高氟区地下水水质处理工艺研究（共9篇）
篇1：高氟区地下水水质处理工艺研究
高氟区地下水水质处理工艺研究
“地氟病”是较为典型的地方性氟中毒疾病,是环境地球化学领域较为流行的一个研究课题.鉴于焦作地区地下水中氟含量大面积超标的`实际,探讨采用CaO+KH2PO4工艺对焦作市高氟区地下水进行降氟处理.通过实验研究分析了该工艺的除氟机理、最佳设计参数.实验结果表明,采用CaO+KH2PO4联合除氟不仅有良好的除氟效果,而且可以有效控制总硬度和pH的升高.对于500 ml氟化物浓度为1.75 mg/L的原水,当CaO/KH2PO4的值为0.4/0.625时,处理后氟化物含量、pH值、总硬度均在饮用水质量标准之内.
作 者：杨国洲 姜丽娟 郑明凯 Yang Guozhou Jiang Lijuan Zheng Mingkai 作者单位：杨国洲,姜丽娟,Yang Guozhou,Jiang Lijuan(河南城建学院,河南,平顶山,467044)
郑明凯,Zheng Mingkai(中原工学院,河南,郑州,450007)
刊 名：环境科学与管理英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年，卷(期)：34(11)分类号：X523关键词：地下水 高氟区 水质处理 CaO+KH2PO4
篇2：高氟区地下水水质处理工艺研究
高氟地下水处理技术介绍
饮用水中氟浓度大于1.2mg/L时会对人体健康造成危害.目前除氟技术很多,这里仅介绍几种常见的实用除氟技术供参考.
作 者：王会鸽 作者单位：汝阳县水利局,河南,汝阳,471200 刊 名：科技信息 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(3) 分类号：P64 关键词：高氟水 处理技术篇3：高氟区地下水水质处理工艺研究
氟是机体所必需的微量元素,人体内氟获取的主要来源为饮用水,摄入含氟量不同的饮用水对人体健康的影响明显不同[1],当饮用水中氟浓度低于1.5 mg/L时能起到防止蛀牙、坚固牙齿的作用[2],但如果长期饮用高氟水就会造成氟中毒病症[3],诱发氟斑牙、氟骨症,因此应对饮用水中的氟含量加以控制,不宜过高,使其到达适宜的水平。
目前国内外常用除氟方法有活性氧化铝法、铝盐凝聚法、离子交换法、电凝聚法、电渗析法、反渗透法等[4,5,6,7]。但这些方法都需要投入较大资金,且运行较为复杂,不便于农村家庭式处理。骨炭作为一种高效除氟剂,其具有原料易得、制作条件简单等特点,因此比较适用于农村家庭式除氟。
1 实验部分
1.1 实验材料及主要仪器
实验所用骨头取自饭店废弃羊骨,所用试剂均为分析纯,实验用水为蒸馏水。
实验仪器主要为SX-10-12型箱式电阻炉、pHS-5型pH计、复合PF-1型氟电极。
1.2 实验方法
1.2.1 骨炭除氟剂的制备
将羊骨用泥土包埋后置于马弗炉中,并在450～600 ℃下分别处理1～2 h,待骨炭自然冷却后研磨成20～100目的颗粒备用。
1.2.2 骨炭除氟剂吸附效果影响因素研究
制备氟含量为5.85 mg/L的水样,加入一定量20目的自制骨炭,在不同影响因素条件下静置吸附一定时间,采用氟离子选择性电极法[8]测定水样中氟浓度,寻求骨炭对含氟水处理的最佳条件。
1.2.3 骨炭再生实验
收集吸附实验后的骨炭,采用不同浓度的NaOH溶液浸泡再生,考察骨炭除氟剂的再生效果。
2 结果与讨论
2.1 骨炭除氟剂的制备条件研究
将羊骨在不同温度(450～600 ℃)下分别煅烧1 h、2 h,然后将骨炭研磨成20、30、60、100目,将1 g不同粒径的骨炭分别放入100 mL含氟水中,恒温静置吸附24 h,测定水样中剩余氟浓度并计算吸附容量,不同煅烧条件和不同粒径骨炭对含氟水的吸附效果如图1和图2所示。
由图1和图2可知,在450 ℃和500 ℃下煅烧2h所制得的骨炭对氟的吸附效果最好,而煅烧时间较短或煅烧温度过高时制得的骨炭除氟效果较差。在450 ℃下煅烧1 h时,由于处理时间较短,骨头成炭效果不好,呈棕灰色,导致处理后的水样呈现一定的色度;煅烧温度过高时,有机物挥发,造成骨炭表面致密,吸附能力下降[9]。考虑到实际应用的成本,煅烧条件采用在450 ℃下煅烧2 h。从图中还可以看出,在450 ℃下煅烧2 h并研磨成30目的骨炭除氟效果要好于20目的骨炭,随着骨炭粒径的进一步减小,其对氟的吸附容量不再增加。因此后续实验采用的骨炭制备条件均为在450 ℃下煅烧2 h后研磨成30目大小。
2.2 骨炭除氟剂除氟效果影响因素研究
2.2.1 吸附等温线
在25 ℃时,将1 g骨炭分别放入氟起始浓度为5.85、8.34、15.86、34.35、46.43、71.37 mg/L的溶液中,恒温静置吸附24 h,测定其平衡浓度,其Langmuir吸附等温线如图3所示。
由图3可知,骨炭除氟剂吸附溶液中氟时,静态吸附量随着溶液中氟质量浓度增大而增大,整个质量浓度范围内,平衡吸附量与平衡浓度关系符合Langmuir吸附等温线方程。这表明骨炭对氟的吸附过程主要为化学吸附,氟离子的吸附仅发生在骨炭的固定位置且氟离子之间没有相互作用。
2.2.2 吸附时间对除氟效果的影响
分别向8份100 mL含氟量为5.85 mg/L的水样中加入1 g骨炭,静置吸附一定时间后测定水样中剩余氟浓度并计算吸附容量,结果如图4所示。
由图4可知,骨炭对氟的吸附在前3h吸附速率很快,当吸附时间为12 h时基本达到平衡。吸附曲线的这种变化特征说明氟的吸附主要是在吸附剂的表面上进行的,而扩散到空隙内部的吸附量占总吸附量的比例却较小[10]。考虑到实际应用中吸附速率的问题,后续实验吸附时间均采用3 h。
2.2.3 骨炭投加量对除氟效果的影响
向300 mL含氟量为5.85 mg/L的水样中分别投加0.3、0.6、1、1.3、1.6、3 g骨炭,静置吸附3 h后测定水样中剩余氟浓度并计算吸附容量,结果如图5所示。
由图5可知,当骨炭投加量为1 g时,骨炭对氟的吸附基本达到饱和。随着吸附剂投加量的增加,其对氟的吸附容量逐渐呈下降趋势,说明通过增大吸附剂的投加量并不能提高骨炭的吸附能力。当骨炭投加量为1 g时,吸附后溶液中氟浓度为0.57 mg/L,低于国家生活饮用水卫生标准1 mg/L。
2.2.4 温度对骨炭除氟效果的影响
分别在10、15、20、25、30、35 ℃下,用1 g骨炭静置吸附处理300 mL含氟水样3h后测定水样中剩余氟浓度并计算吸附容量,结果如图6所示。
由图6可知,随着温度的升高,骨炭对氟的吸附容量略有增加,但增加幅度不大,说明温度对骨炭除氟效果影响不显著。
2.2.5 pH对骨炭除氟效果的影响
将1 g骨炭分别加入到300 mL氟浓度为5.85 mg/L、pH不同的溶液中,进行吸附实验,考察原水pH对骨炭除氟效果的影响,结果如图7所示。
由图7可知,当pH在5左右时,骨炭对氟的吸附容量达到一个峰值。随着pH的升高,骨炭对氟的吸附容量逐渐降低,这主要是由于当pH较高时,水中OH-与F-产生了竞争吸附,从而导致除氟效率的降低。
2.2.6 常见阳离子对骨炭除氟效果的影响
主要考察了地下水中几种常见阳离子(Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+)对骨炭除氟剂除氟效果的影响,实验结果见表1。
