一种新型地下水重金属去除装置设计与探讨

靳斌斌

摘 要：本设计公开了一种新型地下水重金属去除装置及工艺系统，主要有搅拌池、混合絮凝池、斜管沉淀池、离子交换反应池和膜蒸馏反应池，以及太阳能加热系统和冷却循环系统。首先，该系统解决了重金属去除率低、成本高、选择性不强等问题，它通过采用膜蒸馏和离子交换技术，可以使重金属浓度迅速降低到微克水平，实现重金属99%的去除。其次，该系统通过采用改性氨基酸树脂，增强了去除重金属的选择性，提高了目标重金属的回收与利用。最后，该系统通过利用太阳能这一清洁能源，降低了处理成本，结合改性氨基酸树脂重复利用性的提高，进一步节约了成本。

关键词：重金属;离子交换;膜蒸馏;太阳能系统

中图分类号：X523 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）11-077-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.11.026

进入21世纪以来，随着我国城市化进程的加快和工业的迅速发展，特别是矿产资源的开采和冶金等环节的不断推进，重金属对矿区地下水的污染日益严重，污染程度不断加剧，污染范围逐年扩大。矿区地下水重金属污染物主要有Pb、Cr、As、Ni、Hg、Cu、Zn等，重金属污染突发事件有一定的不可预见性和不可控制性，对人民健康、生态环境及社会安全构成了严重威胁[1]。

总体来说，国内外很多专题文献中都讨论了重金属去除过程的工程学问题以及它们的优缺点：氢氧化物沉淀方法简单，可以产生足够低的重金属浓度而被广泛使用[2];吸附/吸收作用过程简单[3]，但并不能总是提供充分的选择性，其尾液需进一步处理;电化学方法[4]、膜分离技术[5]和溶剂萃取[6]总是被应用于冶金制造等工业行业中，而不适用于相对稀释的大量污染地下水。……