對(duì)于地下水的處理，有專(zhuān)門(mén)的地下水處理設(shè)備，但是這些設(shè)備的處理原理大都是相似的。下面就為大家介紹地下水處理的原理

水處理的原理

市民所使用到的自來(lái)水，都是先通過(guò)抽水設(shè)備，將地下水抽取到水庫(kù)當(dāng)中，然后使用地下水處理設(shè)備進(jìn)行氧化，將水中的鐵和錳以及氟全部氧化掉，再通過(guò)一定的壓力，把水中已經(jīng)氧化的物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，這樣就能夠把水中的鐵錳離子全部去除掉。目前市面上存在很多的地下水處理設(shè)備，但是最為有效的方法還是通過(guò)梅花式的布點(diǎn)灑水，可以快速地控制濾料的激烈碰撞和摩擦，不但能夠延長(zhǎng)壽命，還能夠?qū)崿F(xiàn)反沖洗裝置和二次排污的功能，最終到市民家中的水質(zhì)是非常干凈的。

錳砂濾料的作用

在處理地下水時(shí)，通常會(huì)使用到一些水處理設(shè)備，而在這些設(shè)備當(dāng)中，起重要作用的是濾料。在濾料當(dāng)中，最為常用的就是錳砂濾料，因?yàn)殄i砂濾料能夠快速去除水中的錳、鐵、氟三種元素。平常，其他的濾料都是通過(guò)氧化的作用來(lái)處理地下水的，但是錳砂濾料則是通過(guò)氧化和催化作用來(lái)處理地下水的，整個(gè)處理過(guò)程和原理其實(shí)和其他的設(shè)備都一樣，但是這個(gè)錳砂的作用更為明顯，不僅可以氧化，還可以將水中的二價(jià)鐵催化成三價(jià)鐵，能夠天然去除水中的沉淀，讓水質(zhì)變得更加清靜。

從上面的分析當(dāng)中可以看出，地下水經(jīng)過(guò)了層層的篩選之后，進(jìn)入到千家萬(wàn)戶(hù)的水源才是純凈的。不過(guò)地下水處理的方法較為復(fù)雜，需要根據(jù)水源的不同來(lái)選擇不同的處理設(shè)備，避免在處理水源時(shí)，出現(xiàn)二次污染的情況。同時(shí)，地下水處理的要求也是比較高的，所以在經(jīng)過(guò)處理之后的地下水，還需要經(jīng)過(guò)檢測(cè)才能正式進(jìn)入市民的家中使用。

地下水處理的方法有哪些

隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，我國(guó)地下水污染的問(wèn)題日益突出，地下水污染所帶來(lái)的對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響也日趨顯露。為此，必須進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)地下水遭受污染，就應(yīng)及時(shí)采取措施，防微杜漸。最好是盡量減少污染物進(jìn)入地下含水層的機(jī)會(huì)和數(shù)量，諸如污水聚積地段的防滲，選擇具有最優(yōu)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的地點(diǎn)排放廢物等。因此，加強(qiáng)對(duì)地下水污染的治理和相應(yīng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)就成為一種迫切的需要。地下水污染治理技術(shù)歸納起來(lái)主要有：物理處理法、水動(dòng)力控制法、抽出處理法、原位處理法。

物理處理法

物理法是用物理的手段對(duì)受污染地下水進(jìn)行治理的一種方法，概括起來(lái)又可分為：

①屏蔽法

該法是在地下建立各種物理屏障，將受污染水體圈閉起來(lái)，以防止污染物進(jìn)一步擴(kuò)散蔓延。常用的灰漿帷幕法是用壓力向地下灌注灰漿，在受污染水體周?chē)纬梢坏泪∧?，從而將受污染水體圈閉起來(lái)。其他的物理屏障法還有泥漿阻水墻、振動(dòng)樁阻水墻、板樁阻水墻、塊狀置換、膜和合成材料帷幕圈閉法等，原理都與灰漿帷幕法相似。總的來(lái)說(shuō)，物理屏蔽法只有在處理小范圍的劇毒、難降解污染物時(shí)才可考慮作為一種永久性的封閉方法，多數(shù)情況下，它只是在地下水污染治理的初期，被用作一種臨時(shí)性的控制方法。