注:离子浓度范围来源为吉林某地区土壤与地下水环境质量评价报告。
由表1可知,一般地下水中铁锰含量较小,其对骨炭除氟效果影响不大,而水中Ca2+、Mg2+本身具有一定的除氟效果,因此硬度较高的地下水有利于骨炭对氟的去除。
2.2.7 常见阴离子对骨炭除氟效果的影响
主要考察了地下水中几种常见阴离子(CO
注:离子浓度范围来源为吉林某地区土壤与地下水环境质量评价报告。
由表2可以看出,阴离子的存在对骨炭除氟存在一定的抑制作用,随着阴离子浓度的增加,骨炭除氟效率均有不同程度的降低,其中CO
2.2.8 骨炭除氟剂对地下水原水除氟效果
吉林省农安县是典型的饮用水地方性氟中毒重病区,为验证除氟剂对实际地下水中氟的去除效果,实验采用农安县地下水进行除氟实验。所取地下水水样水质如表3所示。
实验将1 g骨炭除氟剂投入300 mL地下水原水中,静置吸附3 h后测得水样中剩余氟浓度为0.73 mg/L,低于国家生活饮用水卫生标准所规定的1 mg/L。
2.3 骨炭除氟剂的再生实验
骨炭除氟剂吸附饱和后如何再生是技术推广应用的关键。
由于OH-与F-具有相似的半径,因此可以利用OH-置换骨炭表面吸附的F-。实验采用NaOH为再生液对吸附后的骨炭进行再生,考察了再生液浓度、除氟剂与再生液的比例(固液比)以及再生时间等因素对骨炭除氟剂再生效果的影响。
将吸附饱和后的骨炭除氟剂采用不同浓度的NaOH按固液比为1∶50浸泡再生24 h,用蒸馏水冲洗3次后进行吸附实验,结果如图8所示。
将吸附饱和后的骨炭除氟剂采用0.5%的NaOH按不同固液比浸泡再生24 h,用蒸馏水冲洗3次后进行吸附实验,结果如图9所示。
将吸附饱和后的骨炭除氟剂采用0.5%的NaOH按固液比为1∶40浸泡再生不同时间,用蒸馏水冲洗三次后进行吸附实验,结果如图10所示。
由图8-10可知,当NaOH浓度为2%时,再生后的除氟剂吸附容量最高;随着再生液用量的增加,再生后除氟剂吸附容量呈上升趋势;当浸泡再生12h时,除氟剂再生达到饱和,再生后的除氟剂吸附容量趋于稳定。考虑实际应用中经济及效率因素,选定骨炭除氟剂最佳再生条件为采用0.5%的NaOH溶液按固液比为1∶40浸泡12 h后用蒸馏水冲洗三次,在该条件下再生的除氟剂其吸附容量为1.53 mg/g,可达原来的96.8%,且经第二次及第三次再生后其吸附容量仍可达原来的95.9%和94.3%。实验结果表明骨炭除氟剂对氟具有较好的吸附重复性。
3 结 论
(1)通过实验研究表明,骨炭制备的最佳条件为羊骨在450 ℃下隔绝空气煅烧2 h并研磨成30目大小,在此条件下制得的骨炭可以达到较好的除氟效果。
(2)骨炭对氟的吸附符合Langmuir吸附等温线方程;骨炭对氟的吸附主要发生在3 h内;温度对骨炭除氟效果影响不大;当溶液pH较低时,骨炭对氟的去除效果较好,高pH对骨炭除氟有一定的抑制作用。
(3)地下水中常见阳离子对骨炭的除氟效率有不同程度的提高;阴离子对骨炭除氟有一定的抑制作用。
(4)处理后的骨炭可采用0.5%的NaOH按固液比为1∶40进行浸泡再生,且骨炭除氟剂可多次再生重复使用。
参考文献
[1]Nahum A,M C,Roberto L R,et al.Adsorption of Fluoride fromWater Solution on Bone Char[J].Industrial&EngineeringChemistry Research.2007,46(26):9 205-9 212.
[2]李振刚,魏永福,李和平,等.托克托地下水高氟成因分析与安全饮水对策研究[J].中国农村水利水电,2009,(11):89-94.
[3]张建峰,罗宁,王晓昌.地下水除铁除锰与同步降氟技术分析[J].中国农村水利水电,2009,(5):10-14.
[4]王云波,谭万春.沸石用于农村高氟水处理研究[J].中国农村水利水电,2008,(6):29-31.
[5]Arora M,Maheshwari R C,Jain S K,et al.Use of membranetechnology for potable water production.Desalination,2004,170:105-112.
[6]Meenakshi,Maheshwari R C.Fluoride in dinking water and itsremoval.[J].Hazard.Mater.,2006,137:456-463.
[7]陈绪钰.聚合硫酸铁去除水中氟的试验研究[J].中国农村水利水电,2009,(11):95-97.
[8]于桂生.氟离子吸附剂活性氧化锆的除氟研究[J].天津化工,2003,17(4):49-51.
[9]王涌.饮用水骨炭除氟机理的研究[J].广州大学学报(自然科学版),2003,2(5):421-426.
篇4：高氟区地下水水质处理工艺研究
【摘 要】过对跌水曝气-陶粒吸附组合工艺的实验研究，探讨了利用除铁锰微生物处理轻度污染的地下水的可行性.研究發现，单独使用常规工艺依靠空气接触氧化和陶粒吸附对锰的去除效果有限，在滤速为2.5m/h和1m/h条件下，去除率分别约为14%，8%；利用生物固锰作用，进行微生物固定化，在运行稳定后，跌水曝气-陶粒吸附组合工艺可以在较高滤速下完成对锰的有效去除，使得出水总锰浓度达到国家饮用水水质标准（GB5749-2006）。
【关键词】常规工艺；微生物；地下水
0.引言
随着经济发展和科技进步，环境问题表现的日益突出，尤其是地下水污染问题，近年来，不同地区地下水体中都出现了不同程度的锰超标和氨氮超标，在北方地区，锰超标成为处理微污染地下水的一项重大课题，生物固锰技术已经广泛应用到常规处理工艺中，本文以跌水曝气-陶粒工艺[1]为代表，阐述生物固锰在常规工艺处理地下水源水中产生的不可替代的作用。
1.试验装置和方法
1.1试验装置
跌水曝气-陶粒工艺：如图1.1所示，原水从一号井中抽出，通过加压经两管分别进入跌水水箱和反冲洗水箱，经跌水曝气水箱进行一级曝气，通过布水管进入生物滤池再进行二次跌水曝气后，流入生物接触过滤罐，滤后水从底部流出。水箱跌水高度1.5m，接触过滤罐为不锈钢材质，高3.2m，内径800mm，滤层高度1.5m，滤料采用改性火山岩陶粒，粒径3.2～5.0mm。承托层采用鹅卵石，粒径10～20mm，高度为0.2m。
1.2材料
1.2.1微生物材料
菌种取自稳定运行的除铁锰氨氮陶粒曝气生物滤池，经分离提纯鉴定为柠檬酸杆菌（Citrobacter sp.）、弗氏柠檬酸杆菌（Citrobacter freundii）、施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri），是3株异养-好氧具有一定除铁锰能力的微生物。
1.2.2地下水源水水质
原水水质特点为低铁高锰水质，重点处理对象为锰，冬季总锰含量范围为6.46～8.38mg/l，夏季总锰含量范围为4.76～8.42mg/l。
1.3方法
1.3.1试验初期接触氧化-物理吸附试验
试验启动前对滤罐进行了长时间、高强度的反冲洗，冲刷掉原有少量滤膜，排除生物作用干扰，试验初期在冬季进行，运行时间80天，前40天滤速为2.5m/h，后40天滤速为1m/h，试验过程选取反冲洗周期7d，反冲洗强度8L/（m2·s），定期检测总锰浓度并计算去除率，如图2.1。
