[發(fā)明專利]去除硝酸鹽的可滲透反應(yīng)墻用填充材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210265071.5
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102744041A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李福林;陳學(xué)群;管清花;田志剛;宋玉田;盧超;卜慶偉;林琳;唐漪;袁玉英;劉健
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省水利科學(xué)研究院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/70;C02F1/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水體凈化及水污染防治技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種去除硝酸鹽的可滲透反應(yīng)墻用填充材料及其制備方法。

(二)背景技術(shù)

由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化肥、有機肥等的過量施用，及工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的含氮廢水，長期滲入到地下水中，導(dǎo)致地下水中硝酸鹽含量升高，尤其在地下飲用水水源地，地下水中硝酸鹽氮的含量超標(biāo)，對飲水安全及生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅，嚴重影響了人民群眾的身體健康。

飲用水中含有過量的硝酸鹽會對人體的健康造成嚴重的危害。當(dāng)飲用水中硝酸鹽含量達到90-140mg/L時，就能導(dǎo)致嬰兒高鐵血紅蛋白癥，俗稱藍嬰病，當(dāng)血液中高鐵血紅素的含量達到70％時，即導(dǎo)致窒息而死。人體長期攝取硝酸鹽或亞硝酸鹽，會造成智力下降，兒童長期飲用硝酸鹽或亞硝酸鹽含量高的水，聽覺和視覺的條件反射都會比較遲鈍。

硝酸鹽在水中的溶解性極高，穩(wěn)定性好，難于形成共沉淀或者吸附，傳統(tǒng)的簡單的水處理技術(shù)，如石灰軟化、過濾等工藝都很難除去水中的硝酸鹽。目前，從水中去除硝酸鹽的主要研究方法有氧化還原法、生物反硝化法、離子交換法及電滲透法等，但這些技術(shù)普遍處理成本高，國內(nèi)主要以室內(nèi)試驗研究和抽出處理為主。離子交換法和電滲透法，只是將水中的硝酸鹽氮通過離子交換的方式移除，并不是將其還原成氨氮、亞硝酸鹽或者氮氣，實質(zhì)上并沒有達到根本去除的效果；電滲透法在操作上非常復(fù)雜，所需成本較高，實用性較差，生物反硝化法需要新的碳源，且需要在厭氧的情況下才能達到試驗要求，有氧情況下容易生成亞硝酸鹽，反應(yīng)條件控制要求嚴格，野外試驗難以達到。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種成本低廉、制備方法簡單、去除效果顯著、高效、經(jīng)濟、環(huán)保的去除硝酸鹽的可滲透反應(yīng)墻用填充材料及其制備方法。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

去除硝酸鹽的可滲透反應(yīng)墻用填充材料，包括以下原料組成：預(yù)處理的鐵粉、活性炭及粗砂，預(yù)處理的鐵粉、活性炭及粗砂的體積比為3∶1∶6。

預(yù)處理的鐵粉粒徑為0.45-0.5mm、活性炭粒徑為1.7-2mm、粗砂粒徑為0.25-2mm。

預(yù)處理的鐵粉的成分含量為：Fe為96.5％、C為0.05％、S為0.06％，其余為雜質(zhì)。

預(yù)處理的鐵粉的制備方法包括酸洗處理方法或水洗處理方法。

酸洗處理方法為：將Fe⁰鐵粉放入pH值為2-4的0.005-0.00005mol/l的硫酸溶液或者1mol/l的鹽酸溶液中浸泡1小時后，用干凈的去離子水沖洗三遍，通風(fēng)晾曬12小時后，F(xiàn)e⁰鐵粉由原來的黑灰色逐漸變?yōu)檩^為蓬松的紅褐色時即得預(yù)處理的鐵粉。

水洗處理方法為：在溫度為-10℃-30℃、通風(fēng)條件良好的情況下，將Fe⁰鐵粉和活性炭以體積比3∶1的比例混合后置入去離子水中浸泡，F(xiàn)e⁰鐵粉和活性炭在30min后形成電解反應(yīng)，以Fe⁰鐵粉和活性炭作為原電池兩極，去離子水作為電解質(zhì)溶液，活性炭使Fe⁰鐵粉在1-2天時間內(nèi)快速反應(yīng)變?yōu)楹诨疑吹妙A(yù)處理的鐵粉。

該去除硝酸鹽的可滲透反應(yīng)墻用填充材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)預(yù)處理的鐵粉的制備方法：采用如下步驟a或步驟b制得：

a、酸洗處理方法為：將Fe⁰鐵粉放入pH值為2-4的0.005-0.00005mol/l的硫酸溶液或者1mol/l的鹽酸溶液中浸泡1小時后，用干凈的去離子水沖洗三遍，通風(fēng)晾曬12小時后，F(xiàn)e⁰鐵粉由原來的黑灰色逐漸變?yōu)檩^為蓬松的紅褐色時即得預(yù)處理的鐵粉；

b、水洗處理方法為：在溫度為-10℃-30℃、通風(fēng)條件良好的情況下，將Fe⁰鐵粉和活性炭以體積比3∶1的比例混合后置入去離子水中浸泡，F(xiàn)e⁰鐵粉和活性炭在30min后形成電解反應(yīng)，以Fe⁰鐵粉和活性炭作為原電池兩極，去離子水作為電解質(zhì)溶液，活性炭使Fe⁰鐵粉在1-2天時間內(nèi)快速反應(yīng)變?yōu)楹诨疑吹妙A(yù)處理的鐵粉；

(2)將經(jīng)過預(yù)處理的鐵粉、活性炭及粗砂按照體積比3∶1∶6的比例置入攪拌裝置，通過攪拌裝置充分攪拌混合均勻后，即得該去除硝酸鹽的可滲透反應(yīng)墻用填充材料。