[發明專利]用于地下水氮污染修復技術的復合材料制備方法

無效

• 申請號: 201110067564.3
• 申請日: 2011-03-21
• 公開（公告）號: CN102689983A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 楊帆;王鶴立
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(北京)
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種地下水氮污染修復技術的復合材料的制備方法，它屬于地下水污染修復技術領域，可用于地下水氮污染的原位及異位生物修復技術。

背景技術：

地球上適于飲用的淡水水源中68％是地下水，約占世界50％的人口以地下水為飲用水源。然而，無論是在工業發達國家還是發展中國家，由于包括農村地區大量化肥和農藥的施用、地表污、廢水通過河道滲漏污染地下水、生活污水及糞便的排放及滲漏、工業廢水的排放及滲漏、固體廢棄物的淋濾下滲、大氣氮氧化合物干濕沉降、污水的不合理回灌以及地下水的超量開采等問題，地下水中硝酸鹽氮濃度呈上升趨勢；另一方面，地下水中氨氧化細菌無法將氨氮全部轉化成硝酸鹽氮而常常使地下水遭受氨氮污染。總之，地下水中的氮污染已成為一個重要的環境問題。

目前，地下水硝酸鹽氮污染的修復方法主要有物理化學修復技術、化學修復技術和生物修復技術。雖然技術眾多，但這些方法在實際應用中還各有局限：物理化學修復技術主要有電滲析法、反滲透法、蒸餾法、離子交換法等，這些方法均是將硝酸鹽集中于介質或廢液中，只是發生了硝酸鹽污染的轉移和濃縮，不能將硝酸鹽轉化為無害物質，且效率低、選擇性差、投資高、操作費用高?；瘜W修復技術包括活潑金屬還原法和催化加氫法，這兩種方法存在的問題是在將硝酸根還原為氮氣分子的同時，一部分硝酸根被還原為銨離子，仍存在氨氮污染問題。從徹底消除地下水中硝酸鹽污染和降低脫硝成本這兩個方面考慮，生物反硝化方法是目前已投入使用的最經濟有效的方法，其不足之處是出水中常含有生物固體和溶解性的有機物(如外加碳源)。地下水氨氮污染修復方法主要是物理化學修復技術，通過沸石的離子交換性能和吸附性能對氨氮進行去除，且將氨氮與硝酸鹽氮同時去除的研究鮮有報道。

發明內容：

本發明針對現有地下水除氮技術的不足，提供了用于地下水氮污染修復技術的復合材料制備方法，包括：

1)利用反相乳液法(油包水)先將乳化劑滴入油相中，攪拌十分鐘左右，在高聚物溶液中加入沸石粉末，高聚物溶液的質量濃度為5％左右，攪拌，將充分混合的溶液在不斷攪拌下滴入油相，持續攪拌10～30min，轉速控制在100～400r/min之間，真空泵抽濾，得到的固體粉末用無水乙醇洗滌，再抽濾，得到球狀顆粒。其中主要組分質量配比如下：

2)將碳源物質配制成質量濃度為10～90％不等的溶液，將上述球狀顆粒浸潤于碳源溶液中，待干燥后即得該復合材料。其中主要組分質量配比如下：

碳源物質溶液??6～90％

球狀顆粒??????10～40％

本發明所述的沸石粉未選自斜發沸石、鈣沸石、鈉沸石中的一種。高聚物選自殼聚糖、明膠中的一種。碳源物質可由葡萄糖、蔗糖、乙醇、乙酸、甲醇等的一種或多種組成。乳化劑選自甘油酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯中的一種。油相選自食用油。

本發明的有益效果：

本發明提出的復合材料一方面可以為反硝化細菌提供緩釋碳源，提高反硝化反應效率，解決地下水硝酸鹽生物修復技術碳源不足的問題，同時可避免外加碳源帶來的二次污染；另一方面該復合材料可以吸附去除地下水中的氨氮，可以同時對地下水中的硝酸鹽氮和氨氮進行去除，減少了地下水氮污染的去除步驟，方法簡單易行。

具體實施方式：

為更好地理解本發明，下面結合實施例對本發明進一步說明，但本發明要求保護的范圍不局限于實施例所闡述的范圍。

1)制備球狀顆粒。

主要組分質量：山梨糖醇酐脂肪酸酯2份，殼聚糖溶液9份(含殼聚糖0.5份)，斜發沸石粉未4份，食用油85份。

先通過反相乳液法(油包水)將山梨糖醇酐脂肪酸酯滴入食用油中，攪拌十分鐘左右，在殼聚糖溶液中加入斜發沸石粉末，攪拌，將充分混合的溶液在不斷攪拌下滴入食用油中，持續攪拌30min，轉速400r/min，真空泵抽濾，得到的固體粉末用無水乙醇洗滌，再抽濾，得到球狀顆粒。

2)主要組分體積：球狀顆粒25份，葡萄糖溶液75份。

將葡萄糖配制成質量濃度為70％的溶液，將球狀顆粒浸潤于該葡萄糖溶液中，待干燥后即得該復合材料。