1.3.2运行稳定期接触氧化-生物固锰试验
运行稳定期总100天，运行稳定期在夏季进行，分两个阶段：前45天进行菌种固定化试验，平均五天1次，每次50L，共9次，期间EBCT=180min，后55天调整滤速2m/h，反冲洗周期7d，反冲洗强度8L/（m2·s），定期检测总锰浓度并计算去除率，如图2.2。
2.结果与分析
2.1图 不同滤速下总锰去除效果
由图2.1可见，滤速变化对总锰去除率变化影响显著。随着滤速的不断下降，仅依靠跌水曝气过程的自然氧化并不能完成对总锰的有效去除，滤罐对锰的去除率虽然有起伏，但能明显看出上升趋势。随着滤速的降低，出水总锰浓度不断降低，在滤速为2.5m/h时，从第9天到第40天，出水总锰浓度处于0.5～1mg/l，总锰去除率保持在86～90%，在第40天起，调整滤速为1m/h时，出水总锰浓度有所下降，在45天后能够保持处于0.3～0.5mg/l，总锰去除率保持在90～96%，表明仅依赖空气的自然接触氧化，当滤速降低到一定程度，并不能对总锰完成有效去除。
2.2图 稳定期总锰随时间变化曲线
由图2.2可见，在试验固定化时期，滤罐对锰的去除率虽然有起伏，但能明显看出其上升趋势。此去除率快速上升阶段一直持续到第25天左右，出水水质稳定，总锰浓度达到了0.1mg/L以下，去除率达到99.05%。这是固定化后期，滤料表面形成成熟的生物膜，菌种之间已经相互适应，活性较高，能很快度过适应期，进入快速增长期，从而迅速提高总锰去除率。随后滤罐进入了一个较稳定的时期，从第45天起，调整滤速2m/h，随后一段时间内，总锰去除效果有所波动，但出水锰浓度仍能控制在0.1mg/L以下。表明，生物滤膜成熟以后，依靠生物固锰作用，能够完成对锰的有效去除，并且相比运行前期相同滤速下的总锰去除率，生物固锰极大的提高了跌水曝气-陶粒吸附工艺的净水效率和经济效益。
3.结语
（1）常规跌水曝气-陶粒吸附工艺通过空气的自然接触氧化和物理吸附，当滤速降低到一定程度，不能完成总锰完成有效去除，只能控制出水总锰浓度在0.5mg/l上下波动。
（2）生物滤膜成熟以后，依靠生物固锰作用，能够完成对锰的有效去除，并且在滤速提高至2m/h时使得出水水质稳定达标。 [科]
【参考文献】
篇5：高氟区地下水水质处理工艺研究
托克托县隶属于内蒙古自治区首府呼和浩特市,位于自治区中部、大青山南麓、黄河上中游分界处北岸的土默川平原上,总面积1 416.8 km2。全县平均海拔1 132 m,地势为东南高而西北和西南低,地势相对平坦。该区域年平均气温7.3℃,年平均降雨量362 mm,属半干旱大陆季风气候。境内有黄河流经,流经长度37.5 km,其他河流多为季节性河流,地表径流较少。该区域村民的饮用水水源主要为浅层地下水,而浅层地下水中普遍富含氟元素,大部分地区地下水氟含量超标,大于1.5 mg/L,长期饮用造成了区域水因性疾病的普遍流行,有损人体健康而且危害很大。为保障该区域居民生活安全饮水,需进一步研究该区域高氟水的成因,空间分布和迁移规律,找到符合标准的饮用水水源,提出区域适宜的安全饮水措施和对策。
1 区域水因性疾病与生活饮用水
1.1 区域水因性疾病分布状况
为摸清托克托县区域水因性疾病的状况,选择托克托县典型区域水圣域、伍什家和黑城3个乡进行地方水因性疾病调查。调查内容主要包括氟斑牙、脊柱、四肢畸形、盘萎缩、四肢关节疼痛等方面的状况,反映与氟有关的水因性疾病。同时对村民的手,脚、脸的色素沉着状况以及是否有白斑、角化等症状进行调查,必要时进一步对毛发、指甲、尿液、血液等进行化验,旨在反映与水有关的疾病。调查时尽可能考虑年龄段和男女村民的比例。调查结果为永圣域乡、伍什家乡和黑城乡患病人群分别为53.3%、62.7%和44.7%[1]。可见该区域患病人数较多,三乡平均有53%人的患有程度不同的氟骨病。通过对该区域地下水的调查与化验,并经过二维数据处理,发现这种疾病主要是由于饮水而造成的。该区域大部分饮水中富含氟素,而且水质普遍超过国家标准。
1.2 饮用高氟水对人体健康的影响
氟作为生物和人体必须的微量元素,对人体健康有着重要的影响。正确认识氟的环境地球化学特征,了解氟对人体的作用,是非常重要的。环境中氟过量或不足均会导致机体产生疾病,适量氟对机体具有多方面的生理功能,并广泛参与机体的代谢过程。氟对机体的生长发育、繁殖、骨骼代谢以及其他生理功能及代谢过程都有重要影响。
一般人体每日需要1～1.5 mg 氟,当摄入氟量不足或严重不足时就会导致龋齿、大骨节病,但最高允许摄取量不超过3～4.5 mg。过量氟对人机体的毒害是全身性的,可累积于机体的各组织和器官中。摄入过量氟将引起氟中毒,患者轻度表现为氟斑牙,重症为氟骨病。临床症状由轻至重表现为牙齿发黄、松动以及脱落,骨关节疼痛,肢体变形,弯腰驼背,甚至瘫痪。过量氟对非骨骼组织也有广泛的毒害作用。地方性氟中毒就是因为机体摄入过量氟而引起的地域性蓄积性的中毒[6]。
饮用水中的氟是人体中氟的主要来源,人体中氟大约有2/3来自饮水,其他的氟来自谷物,虽然谷物中的氟较饮水为多,但饮水中的氟绝大多数被人体吸收,而谷物中的氟则不然。当过量的氟进入人体后,可形成CaF2,CaF2沉着于骨中及软骨组织中,主要破坏钙磷代谢,影响骨骼的正常生长。在人体成长时期,摄入过量的氟,由于新陈代谢旺盛,病症表现多为氟斑牙。而随着时间的推移,到了一定的年龄段时(有的在30岁时)病症表现就比较突出,表现为关节变形疼痛、四肢畸形不能伸展、脊柱弯曲、筋萎缩、行动不便,甚至瘫痪残废丧失劳动能力。
氟中毒是一种慢性的全身性疾病,由于氟对人类健康的影响很大,各国对饮水中氟的最大限量和最低限量都作出了规定,世界卫生组织和美国推荐值为0.7～1.2 mg/L;日本0.8 mg/L;欧盟0.7～1.7 mg/L[6];我国饮用水标准规定适宜含量为0.5～1.0 mg/L。显而易见,人体健康与饮用水的关系甚为密切,优质水是人民身体健康的重要保证,劣质水是人民疾病缠身的根源。为此,必须了解地下水氟的环境地球化学特征,探明区域高氟水的形成、分布和迁移规律。
2 氟的环境地球化学特征
氟是已知元素中电负性最高的,化学性质十分活泼,可与所有的金属形成氟化物,也可以与大多数非金属直接发生反应,因此环境中的氟仅以氟阴离子(F-)存在。氟具有许多重要的环境地球化学特征。一些氟化物常态下具有一定的挥发性,很容易发生迁移转化;同时大多数氟化物具有一定的水溶性,其较强的水溶迁移性使其广泛存在于土壤、水体和动植物体内,当其浓度超过一定的临界浓度时,就会成为生物的有毒污染元素;尤其是在酸性条件下,氟与许多元素,易形成络合物。土壤中氟离子的络合反应对于其生物有效性是十分重要的,因为这种氟络合物不利于氟阴离子的沉淀反应,而有利于土壤中的一些含氟矿物溶解转化;另外土壤胶体和氧化物对氟具有较强的吸附作用。不同土壤对氟的吸附能力差异很大,表现为黄壤>红壤>紫色土>石灰土[4]。氟被土壤胶体及氧化物吸附后活性会降低,是一种固氟过程。但当环境条件发生变化时,如土壤溶液pH值或Na+含量升高,氟还是可以通过解吸重新进入土壤溶液中而成为植物有效态氟,从而增加其活动性;氟的这些特征对其在环境中的迁移、转化及有效性都有重要影响。
