[發(fā)明專利]串聯(lián)式淺層地下水中氧化性污染物的去除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310338440.3
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103359895A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張彥浩;張志斌;鄒彥江;孫翠珍;王猛
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 王書剛

1.一種串聯(lián)式淺層地下水中氧化性污染物的去除方法，通過構(gòu)建三個串聯(lián)的修復(fù)區(qū)實現(xiàn)，其特征是：

（1）構(gòu)建異養(yǎng)生物修復(fù)區(qū)：

在地下水水流的來水方向構(gòu)建異養(yǎng)生物修復(fù)區(qū)，該修復(fù)區(qū)內(nèi)填充有能夠緩慢釋放碳源的改性棉花桿粉碎體，其碳源釋放速度緩慢且穩(wěn)定，既能為微生物反硝化緩慢地提供碳源，又作為微生物生長的載體，碳源的緩慢釋放雖然降低了異養(yǎng)反硝化速率，但避免了因溶解性碳源過量釋放而造成的水體二次污染；在異養(yǎng)生物修復(fù)區(qū)的進水處設(shè)立第一分隔墻，第一分隔墻的下部設(shè)置進水洞，在異養(yǎng)生物修復(fù)分區(qū)的中間位置設(shè)立第一中間隔墻，第一中間隔墻的上部設(shè)置過水洞；進水水流經(jīng)第一分隔墻由下向上流經(jīng)前部填料區(qū)，再經(jīng)第一中間隔墻由上向下流過后部填料區(qū)，確保水流在異養(yǎng)生物修復(fù)分區(qū)有足夠的水力停留時間，污染地下水流經(jīng)填料區(qū)的修復(fù)過程中，填料外的生物膜利用填料本身緩慢釋放的碳源，將水體中的硝酸鹽還原為氮氣，同時產(chǎn)生無機碳源；

（2）構(gòu)建零價鐵還原及氫自養(yǎng)還原聯(lián)合修復(fù)區(qū)：

在異養(yǎng)生物修復(fù)區(qū)之后，建立零價鐵還原及氫自養(yǎng)還原聯(lián)合修復(fù)區(qū)，在兩個修復(fù)區(qū)之間設(shè)立第二分隔墻，第二分隔墻的下部設(shè)置過水洞；聯(lián)合修復(fù)區(qū)的中間位置設(shè)立第二中間隔墻，通過第二中間隔墻將聯(lián)合修復(fù)區(qū)分為第一隔室和第二隔室，第二中間隔墻的上部設(shè)置過水洞，聯(lián)合修復(fù)區(qū)內(nèi)裝填納米鐵復(fù)合填料和PE多孔填料球兩種混和填料，兩種填料的裝填體積比為1:1-1:3，納米鐵復(fù)合填料為立方體型，邊長為1cm-3cm，PE多孔填料球的直徑為1cm-3cm；納米鐵復(fù)合填料是利用PE纖維多孔編織物為載體，利用液相還原法負載納米零價鐵和納米銅，負載納米鐵二元金屬體系能夠保持納米材料的固有特性而且能夠增強納米材料的穩(wěn)定性，防止納米鐵聚集，提高回收率和重復(fù)利用率，納米鐵復(fù)合填料和PE多孔填料球密度相當，形成混床不會造成明顯分層；異養(yǎng)生物修復(fù)分區(qū)過來的進水經(jīng)第二分隔墻由下向上通過第一隔室，再經(jīng)第二中間隔墻由上向下通過第二隔室；在地下水流經(jīng)填料區(qū)的過程中，納米鐵復(fù)合填料利用零價鐵的還原作用，將進水中的高價無機金屬離子還原為低價態(tài)，降低其毒性，同時降解過程產(chǎn)生H₂及OH^-，還原后的金屬離子更容易形成金屬氫氧化物固體沉淀物；同時，納米鐵復(fù)合填料及PE多孔填料球表面生長氫自養(yǎng)微生物，氫自養(yǎng)生物膜進行生物還原作用進一步還原降解水體中的氧化性污染物；自養(yǎng)微生物呼吸作用所需的電子供體由氫氣提供，電子受體為被還原物質(zhì)，所需碳源由異養(yǎng)生物修復(fù)區(qū)產(chǎn)生的CO₂補充；?

（3）構(gòu)建植物生態(tài)凈化修復(fù)區(qū)：

在聯(lián)合修復(fù)區(qū)之后構(gòu)建植物生態(tài)凈化修復(fù)區(qū)，兩個修復(fù)區(qū)之間設(shè)立第三分隔墻，第三分隔墻的下部設(shè)置過水洞，在該修復(fù)區(qū)的地表面種植根系發(fā)達的速生喬木，利用喬木根系對營養(yǎng)的吸收利用作用，將經(jīng)過前兩個修復(fù)區(qū)處理過的地下水中低含量的營養(yǎng)鹽進一步吸收利用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式淺層地下水中氧化性污染物的去除方法，其特征是：所述改性棉花桿粉碎體的改性過程是：先將棉花桿粉碎成0.2cm-0.5cm的粉碎體，再采用微波輻射處理，微波的頻率為2400MHZ-2800MHZ，微波的功率為800W-1100W，輻射處理的時間為10分鐘-20分鐘。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式淺層地下水中氧化性污染物的去除方法，其特征是：所述通過超聲改性過程為：先將棉花桿粉碎成0.2cm-0.5cm的棉花桿粉碎體，然后將其浸泡在水溫為20-40℃的水中，置于超聲波發(fā)生器中，在功率300W-500W、頻率25KHZ-30KHZ的超聲波條件下超聲震蕩10分鐘-20分鐘。