[發明專利]一種采用納米技術修復巖層環境污染的裝置及應用

有效

• 申請號: 201310168371.6
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN104140153A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 趙學民
• 申請（專利權）人: 趙學民
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F1/72;C02F1/00;C02F3/00;B09C1/08;B09C1/10
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 章鳴玉

技術領域

本發明涉及一種土壤以及地下水污染處理修復領域，尤其涉及一種使用含有單種或者多種反應氣體,且反應氣體以納米氣泡形式存在于飽和液體中的應用于修復巖層環境有機物和重金屬污染的處理裝置及其應用處理方法。

背景技術

隨著我國城市化，工業化進程的加快，以及經濟的快速發展，工業生產對周圍環境的污染也日益嚴重，尤其是對于土壤以及地下水的污染，更有著從城市向農村發展的嚴峻形式，數據顯示：我國已經有2000萬公頃耕地受到重金屬污染，其中受到礦區污染的達到200萬公頃，受到石油污染的達到500萬公頃，工業三廢污染的達到1000萬公頃，固體廢棄物堆放污染的達到5萬公頃，而污水灌溉污染農田的面積達到330萬公頃。

因此，從源頭抓起，我國城市工業污染土壤的修復相對比農村污染土壤修復而言更為迫切，目前我國污染土壤主要來源包括：重金屬污染，持續性有機污染物（POPs）污染，有機污染為主的石油、化工、焦化等污染場地，以及電子廢棄物處理污染場地。

另外，我國城市和農村的地下水污染形勢也不容樂觀。目前我國地下水開采總量已占總供水量的18%，北方地區65%的生活用水、50%的工業用水和33%的農業灌溉用水來自地下水。全國657個城市中，有400多個以地下水為飲用水源。但是調查顯示部分地區地下水超采嚴重，水位持續下降；一些地區城市污水、生活垃圾和工業廢棄物污液以及化肥農藥等滲漏滲透，造成地下水環境質量惡化、污染問題日益突出，給人民群眾生產生活造成嚴重影響。國內也發生了多起地下水污染影響居民生活健康和安全的事故。

隨著通過我國《土壤污染“十二五”規劃》以及《全國地下水污染防治規劃（2011—2020年）》等相關的法律法規，我國對于土壤污染以及地下水污染的修復與控制提上了日程。為此，能夠有效地，節能環保的土壤以及地下水修復技術在我國面臨著巨大的市場需求。

目前的對于地下水的修復存在有多種技術存在，如：抽出處理技術、監測天然衰減技術、原位修復技術。其中原位修復技術由于成本較低，對環境影響小等因素，是目前地下水修復較為普遍的應用技術。

而目前的原位修復法主要包括原位化學修復技術，傳統的地下水抽取技術，以及強化生物修復技術。其中：

1.原位化學修復技術包括原位還原修復技術以及原位氧化修復技術，主要是通過向土壤或者地下水中注入氧化劑或者還原劑達到分解有機污染物的目的，如向污染土壤和地下水中加入過氧化氫或者臭氧作為氧化劑。

原位化學修復技術相對可靠，周期短，但是成本相對較高。

2.抽水處理法是傳統的地下水修復技術，主要是通過設計合理的抽水井和地下水流場，形成包含整個地下水污染羽狀體的截獲區，不斷地抽取地下水，使得污染暈以及污染程度逐步降低。

但該技術存在處理不徹底的缺點。

3.生物強化技術主要是在生物修復技術的基礎上，通過為微生物的生長以及降解作用改善環境，提供足量的電子受/供體，以及營養鹽等，提高為生物的代謝作用以及降解水平，從而達到更高效率的降解土壤以及地下水中污染物的目的。

目前國內對于生物強化修復技術，尤其是微納米技術在污染土壤以及地下水修復上的應用，已經展開了相關的研究，如江浩與吳濤（2011）的微納米曝氣技術在水環境治理方面的應用，楊麗等（2012）的關于微納米氣泡特性及在環境污染控制中的應用等研究。

值得一提的是申請號為201210041355.6的發明專利申請，該旨在提供一種用微納米氣泡對地下污染水強化原位修復的技術以及系統，該發明申請通過向設在上游的注水井注入微納米氣泡（大小定義為100nm-0.2mm）以及營養鹽為污染物降解或為微生物持續補充電子受/供體，從而起到強化生物反應的作用，通過抽水井抽水，形成地下水的流場，另外設檢測井，借以檢測污染物的分解程度，調節曝氣裝置相關指標，以及水流等。該專利很好的認識到了微納米氣泡的供氧效果好，持續時間長，影響范圍大，能夠彌補自然降解和生物通風等常規生物修復技術的不足，還具備成本低，節能高效等優點。

但是，該專利內的相關措施和手段在生物強化技術領域也均屬標準的、通用的手段，而且該專利還具有以下的局限性：

1.該專利使用的是傳統曝氣辦法產生的微納米氣泡（大小定義為100nm-0.2mm），而非納米氣泡，根據美國US2007/0286795A1號專利，所產生的納米氣泡一般在幾十到幾百納米之間，而納米氣泡在相關的性能上比微納米氣泡要好的多。

2.該專利明確指出主要針對不同的有機污染物有修復作用，而忽略了地下水和土壤中的重金屬部分。