土壤中氟的存在形态极为复杂,氟在各种环境介质中所具有的形态在土壤中均可能存在。受景观条件、土壤类型及土壤现状性质等影响,土壤中氟可分为水溶态、可交换态、铁锰氧化物态、有机结合态和残渣态等。其中水溶态氟和可交换态氟对植物、动物、微生物及人类有较高的有效性。水溶态氟主要以离子或络合物形式存在于土壤和水体溶液中的氟,包括 F-、HF-2、H2F-3、H3F-4、AlF
3 区域高氟水的成因分析
地理环境和地质演变造就了地下水氟的来源、分布、富集和转移。天然水中的氟主要来源于含氟矿物,托克托所在区域周围环绕着大青山,蛮汉山等山脉,这些山系中广泛分布有较大面积的酸性花岗岩,在岩石中含有较多的萤石等含氟矿物。在环境地质因素的影响和作用下,这些含氟矿物经历了风化、剥蚀、淋溶等自然演变过程,将氟从这些含氟矿物中分离出来,以离子或化合物的形式进入水体。随着环境地质条件的变迁,又程度不同地影响了水循环的各个阶段或过程,从而影响了氟的存在,迁移和聚集。因此水循环的环境地质条件和水循环的动力因素是地下水氟分布形式,运动和转移过程的主要动因。
3.1 地理环境条件
托克托所在区域是呼包平原的一部分,区域东依蛮汉山,西临大黑河,南濒黄河,北接呼包平原并与大青山延伸接壤,区域东北高西南低,是一个相对较大的构造盆地。由于该区域属阴山--天山纬向构造带,并受新华夏系构造的影响,使盆地的轮廊除受东西向构造的控制外,还受北东南西向构造的控制,在中生代晚期产生拗陷,受喜马拉雅运动的影响,在盆地的边缘产生断折,形成断陷盆地。第三纪末至第四纪初期,在原断裂的基础上,形成阶梯式断裂,接受巨厚的湖积层,冲积湖积层和冲积层沉积,而后形成了这一相对较大的盆地。这种构造盆地是有利于氟素聚集的地理环境。
3.2 干旱气候条件
区域地下水循环的一个重要环节是排泄,而该区域水循环排泄的主要方式是潜水蒸发。由于区域的气候特征为十年九旱,多年平均气温为6.9℃,蒸发量为1 821.7 mm,故气候干旱是潜水蒸发的主要动因之一。随着水循环蒸发的往复更替,同时在其他环境因素的综合作用下,诸如断层的形成等使排泄区域的地下水矿化度不断增高,当然作为参与水循环过程的氟素亦随着聚集或浓缩。
3.3 区域环境条件
水氟来源于含氟矿物,其分布,迁移和聚集要受水循环的环境条件制约,即区域地貌、地质构造和地层岩性等对其起 决定性控制作用。故水氟的分布,迁移和聚集的特性是由其特殊的地质环境造成的。
调查所在区域属山前断陷带,分布有两条北东-南西向的隐伏断层,并将区域分成和林构造台地和大黑河冲湖积平原两个水文地质单元。和林构造台地主要含水层为白垩系砂岩、砂砾岩。含水层埋藏深度受地质构造的影响很大,特别是断层的影响,深度各不相同,在第一断裂带南部为30～100 m,在第一、第二断裂带间200 m深度内白垩系含水层很少。同时含水层水量和水质变化亦有一定的规律性。水量自东向西逐渐变小,矿化度则呈现逐渐变大的趋势。近南部丘陵地带为0.5 g/L,往北增至1.0～1.5 g/L,最高达6.2 g/L;另外水中氟则由东向西随深度增加而增高,在主断层以北的大黑河冲湖积平原为湖相沉积,沉积物颗粒较细,含水层岩性主要为第四系粉砂、粉细砂、淤泥质粉砂等。地下水流动较为缓慢,水质较差且氟含量超标。由于水循环在遇到断层时,其循环的途径必然要受到一定的影响,张性断层有利于水循环,压性断层制约着水循环,因此区域的压性断层对水循环起阻隔作用[3]。正是这种特殊的地质环境条件导致了区域地下水氟素的聚集和浓缩。
4 区域高氟水分布及富集迁移途径
区域高氟水的分布、富集和运动规律主要受区域地形地貌、环境地质构造和气候条件决定的,即氟的富集迁移与环境地质的演变有密切关系。
4.1 高氟水分布状况
在整个调查区域内浅层地下水,大部分水氟含量超标,不宜作为生活饮用水水源。以调查区域内的主要断层为界,高氟水的分布具有明显的区域性。在主要断层以北区域的全新统地层的承压水,其水氟含量几乎超标,只有局部区域,深层水水氟未超标,在主要断层以南的区域白垩系地层的承压水,水氟含量未超标,可作为生活饮用水水源。有些局部区域深层地下水水质良好,是比较理想的改水水源。详见(图1)区域地下承压水氟含量分布图。
4.2 氟的迁移途径
氟的富集迁移与地下水的流动规律有密切的关系。该区域东南部由蛮汉山地及其山前来水补给,形成地下径流,流向为西北向,排泄于沿北部断裂并补给邻区大黑河冲湖积平原的松散含水层。由于这一带补给源水量相对较大,地下水至西南方向排泄。这样在调查区域内有方向不同的地下径流在此相融汇,并排泄下黑、黄两河。详见图2。
由于该区域地势平缓,迳流条件差(T<500 m2/d),有利于氟的富集。该区域地下水埋藏较浅,地下水的动态类型通常为入渗-蒸发或入渗-蒸发、开采型,浅层地下水和非饱和带土体构成了一个相互作用的水文地球化学系统。在该系统中,地下水垂直交替运动比较强烈,土体中的氟化物伴随盐分载体-水,在水盐的垂直交替运动过程中参与淋溶、转移、富集等演变,从而影响浅层地下水中氟的迁移和富集。
可见,区域接受降水和上游地下径流的补给,并挟带来自大青山和蛮汉山等的淋溶矿物特别是含氟矿物进入该区域,并在干燥的气候条件下,不断蒸发和蒸腾进而逐渐浓缩聚集。
5 改水途径与改水对策
为缓解区域内村民长期饮用高氟地下水,患病痛苦的境况,为减少高氟水对村民子孙后代健康的影响,迫切需要进行改水,满足村民正常生活用水的需要。实施改水可提高全民身体素质,可改善村民卫生健康以及村民生活水平;有利于繁荣当地区域经济,促进新农村建设等,具有重要的社会意义。必要的改水途径和切实有效的改水对策是村民喝上洁净符合标准的饮用水,摆脱病痛折磨等的重要保证。为此,针对上述分析,结合托克括区域内的水质状况和水文地质条件,为了改善生活饮用水水源水质,制定并采取了如下改水对策和具体措施。
5.1合理划定供水水源地,并分析模拟水源地水质变化趋势
根据区域水质的分布状况和水文地质条件,确定水质良好,水量丰富的区域,诸如新地梁水源地等,作为村落供水水源地,确定水源地的可开采水量,并进行水量供需平衡分析,制定村落供水的中长期发展计划,依照村落各个时期的供水需求和开采强度模拟预测水源地水质的变化趋势,制定出合理的供水方案,以保证供水水质和水量的稳定。
5.2 实施村落联合供水方式
因区域水质普遍超标,而且水文地质条件比较复杂,寻找改水水源比较困难,故各个村落难以实施单独供水。通过论证比较,供水方式宜采用村落联合集中供水,实行统一管理,统一维护,结合本调查的资料,建议采用新地梁的供水水源地,作为集中供水水源。
5.3 采用回补的方式补充涵养水源
在加强水源保护和监测的同时,应制定切实可行的节水措施,广开水源。由于该区域属于引黄灌区,建议加大利用天然降水适时在水源地蓄积降水或引黄河灌溉水回补水源地,增加水源地水源的补给,涵养水源。
摘要：针对托克托县区域浅层地下水普遍富含氟元素,造成了区域性地方水因性疾病的状况,探讨了长期饮用高氟水对人体健康的影响,结合氟的环境地球化学特征,从该区域所处的地理、气候水文和环境地质条件等方面出发,分析了区域地下水高氟成因,空间分布和聚迁规律等,并提出了解决居民安全饮水问题的途径和对策。
关键词：水质,高氟水,安全饮水
参考文献
[1]水利部牧区水利科学研究所.中国内蒙古托克托县地下水开发计划调查报告[R].1999.
