[發(fā)明專利]用于污染地下水生物修復的緩釋碳源材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110423562.3
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102491497A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 阮曉紅;朱曉明;尹琳;李明
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污染地下水生物修復技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到用于污染地下水生物修復的緩釋碳源材料及其制備方法。

背景技術(shù)

受環(huán)境水體排放的污染物種類和數(shù)量不斷增加的影響，地下水中無機污染、有機污染和重金屬污染程度和污染面積呈逐年累積擴大趨勢。目前，地下水是國內(nèi)外一些城鎮(zhèn)的主要飲用水來源之一，而飲用受污染的地下水會對人體產(chǎn)生直接的致命危害或間接的傷害。

目前常用的地下水修復方法從技術(shù)原理上可以分為生物修復和物理化學處理方法兩種。物理化學修復方法雖然修復效率高，但技術(shù)成本高、工藝復雜、處理能力有限；而生物修復方法以其高效低耗、運行費用低、操作簡便、顯著的環(huán)境修復效應等優(yōu)點正越來越受到廣泛關(guān)注。

地下水生物修復方法主要通過向受無機污染、有機污染或重金屬污染等影響的含水層中補充微生物新陳代謝所需碳源和微量營養(yǎng)元素，在好氧或缺厭氧條件下利用土著微生物或者外來投加高效優(yōu)勢菌來去除或降解污染物。然而，常規(guī)方法補充的碳源（如乙醇、乙酸、葡萄糖、檸檬酸及其鹽、琥珀酸、果糖等）在地下水水動力場條件下極易流失，投加其他碳源（如樹皮、秸稈、木屑等）又存在著水質(zhì)二次污染、易堵塞、碳源不可控等不足之處。這些方法和碳源投加方式不能持續(xù)、穩(wěn)定的供給和補充微生物新陳代謝所需的碳源和微量營養(yǎng)元素，大大影響了地下水生物修復的效果和持續(xù)性。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有地下水生物修復方法中碳源補充方式的不足和缺點，本發(fā)明提供用于污染地下水生物修復的緩釋碳源材料及其制備方法，該材料采用生物相容性好的碳源原料、營養(yǎng)元素和多成分無機交結(jié)原料復合配方，采用了內(nèi)核和外殼雙層控釋、均勻球型造粒技術(shù)，具有緩慢釋碳、水阻系數(shù)小、生物相容性好、幾乎不短流無繞流等技術(shù)優(yōu)勢，該材料適用于受無機污染物、有機污染物或重金屬污染的地下水，使用方法為投加到生物反應器、地下水修復井或滲透墻中，配合微生物使用達到去除地下水污染物的目的。。

技術(shù)方案

發(fā)明原理：利用釋碳原料和營養(yǎng)原料供給和補充微生物新陳代謝所需的碳源和微量營養(yǎng)元素，多成分無機交結(jié)原料復合配方（塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料）控制緩釋速率和滿足材料機械強度，可滿足地下水生物修復技術(shù)對碳源和營養(yǎng)元素的穩(wěn)定持續(xù)供給需求，同時還具有經(jīng)濟可行，安全無污染的環(huán)境友好優(yōu)勢。

用于污染地下水生物修復的緩釋碳源材料，其包括內(nèi)核、包覆所述內(nèi)核的外殼；所述內(nèi)核組成材料為占內(nèi)核質(zhì)量百分比為40~86%的釋碳原料、1~25%的營養(yǎng)原料、5~45%的塑性粘結(jié)原料、5~20%的高滲透性原料，余量為水；所述外殼組成材料為占外殼質(zhì)量百分比為10~40%的釋碳原料、1~10%的營養(yǎng)原料、20~80%的塑性粘結(jié)原料、0~40%的高滲透性原料，余量為水。

所述釋碳原料主要為微生物提供新陳代謝所需的碳源，包括玉米淀粉、小麥淀粉、甘蔗渣中的一種或兩種以上混合。

所述營養(yǎng)原料主要為微生物提供新陳代謝所需的微量營養(yǎng)元素，包括EDTA·2Na、KH₂PO₄、ZnSO₄·7H₂O、CaCl₂·2H₂O、FeSO₄·7H₂O、CuSO₄·5H₂O、CoCl₂·6H₂O、MnCl₂·4H₂O、(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O中的兩種或兩種以上組合。

所述塑性粘結(jié)原料主要起到粘結(jié)所有原料，造粒成球的作用，包括普通硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥、粉煤灰、凹凸棒石、蒙脫石或高嶺土中的一種或兩種以上混合。

所述高滲透性原料可使碳源緩釋球形材料內(nèi)部通過微孔結(jié)構(gòu)與外部相互聯(lián)通，具有一定的滲透率，從而控制碳源的釋碳速率，包括硅藻土、粉煤灰、活性炭或50～125目細石英砂中的一種或兩種以上混合。

所述用于污染地下水生物修復的碳源緩釋材料的外徑為0.6cm-4.5cm。

用于污染地下水生物修復的緩釋碳源材料的制備方法，其步驟為：

（1）除高滲透性原料之外的釋碳原料、營養(yǎng)原料、塑性粘結(jié)原料全部粉碎至150～200目備用；