②被動(dòng)收集法

該法是在地下水流的下游挖一條足夠深的溝道，在溝內(nèi)布置收集系統(tǒng)，將水面漂浮的污染物質(zhì)如油類(lèi)污染物等收集起來(lái)，或?qū)⑺惺芪廴镜叵滤占饋?lái)以便處理的一種方法。被動(dòng)收集法一般在處理輕質(zhì)污染物(如油類(lèi)等)時(shí)比較有效，它在美國(guó)治理地下水油污染時(shí)得到過(guò)廣泛的應(yīng)用。 [5]

水動(dòng)力控制法

水動(dòng)力控制法是利用井群系統(tǒng)，通過(guò)抽水或向含水層注水，人為地改變地下水的水力梯度，從而將受污染水體與清潔水體分隔開(kāi)來(lái)。根據(jù)井群系統(tǒng)布置方式的不同，水力控制法又可分為上游分水嶺法和下游分水嶺法。上游分水嶺法是在受污染水體的上游布置一排注水井，通過(guò)注水井向含水層注入清水，使得在該注水井處形成一地下分水嶺，從而阻止上游清潔水體向下補(bǔ)給已被污染水體；同時(shí)，在下游布置一排抽水井將受污染水體抽出處理。而下游分水嶺法則是在受污染水體下游布置一排注水井注水，在下游形成一分水嶺以阻止污染羽流向下游擴(kuò)散，同時(shí)在上游布置一排抽水井，抽出清潔水并送到下游注入。同樣，水動(dòng)力控制法一般也用作一種臨時(shí)性的控制方法，在地下水污染治理的初期用于防止污染物的擴(kuò)散蔓延。

抽出處理法

抽取和處理系統(tǒng)的目的包括對(duì)污染物羽流的水力控制以及從地下水中去除污染物。抽出處理法是當(dāng)前應(yīng)用很普遍的一種方法，可根據(jù)污染物類(lèi)型和處理費(fèi)用來(lái)選用，大致可分為三類(lèi)：

①物理法。包括：吸附法、重力分離法、過(guò)濾法、反滲透法、氣吹法和焚燒法等。

②化學(xué)法。包括：混凝沉淀法、氧化還原法、離子交換法和中和法等。

③生物法。包括：活性污泥法、生物膜法、厭氧消化法和土壤處置法等。受污染地下水抽出后的處理方法與地表水的處理相同，需要指出的是，在受污染地下水的抽出處理中，井群系統(tǒng)的建立是關(guān)鍵，井群系統(tǒng)要能控制整個(gè)受污染水體的流動(dòng)。處理后地下水的去向有兩個(gè)，一是直接使用，另一個(gè)則是用于回灌。用于回灌多一些的原因是回灌一方面可稀釋受污染水體，沖洗含水層；另一方面還可加速地下水的循環(huán)流動(dòng)，從而縮短地下水的修復(fù)時(shí)間。

原位處理法

原位處理法是地下水污染治理技術(shù)研究的熱點(diǎn)，不但處理費(fèi)用相對(duì)節(jié)省，而且還可減少地表處理設(shè)施，最大程度地減少污染物的暴露，減少對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)，是一種很有前景的地下水污染治理技術(shù)。原位處理技術(shù)又包括物理化學(xué)處理法及生物處理法。

1、物理化學(xué)處理法

①加藥法。通過(guò)井群系統(tǒng)向受污染水體灌注化學(xué)藥劑，如灌注中和劑以中和酸性或堿性滲濾液，添加氧化劑降解有機(jī)物或使無(wú)機(jī)化合物形成沉淀等。

②滲透性處理床。滲透性處理床主要適用于較薄、較淺含水層，一般用于填埋滲濾液的無(wú)害化處理。具體做法是在污染羽流的下游挖一條溝，該溝挖至含水層底部基巖層或不透水粘土層，然后在溝內(nèi)填充能與污染物反應(yīng)的透水性介質(zhì)，受污染地下水流入溝內(nèi)后與該介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成無(wú)害化產(chǎn)物或沉淀物而被去除。常用的填充介質(zhì)有：a.灰?guī)r，用以中和酸性地下水或去除重金屬；b.活性炭，用以去除非極性污染物和CCl4、苯等；c.沸石和合成離子交換樹(shù)脂，用以去除溶解態(tài)重金屬等。

③土壤改性法。利用土壤中的粘土層，通過(guò)注射井在原位注入表面活性劑及有機(jī)改性物質(zhì)，使土壤中的粘土轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)粘土。經(jīng)改性后形成的有機(jī)粘土能有效地吸附地下水中的有機(jī)污染物。