[2]内蒙古水文地质队.内蒙古自治区地下水资源评价[R].2002:25-26.
[3]赵锁志.内蒙古河套地区高氟水成因分析.岩矿测试[A](2007)04-0320-05.
[4]刘征原,郝瑞彬.氟的环境地球化学特征及生物效应[J].唐山师范学院学报,2007,(02).
[5]谢正苗,吴正红.环境中氟化物的迁移转化及其生态效应[J].环境科学进展,1999,(2):41-53.
篇6：母杜柴登煤矿井下水处理工艺研究
关键词：井下废水 水处理 废水回用
中图分类号：TD745.22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（a）-0122-01
矿井水是矿区所采煤层及开拓巷道附近的地下水，有时也含有少量渗入的地表水。由于受到当地地质年代、地质构造、各种煤系伴生矿物成分等因素的影响， 还有流经采煤工作面时带入的煤粉等悬浮颗粒，其污染物成分主要是悬浮物和可溶性无机物。矿井水大量排入环境中给自然环境带来极大危害，而与此同时，煤炭生产过程中需要大量的生产用水。节能减排、废水资源化处理的研究成果将具有极大的环保价值和经济价值。
1 概述
呼吉尔特矿区母杜柴登煤矿由内蒙古鄂尔多斯市伊化矿业有限责任公司负责开发建设，项目位于鄂尔多斯高原的东北部，内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗境内，植被稀疏，为沙漠-半沙漠地区。该煤矿规划井田面积59.59km2，煤炭资源总量为1116.36Mt，设计可采储量为704.51Mt。根据该矿井煤炭资源储量和开采条件，确定矿井生产能力为600万t/年，矿井服务年限78.2年，煤矿配套相应规模选煤厂。
2 井下水处理工艺
2.1 井下水处理水量
伊化矿业有限责任公司母杜柴登煤矿井下水处理后出水全部回用达到回用要求，处理水量450m3/h，达到井下防尘洒水水质要求。
2.2 原水主要污染物指标及处理水水质标准
井下排水中污染物种类较少，主要是采掘过程中混入的煤尘和岩粉，此外还有少量油污及人为活动产生的有机污染物等。由于矿井尚未投产，参照邻近矿井水水质资料。（见表1）
由于矿井井下水浓度高、泥量较大，因此在矿井井下排水处理时应充分考虑原水的影响，采用合理的处理负荷和可靠的排泥措施，保证出水水质符合井下用水标准。（见表2）
2.3 工艺流程介绍
根据处理出水水质要求，全部井下排水必须经过处理，以达到回用水水质标准要求，即需要将原水中悬浮物浓度降低至5mg/L以下。
采用混凝沉淀工艺去除水中的悬浮物，通过投加絮凝剂使水中的细小悬浮颗粒和胶体物絮凝形成粒径大而密实的絮体在沉淀池中泥水分离，使水澄清。絮凝剂采用聚合氯化铝（PAC），并投加聚丙烯酰胺（PAM）作为助凝剂，减少絮凝剂投加量，改善絮凝体结构，促进絮凝沉淀。工艺流程见图1。
絮凝沉淀池出水悬浮物（SS）设计值：SS≤30mg/L，浊度不大于10NTU，特殊情况下不大于20NTU。
絮凝沉淀池出水可以满足排放标准要求，可直接进入循环水池。但水中仍含有较多的细小悬浮物，卫生指标可能不达标，不能满足用水水质要求较高的井下防尘洒水要求，需要进行过滤处理，以去除水中残余的胶体物质，满足井下消防洒水水质要求。
要求滤池出水浊度不大于1NTU，特殊情况下不大于3NTU。
井下排水处理站产生的污泥进行浓缩压滤脱水处理，泥饼掺入原煤中销售。
3 结语
对于高悬浮颗粒的矿井水进行处理时可采用污水及污泥分别处理方式进行。经典处理理论及工艺中“加药->混凝->沉淀”的处理工艺对于矿井水应该是有效的，通过此工艺处理完的废水能够满足一部分生产用水，并实现废水零排放。污泥经脱水处理所形成的泥饼亦可掺入原煤中出售，提高经济效益。
参考文献
[1]陈德芳，浅析温州地区实施中水回用在节能减排工作中的意义[J].科技传播，2010（14）：107-108.
[2]郑艳辉，任友山，司井丹，等.开发利用矿井疏干水是解决缺水地区水资源紧缺的重要途径[J].黑龙江水利科技，2007，35（6）：123-124.
[3]刘霞.陶阳煤矿矿井水深度处理回用技术实践[J].山东煤炭科技，2009（1）：11-12.
[4]陈洪彪，吴庆深.矿井疏干水开发利用可行性研究[J].煤炭技术，2005，24（6）：100.
