[發(fā)明專利]一種修復(fù)地下水硝酸鹽氮污染的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010144839.4
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN101805065A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金朝暉;李鐵龍;夏宏彩;安毅
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F101/16;C02F103/06
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種修復(fù)地下水硝酸鹽氮污染的方法。具體地說是利用納米Fe/Cu的化學(xué)還原作用和反硝化菌(Alcaligenes?eutrophus)的反硝化作用共同去除地下水硝酸鹽氮的方法。

背景技術(shù)

硝酸鹽氮主要來源于居民生活污水與垃圾糞便、化肥、工業(yè)廢水、大氣氮氧化合物干濕沉降以及污水灌溉等。鑒于目前人類許多疾病的發(fā)生都與硝酸鹽氮的污染密切相關(guān)，如癌癥、高鐵血紅蛋白癥、淋巴瘤等等，因此，開展地下水中硝酸鹽氮修復(fù)技術(shù)的研究越來越受到關(guān)注。

目前國內(nèi)外用于硝酸鹽氮修復(fù)的技術(shù)主要有生物反硝化、離子交換、反滲透和化學(xué)還原等；其中離子交換和反滲透等物理化學(xué)方法不僅成本高而且難以達(dá)到真正去除污染物的目的，只是一定程度上，對污染物進(jìn)行了簡單的相轉(zhuǎn)移或濃縮；化學(xué)還原法，主要通過投加試劑與污染物發(fā)生反應(yīng)，盡管可以達(dá)到完全去除污染物的目的，但是易造成二次污染。有工作證明雙金屬納米Fe/Cu可快速還原地下水中的硝酸鹽氮，但是其產(chǎn)物主要為氨氮，只有較小部分硝酸鹽氮被轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻Ａ硗猓罅垦芯勘砻鳎锓聪趸夹g(shù)可以很好地用于地下水硝酸鹽氮的修復(fù)，并且氨氮生成比例較低，但是也存在著許多問題，諸如，異養(yǎng)反硝化易造成有機(jī)質(zhì)殘留，引起地下水含水層堵塞；而自養(yǎng)反硝化通常采用H₂作為電子供體，但是由于H₂易燃易爆的特性也使得操作過程中難度增大，成本提高。由此可見，上述多種修復(fù)技術(shù)，如果單獨(dú)使用處理地下水硝酸鹽氮，均存在一定程度上的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種修復(fù)地下水硝酸鹽氮污染的方法，該方法不僅能夠快速降解硝酸鹽氮，而且又能使得產(chǎn)物氨氮生成比例降低，是一種低本高效的處理方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種修復(fù)地下水硝酸鹽氮污染的方法，該方法包括以下步驟：

(1)納米Fe⁰粒子的制備

將FeSO₄·7H₂O溶于PEG-4000為分散劑的乙醇-水體系中，通入氬氣除氧，然后加入KBH₄的水溶液，邊滴加邊攪拌，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌反應(yīng)40～60min，得到黑色的納米Fe⁰溶液；用磁選法選出納米Fe⁰粒子，用脫氧去離子水洗滌；

(2)納米Fe/Cu粒子的制備

將CuSO₄·5H₂O的水溶液加入到納米Fe⁰粒子中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)制備納米Fe/Cu粒子；

(3)反應(yīng)液的制備

在反硝化菌菌液和培養(yǎng)液中加入去離子水稀釋制備反應(yīng)液；

(4)反應(yīng)體系的制備

將反應(yīng)液脫氧后導(dǎo)入到納米Fe/Cu粒子中制備反應(yīng)體系，納米Fe/Cu粒子的濃度為0.4～0.7g/L；

(5)振蕩反應(yīng)

在反應(yīng)體系中加入含有硝酸鹽氮的地下水，濃度控制在30～70mg/L，調(diào)節(jié)pH為6.5～8.6，溫度控制在30℃和轉(zhuǎn)速控制在140～160rpm，密封并進(jìn)行振蕩反應(yīng)。

而且，所述的FeSO₄·7H₂O和PEG-4000質(zhì)量比為1∶2～2∶1。

而且，所述的乙醇-水體系中，乙醇和水體積比為1∶4～2∶5。

而且，所述的FeSO₄·7H₂O和KBH₄摩爾比為1∶5～2∶5。

而且，所述的納米Fe/Cu粒子的Cu負(fù)載量質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1～20％。

而且，所述的反硝化菌菌液、培養(yǎng)液和去離子水體積比為2∶1∶13～7∶2∶13，反硝化菌菌其中反硝化菌菌液OD₄₂₀為0.0027～0.0058。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：

本發(fā)明工藝所需設(shè)備簡單，操作方便，能快速去除地下水中的硝酸鹽氮，并且氨氮生成比例較低，收到了低成本高效的處理效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明和其他單獨(dú)技術(shù)去除水中硝酸鹽氮效果比較圖；

圖3為本發(fā)明和其他單獨(dú)技術(shù)去除硝酸鹽氮后氨氮的生成情況；

圖4為本發(fā)明在納米Fe/Cu不同銅負(fù)載量條件下去除硝酸鹽氮效果比較圖；

圖5為本發(fā)明在納米Fe/Cu不同銅負(fù)載量條件下去除硝酸鹽氮后氨氮生成情況；

圖6為本發(fā)明和其他聯(lián)合技術(shù)去除水中硝酸鹽氮效果比較圖；