④沖洗法。對(duì)于有機(jī)烴類(lèi)污染，可用空氣沖洗，即將空氣注入到受污染區(qū)域底部，空氣在上升過(guò)程中，污染物中的揮發(fā)性組分會(huì)隨空氣一起溢出，再用集氣系統(tǒng)將氣體進(jìn)行收集處理；也可采用蒸汽沖洗，蒸汽不僅可以使揮發(fā)性組分溢出，還可以使有機(jī)物熱解；另外，用酒精沖洗亦可。理論上，只要整個(gè)受污染區(qū)域都被沖洗過(guò)，則所有的烴類(lèi)污染物都會(huì)被去除。

⑤射頻放電加熱法。通入電流使污染物降解。 原位物化法在運(yùn)用時(shí)需要注意的是堵塞問(wèn)題，尤其是當(dāng)?shù)叵滤写嬖谥亟饘贂r(shí)，物化反應(yīng)易生成沉淀，從而堵塞含水層，影響處理過(guò)程的進(jìn)行。

2、生物處理法

原位生物修復(fù)的原理實(shí)際上是自然生物降解過(guò)程的人工強(qiáng)化。它是通過(guò)采取人為措施，包括添加氧和營(yíng)養(yǎng)物等，刺激原位微生物的生長(zhǎng)，從而強(qiáng)化污染物的自然生物降解過(guò)程。通常原位生物修復(fù)的過(guò)程為：先通過(guò)試驗(yàn)研究，確定原位微生物降解污染物的能力，然后確定能最大程度促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的氧需要量和營(yíng)養(yǎng)配比，最后再將研究結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際。如今所使用的各種原位生物修復(fù)技術(shù)都是圍繞各種強(qiáng)化措施來(lái)進(jìn)行的，例如強(qiáng)化供氧技術(shù)大致有以下幾種：

①生物氣沖技術(shù)。該技術(shù)與原位物化法中的氣沖技術(shù)相似，都是將空氣注入受污染區(qū)域底部，所不同的是生物氣沖的供氣量要小一些，只要能達(dá)到刺激微生物生長(zhǎng)的供氣量即可。

②溶氣水供氧技術(shù)。這是由維吉尼亞多種工藝研究所(Virginia PolytechnicInstitute)的研究人員開(kāi)發(fā)的技術(shù)，它能制成一種由2/3氣和1/3水組成的溶氣水，氣泡直徑可小到55 μm。把這種氣水混合物注入受污染區(qū)域，可大大提高氧的傳遞效率。

③過(guò)氧化氫供氧技術(shù)。該技術(shù)是把過(guò)氧化氫作為氧源注入到受污染地下水中，過(guò)氧化氫分解以后產(chǎn)生氧以供給微生物生長(zhǎng)。過(guò)氧化氫常常要與催化劑一起注入，催化劑用以控制過(guò)氧化氫的分解速度，使之與微生物的耗氧速度相一致。

強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)物供應(yīng)的技術(shù)有滲透墻技術(shù)等。該技術(shù)是在污染區(qū)域內(nèi)垂直于地下水流方向建一道滲透墻，先將滲透墻內(nèi)的水抽出，添加營(yíng)養(yǎng)物后再回灌入滲透墻。這時(shí)，添加了營(yíng)養(yǎng)物的滲透墻就成了一個(gè)營(yíng)養(yǎng)物擴(kuò)散源，在滲透墻下游就會(huì)形成一個(gè)生物活躍區(qū)，從而強(qiáng)化了生物降解過(guò)程。

另外，強(qiáng)化措施還可以從微生物的角度入手?？梢韵仍诘乇碓O(shè)施中對(duì)微生物進(jìn)行選擇性培養(yǎng)，然后再通過(guò)注射井注入到受污染區(qū)域，或直接引進(jìn)商品化菌種，都可以起到強(qiáng)化生物降解過(guò)程的作用。 總的來(lái)說(shuō)，原位生物修復(fù)技術(shù)具體的工藝形式很多，但其原理無(wú)非都是自然生物降解過(guò)程的人工強(qiáng)化。一般情況下，原位生物修復(fù)要與井群系統(tǒng)配合運(yùn)行，即通過(guò)抽水井與注水井的配合，以加速地下水的流動(dòng)及氧和營(yíng)養(yǎng)物的擴(kuò)散，從而縮短處理時(shí)間。