篇7：高氟地区饮用水除氟工艺研究
氟广泛地存在于地下水中。地下水流经富氟岩矿, 如磷灰石3Ca3 (PO4) 2·CaF2、水晶石Na3ALF3、萤石CaF时, 经过长年的物理、化学作用, 氟由固态迁移入地下水, 一般地下水含氟≤1 m g/L。由于地理、环境、地质构造等因素的影响, 我国部分地区特别是矿区地下水含氟超标, 其含量为1.1~15mg/L不等, 其中以≤10mg/L居多。
1.1 氟的危害
氟和其他元素一样, 过量和不足都对人体健康有害, 过量的氟会导致氟中毒, 表现为以侵犯牙齿和骨骼为主的全身性慢性损害。主要临床表现为氟斑牙和氟骨症。氟斑牙既不美观, 又影响咀嚼及消化功能, 并可导致牙齿过早脱落。氟骨症对骨骼及其他软组织的损害, 可表现为腰、腿及全身关节麻木、疼痛、关节变形、出现弯腰驼背、功能障碍乃至瘫痪、丧失劳动力、生活不能自理。
氟化物可通过简单扩散分布到机体所有组织中, 氟离子也能迅速穿透细胞膜, 分布到骨骼、心肌、肝、皮肤、红细胞。
综上所述, 过量氟化物的长期摄入严重威胁人体健康。
1.2 高氟地下水的现状
天津市涉及高氟水的共有11个区县、110个乡镇、1652个村。在涉及高氟水的1652个村中, 含氟量在1~2mg/L之间的有793个村, 占总数的48%;含氟量在2~5mg/L之间的有859个村, 占总数的52%。农村共有生活机井3 5 1 8眼, 其中高氟区生活机井1375眼。该市涉及高氟水的11个农业区县总人口3 7 2.4 5万, 其中高氟区总人口1 9 3.1 7万、占农业总人口的5 1.8 6%。另外, 有10.95万头大牲畜饮用高氟水。高氟水已严重影响广大农村人民群众的身体健康。
2 处理含氟地下水的意义
地下水作为水资源的重要组成部分, 其开发利用必然会对生态环境产生巨大影响。水资源的价值是其有用性和稀缺性决定的。因此, 加强对有限资源的科学、合理地评价和预测, 包括对地下水资源科学、合理地评价和预测是十分必要的, 已成为水资源可持续利用, 人口、资源、环境和经济社会协调发展的迫切要求。
2.1 经济意义
我国是一个水资源严重短缺的国家, 不仅表现为资源性缺水, 还突出地表现为水质性缺水, 而且地下水资源的污染也越来越严重, 这更加剧了我国水资源短缺的态势。水资源污染的主要原因之一, 是人们长期以来, 受到“环境资源无价值”错误观念的影响, 把水这种资源当作无价值的资源开发利用, 而不计入生产成本。
2.2 社会意义
许多资料表明, 除氟改水控制氟中毒的发生已成为现实。同时为了控制肠道传染病的流行也起到了重要作用。氟中毒病区往往都是贫困地区, 群众长期处于因病致贫, 贫病交加的恶性循环之中, 严重制约农村经济的发展。国家也采取了治因治本的措施, 对含氟地下水的处理与整治, 不仅保护了高氟地区人民的健康, 促进当地经济的发展, 而且也为我国农村实现世界卫生组织提出的“2000年人人享有卫生保健”的规划目标提供了可靠的保障。
2.3 生态意义
地下水水质的好坏不仅取决于其本身的物理性质、化学组成及生物特性, 而且与其具体用途有关。某些地下水对某种用途可能是不合格的, 但对另一种用途可能是优质水。
浅层地下水是重要的水资源。我国北方6流域片平原区地下水平均年可开采量合计为1022.72亿平方米, 约相当两条黄河的年径流量。改善高氟地区地下水的水质, 适当的开发浅层地下水, 进行灌溉, 对农业发展具有深远的意义。
3 目前含氟处理工艺
近二、三十年来, 国内外对含氟水的处理进行了大量的研究, 对除氟工艺及相关的基础理论的研究也取得了一些进展。目前, 含氟水的除氟方法主要有吸附法、电凝聚法、反渗透法、离子交换法、化学沉淀法和混凝沉降法等。这些方法中, 离子交换法费用高, 且对废水水质要求严格;电凝聚法及反渗透法装置复杂, 耗电量大, 因而都极少采用。经常采用的是吸附法、化学沉淀法和混凝沉降法。下面就这几种方法的研究进展情况进行介绍。
3.1 吸附法
用于除氟的常用吸附剂主要有活性氧化铝、斜发沸石、活性氧化镁等, 近年来还报导了氟吸附容量较高的羟基磷灰石、氧化锆等。利用这些吸附剂可将氟质量浓度在10mg/L以下的天然水处理至1.0mg/L以下, 达到饮用水标准。这些吸附剂的基本情况总结于表1。由于吸附剂的吸附容量随原水中氟含量和运行条件的不同会有所变化, 表1列出的为原水氟质量浓度为10mg/L左右和最佳运行条件下的吸附容量变化范围。
吸附法一般将吸附剂装入填充柱, 采用动态吸附方式进行, 操作简便, 除氟效果稳定, 但存在如下缺点。
(1) 吸附剂吸附容量低。由表1可见, 常用的吸附剂如斜发沸石和活性氧化铝的氟吸附量都不大, 在0.06~2.0mg/g之间。用质量分数2%的H2SO4溶液对斜发沸石进行浸泡活化处理, 可提高其氟吸附容量和再生性能。新近报导的羟基磷酸钙的氟吸附量可达3.5mg/g, 活性氧化镁的氟吸附量可达6~14mg/g, 但使用过程中易流失;以稀土氧化锆为主制成的氟吸附剂的吸附容量可高达30mg/g。这些新型的吸附剂虽价格较贵, 但再生处理后, 吸附容量下降比较缓慢, 可反复使用。粉煤灰中含有活性氧化铝, 也可处理含氟水, 可直接往废水里投加, 以废治废, 成本低廉, 缺点是氟吸附量小, 投加量大, 通常每升废水需投加40g~100g才能使出水氟质量浓度达到排放标准, 就近有粉煤灰时才适用。
(2) 处理水量小。当水中氟质量浓度为5 m g/L时, 每千克吸附剂一般只能处理10L~1000L水, 吸附时间一般都在半小时以上。吸附法只适用于处理水量较小场合, 如饮用水的除氟处理, 一般不用于含氟量较高的工业废水的处理。
3.2 化学沉淀法
对于高浓度含氟工业废水, 一般采用钙盐沉淀法处理, 即向废水中投加石灰和可溶性钙盐 (硫酸钙和氯化钙等) 使F-和Ca2+生成CaF2沉淀而除去。
用水溶性较好的CaCl2除氟, 其用量一般也需维持在理论用量的2~5倍。这主要是因为:Ca 2+和F-生成CaF2的反应速度较慢, 达到平衡需较长的时间。为使反应加快, 需加入过量的Ca2+, 使投加的钙盐与水中F-的摩尔比达2倍以上, CaCl2的投加量常高达500~1200mg/L。
3.3 混凝沉降法
铁盐和铝盐是最常用的两类无机混凝剂。据我们的实际工作经验, 对氟质量浓度为20~50mg/L的废水, 铁盐混凝剂的除氟率较低, 在10%~30%之间, 而铝盐混凝剂可达50%~80%。铁盐要达到较高的除氟率, 需配合Ca (OH) 2使用, 最后用酸将pH调至中性才能排放, 工艺复杂。而铝盐则可在接近中性的条件下除氟。铝盐投加到水中后, 利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al (OH) 3 (am) 矾花对F-的配位体交换、物理吸附、卷扫等作用去除水中的氟离子。与钙盐沉淀法相比, 铝盐混凝沉降法具有药剂投加量少、处理水量大、成本低、一次处理后出水即可达到国家排放标准的优点, 适用于工业废水处理。
4 结语
(1) 高氟水对人体的牙齿和骨骼等方面都造成损害, 严重影响广大农村人民群众的身体健康。
(2) 目前存在的针对高氟水的处理方法主要有吸附法、化学沉淀法、混凝沉降法。其中吸附法中的活性氧化铝法具有吸附容量较高, 强度好, 耐磨, 使用寿命长, 性能稳定, 除氟后的水质符合国家规定的卫生标准。
(3) 活性氧化铝的吸附交换容量EW为1.2~2.0mg/g (Ev为960~1600g/m3) 。粒径级配以0.5mm~2.5mm为宜, 滤料不均匀系数K≤2。滤料层厚度宜采用H=700mm~1000mm。接触时间一般以不小于20min为宜, 过滤速度v=2~3m/h。除氟装置的工作周期T, 一般为2h~4h。
(4) 针对1万人的用水进行了工艺方案, 日设计产水量为96m3/d, 高峰时的小时供水量为16m3/h, 除氟池面积为1.6m2, 滤料层厚度宜采用H=1000mm, 除氟器的吸附交换工作时间160h。同时从经济投资上分析人均投资为20.6元即可建设该处理站。
参考文献
[1]杨克敌.环境卫生学[M].北京:人民卫生出版社, 2004.
[2]刘昌汉.地方性氟中毒防治指南[M].北京:人民卫生出版社, 1998.
[3]王五一, 李永华.氟与健康的环境流行病学研究[J].土壤与环境, 2002.
篇8：高氟区地下水水质处理工艺研究
关键词：生活饮用水；消毒工艺；优化
前言：生活饮用水中所含的消毒副产物、无机物、有机物致癌风险经常让人们感到恐惧。如何喝上放心的水早已成为人们和社会所关注的焦点。饮用水的处理工艺也对水质存在这相应的影响。
1饮用水处理工艺
1.1企业供水处理工艺
目前我国的供水企业大多数均采用常规的处理工艺进行对水的处理。其流程为：先对水进行混凝处理，其次进行沉淀作用，然后通过过滤的水资源进行消毒。这种普通的处理工艺程序的目的是为了将水中的大肠杆菌、细菌和无机物以及有机物进行祛除，已达到国际饮用水的卫生标准。
1.2反应池工艺
在常规水的处理中，混凝反应为其中的一种处理办法，强化混凝是指以常规的混凝处理为基础而发展起来的混凝法的升级版。其通过对水源的HP调节，和对金属盐混凝剂的投放量增加这两种方法来更好的对悬浮物和有机物进行祛除，以达到最佳的混凝效果。一般的强化措施包括：絮凝工艺流程、强化颗粒碰撞、絮凝药剂的性能改善等强化[1]。近几年随着学者们对其深入的研究发现，对其造成影响的混凝剂主要有水利条件、温度、混凝剂形态、水体的分布情况和有机物性质以及投药量等。对过滤工艺的强化是指对生物滤料的新研发，使普通石英和生物滤料相结合，强化其普通滤池。强化过滤工艺最常用的有对新冲洗技术的研究和进一步对改性涂料的研发这两种方法。改性涂料指的是在传统的滤料表面通过化学反应附加一层活性氧化物又称其为改性剂，以此来对表面积的滤料进行扩大增加，加强其吸附能力。研究新的冲洗技术指的是通过滤料的冲洗对截污能力的一种保证状态，常用的冲洗方法有气水结合冲洗和气冲洗。
1.3沉淀池工艺
沉淀池工艺是沉淀混凝反应后留下的絮凝体，沉淀的水流方向和时间的长短直接影响絮凝体的沉降效果。一般情况来讲，沉淀池的建筑面积越大或者停留的时间越长其沉淀出的水的水质越好，沉降效果越佳。我国目前情况平流式沉淀池是应用最广泛的，但是由于平流式沉淀的时间较长而且占据了较大面积，导致其越来越不受欢迎。知道一些新工艺的诞生，如高密度沉淀池和水平管沉淀池，水平管沉淀池接近于浅层理论，其方法避免了二次沉淀，提高了沉降效率[2]。
1.4消毒工艺
生活应用水必须经过消毒工序将饮用水中的浮游生物、病毒、大肠杆菌以及对人类健康产生负面影响的有害细菌进行杀灭。消毒工艺是生活饮用水处理工艺的最后一道工序也是至关重要的一个环节。消毒的方法和形式以及消毒剂的选用和用量都直接关系着人类饮用水的指标和人类的身体健康，消毒剂氯氮的运行成本低以及操作简单被我国各个供水厂普遍应用。如今液氮消毒已经被二氧化氮的消毒剂取代，二氧化氮具有更加高效的消毒作用。但是由于其成本高的原因二氧化氮一直没有被广泛应用。如图1，全自动二氧化氯发生器示意图。
2反应池的工艺优化对水质的影响
反应池工艺对水质的影响：一，进水流量稳定时，微涡反应池对亚硝酸盐、氨氮、Mn、Fe以及浊度的去除率高于折板反应；二，进水流量增倍，微涡反应池经过沉淀的水浑浊程度在3NTU以下的时候，板折反应池经过沉淀的浑浊度上升为6.736NTU，微涡球的构造特殊可加强池内的碰撞几率，使池内形成无数涡旋，有利于对絮凝提的沉淀，同时还可以使水流均匀分布，防止短流的情况发生。
3沉淀池的工艺优化对水质的影响
沉淀池工艺对水质的影响：一，原水流量不变，V型水管的沉淀池对耗氧量、亚硝酸盐氮、氨氮、Mn、Fe以及原水的浑浊去除率高于斜管沉淀池；二，原水流量倍增，V型水管的沉淀池对耗氧量、亚硝酸盐氮、氨氮、Mn、Fe以及原水的浑浊去除率明显低于斜管沉淀池。V型水平管能对强大的康复和冲击力、操作弹性大以及产水量进行有效的提高，是目前沉淀池情况而言比较理想的。
4消毒工艺的优化对水质的影响
消毒工艺对水质的影响：一，具备强氧化性的稳定性质的二氧化氮作用在囊藻时，稳定性的为氧化氮与被抑制的叶绿素a二者的投加浓度成正比关系，在24小时内有最佳的抑制效果。由于胁迫增加的氧化所导致的破坏细胞膜从而对正常细胞的生理功能造成影响，使MDA得取值出现了异常；二，当二氧化氯的量在出水厂0.1mg/L-0.06mg/L时，官网末梢水和出水厂中的耐熱大肠菌群、总大肠菌群以及细菌总数均为验出。此现象说明了二氧化氯在低浓度的状态下仍然具有稳定的、持久的杀菌能力[3]。安徽省卫生计生委昨日通报2014年生活饮用水化学处理剂的检测结果，在抽检的5个产品样品中，有4个产品的铅含量不合格，不合格率高达80%。据了解，由于铅在环境中的长期持久性，对许多生命组织有较强的潜在性毒性，所以一直被列为强污染物范围。急性铅中毒的症状为胃疼、头痛、颤抖、神经性烦躁等，严重的可致人事不醒甚至死亡；在很低的浓度下，铅的慢性长期健康效应则表现为影响大脑和神经系统。
结束语：综上所述，我国目前的生活用水的质量堪忧，水是人类生存的源头，人的70%由水组成，水是人类实行可持续发展的重要保证，通过多层工序对水进行处理，以尽量对水的质量进行提高，可以对人类的身体健康情况有一定的保护作用。
参考文献：
[1]陈淑芳.生活饮用水处理工艺优化对水质的影响[D].厦门：华侨大学，2014.
[2]左金龙.饮用水处理技术现状评价及技术集成研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012.
[3]宫志敏，应圣洁，彭春林，等.不同水源水与处理工艺对生活饮用水水质的影响[J].职业与健康，2014，21（16）：3106-3108.
篇9：渝东南岩溶区地下河水质情况调查
中国南方岩溶水天然资源量为1 847亿m3/a,储量极为丰富。据杨立铮等统计研究,仅在广西、贵州、云南、四川和湖南5省(区),枯季流量大于50 L/s的地下河或伏流就有2 836条[1,2,3]。岩溶区地下水与地表水关系密切,地表水污染极易造成地下河的污染。在岩溶区,地下河的水质应当引起重视[4,5]。因此,笔者拟对渝东南岩溶区地下河水质进行调查研究,旨在探讨近年来该区水质现状及造成这种状况的原因。
1 研究区概况
重庆地下河大量发育,利用重庆市1∶20万水文地质图信息,统计出重庆市地下河约380条,总长度逾1 898.43 km。重庆市地下河主要分布在3个主要的构造带:川东褶皱带,川东南褶皱带和大巴山弧形断褶带。本次研究所选取的地下河主要集中在川东南褶皱带的武隆、彭水和涪陵3个地区 (图1)。根据重庆气象站资料,研究区年均温为14 ℃,多年平均降雨量为1 200 mm左右,但降雨时间分布差异较大,多集中在5～9月,占全年降雨量的70%,且多暴雨。这3个地区人类活动以农业为主,地下河水为当地居民的主要饮用水源。
1-沙倒石千 2-洞沟 3-垃圾场出口 4-篮子岭 5-梅子树 6-魏家坝 7-堰塘沟 8-小平村 9-冉家沟 10-双坑 11-尒洞 12-旋坑 13-洞口湾
2 研究方法
对每一条地下河用Multi 350i便携式多参数水质分析仪(德国WTW公司)进行水质现场监测,包括pH、电导率、盐度、溶解氧等基本指标,流速用LS45A型旋杯式流速仪(水利部重庆水文厂)测出,并现场进行取样。在实验室用Optima2100 DV型电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES,美国PerkinElmer公司)测样品的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子,该仪器的系统稳定性为每小时RSD<1%,精密 度相对标准偏差RSD≤0.5%。Cl-用滴定法测定,NO-3、SO
3 结果与分析
对地下河进行水质分析,尤其是对作为居民饮用的地下水进行分析,有利于发现问题及时解决。笔者于2007年10～11月对重庆武隆、彭水和涪陵3个地区的主要地下河进行了全面的调查分析,并将调查结果与我国地下水质量标准(GB/T14848-93) 进行对照,结果发现,大部分取样点存在一定程度的污染。现分别将各个地区的调查情况分析如下。
3.1 武隆水质调查分析
通过表1可以清楚地看到,武隆地下河水基本的化学指标都符合地下水质量标准。但是,仍有少量重金属检出,如Cu、As、Cr,虽然其含量远小于(GB/T14848-93)中的标准,作为饮用水来说是可以的,但也要引起重视,采取措施,防止其浓度继续增加而危害村民的身体健康。3个取样点重金属Sr的含量分别为0.082、0.037、0.131 mg/L,均高于标准含量对锶的限定0.003 mg/L,分别是标准含量的27、12、44倍。天然水中锶的含量增高时可引起大骨节病、锶佝偻病等。因此,相关部门应及时解决高浓度的锶的问题,避免不必要的疾病发生。
注:n.d表示未检出。
3.2 彭水水质调查分析
经调查分析,彭水县靛水地下河主要由3条支流汇集而成。其中,大龙洞地下河出口流量估计达0.1万L/s,是其主要支流。由于无法取到水样,因此无法进行现场监测与室内分析。大龙洞出水处流经地表大约500 m后跌入落水洞,经地下汇入五湖村洞沟,再从上塘口村沙倒石千地下河出口流出汇入乌江。大龙洞地下河水同时也是当地居民的饮用水源,但洞口弥漫着刺鼻的臭味,具体原因有待进一步查明。
由表2可知,靛水地下河pH为7.158～8.410, 符合地下水质量标准规定的6.5～8.5,其中异常值出现在垃圾场出口取样点,为10.322;NO-3浓度在0.187～5.351 mg/L,处于相对低浓度状态;重金属离子Mn2+、Zn2+浓度分别为0.003～0.086和0.003～0.012 mg/L,远低于地下水标准规定的0.05 mg/L。但是,重金属Fe2+在0.058～0.930 mg/L,其中沙倒石千、垃圾场出口和魏家坝3个取样点分别是标准含量的1.24、3.1和2.1倍,处于轻度超标状态;Sr浓度以垃圾场出口含量最高,达1.967 mg/L,超过标准含量656倍,Sr在其他取样点依次分别超标153、185、163、218和116倍。经调查,垃圾渗沥液经地表修建的排污渠道直接排入五湖村洞沟,再经沙倒石千流入乌江。垃圾渗沥液[6]是这条地下河主要的污染源。
如图2所示,在取样点3,也就是新垃圾场出口落水洞,NO-3离子浓度最低,SO2-离子浓度最高。垃圾渗沥液水质不仅与垃圾组成有关,而且随垃圾填埋时间及各阶段垃圾场内分解有很大的变化。早期渗沥液极少,有少量氧气存在,厌氧发酵作用及微生物作用缓慢;过渡期水分达到饱和容量,垃圾渗沥液中的微生物逐渐由好氧型转变为厌氧型,厌氧和缺氧情况下,电子受体自O2转变为NO-3及SO
注:n.d表示未检出。
3.3 涪陵水质调查分析
如表3所示,涪陵各取样点pH为7.84～8.16,符合标准。阴离子浓度普遍高于其他2个地区,如在焦石镇双坑落水洞,Cl-浓度达129.931 mg/L。经调查,该落水洞附近有一榨菜厂,排出的污水是一种高盐污水[7],含钠盐的废水沉淀效果差,故沉淀时间相应延长。很多研究中发现高盐下的污泥特性之一就是无机成分高,沉降速度快,相应沉降时间会减少,但是絮凝性会变坏,所以出水悬浮固体浓度会很高。重金属Mn在双坑落水洞与旋坑2个取样点浓度分别达到0.204和0.128 mg/L,超过标准含量0.05 mg/L,当Mn含量超过0.1 mg/L时水有不良味道。同样在这2个取样点,Fe的含量分别为0.432和0.776 mg/L,是标准含量的1.44和2.55倍,处于轻度超标状态。Zn的含量在0.003～0.014 mg/L,低于标准含量所规定的0.05 mg/L。Sr浓度范围为0.137～0.914 mg/L,远高于标准含量0.003 mg/L,严重超标。重金属As的浓度最高达到了0.005 mg/L,砷的毒性较大,饮用水中砷的含量大于0.01 mg/L时,能麻痹细胞的氧化还原过程,使人容易患血性贫血,并有致癌作用[8]。饮用水中砷的允许含量一般为0.01～0.02 mg/L,超过0.05 mg/L时不能饮用。
注:n.d表示未检出。
4 结 语
本文对渝东南地下河一次采样数据进行了全面分析,旨在探讨该地区地下河的水质现状,分析造成这种现象的原因,避免地下水污染对人体造成危害。一次实验数据不能完全准确地说明渝东南地区地下河的污染状况,但在一定程度上反映了该地区的水质问题,为以后实验分析提供基础资料。经调查我们可以得到以下认识。
(1)武隆、彭水、涪陵3个地区地下河均受到不同程度的污染,但污染来源不同。武隆地下河污染源尚不能确定;彭水地下河主要的污染源是垃圾场,涪陵地下河受榨菜厂污水影响较大。
(2)3个地区地下河水质除个别重金属元素严重超标外,其他离子浓度符合地下水质量标准或轻度超标,水质状况总体一般。
(3)地下河水质的恶化会影响人们的用水安全,对严重超标的重金属元素应积极治理。
摘要：中国南方地下河分布广泛,储量极为丰富,仅在广西、贵州、云南、四川和湖南5省区,枯季流量大于50 L/s的地下河或伏流就有2836条。岩溶地下河的水质是一个应当引起重视的问题。通过调查武隆、彭水和涪陵3个地区的主要地下河,并与我国地下水质量标准(GB/T14848-93)进行对照。结果发现大部分地下河均受到不同程度的污染,地下河的污染会影响到人们正常的饮水安全问题,因此,要引起我们的高度重视。
关键词：渝东南,地下河,水质
参考文献
[1]袁道先.中国岩溶学[M].北京:地质出版社,1993:20-70.
[2]袁道先,蔡桂鸿.岩溶环境学[M].重庆:重庆出版社,1998.
[3]朱永琴,彭先孚.重庆市岩溶地下水的开发与利用[J].中国岩溶,2000,19(2):147-151.
[4]郭芳,姜光辉,裴建国,等.广西主要地下河水质评价及其变化趋势[J].中国岩溶,2002,12(3):195-201.
[5]中国地质科学院岩溶地质研究所.中国岩溶水文地质图说明书[M].北京:中国地图出版社,1992.
[6]李丹丹,郑怀礼,潘云清.絮凝对垃圾渗滤液毒性去除的影响[J].水处理技术,2008,34(2):70-73.
[7]周琦,张万清,苏鸿钧,等.ADC发泡剂高含盐废水污染防治[J].广东化工,2007,34(2):54-56.
[8]李莉,王业辉,孟凡生.饮用水中砷去除技术综述[J].四川环境,2008,27(1):87-90.
【高氟区地下水水质处理工艺研究】相关文章：
稠油污水疑难水质深度处理技术研究09-12
海上油田膜技术水质处理过程的研究进展09-11
地下给水管网防腐处理措施研究09-10
葫芦岛市地下水水质评价12-07
贵阳市地下水水质评价01-08
高氨氮污水生化处理处理工艺研究10-30
采油废水处理工艺研究09-12
电厂化学水处理工艺研究09-12
大河东水库水厂处理工艺研究09-10
印染废水现有处理工艺比较研究09-11