[發明專利]串聯式淺層地下水中氧化性污染物的去除方法

有效

• 申請號: 201310338440.3
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103359895A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 張彥浩;張志斌;鄒彥江;孫翠珍;王猛
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 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所 37224
• 代理人: 王書剛

技術領域

本發明涉及一種用于去除淺層地下水中氧化性污染物、改善淺層地下水水質的方法，屬于地下水修復技術領域。

背景技術

地下水是水資源重要的組成部分，維持中國近70%的人口飲用水和40%的農田灌溉。由于化肥施用、污水灌溉、垃圾糞便、工業廢水排放等，在自然條件下，排放物經降水淋溶分解后形成硝酸鹽及重金屬離子等污染物，流入河、湖并滲入地下，從而造成地下水的硝酸鹽及重金屬等氧化性污染物污染。中國約有一半城市市區的地下水污染嚴重,地下水水質呈下降趨勢,全國約有7000萬人仍在飲用不符合飲用標準的地下水。

針對地下水中的氧化性污染物如硝酸鹽和高價重金屬離子，目前研究和應用最多的處理技術有物理分離法、化學還原法、生物法。物理化學法如離子交換、反滲透、電滲析等，這些方法處理效果好，是美國EPA推薦的最佳可行技術，但其需將地下水泵取，然后在地上進行處理，占地面積大，裝置復雜，技術成本高，處理后產生的濃縮廢液還需要進一步處理，存在二次污染問題；原位地下滲透墻技術往往采用納米鐵為主要還原材料，利用納米鐵粒徑小，比表面積大，表面活性高，將其制成漿料直接注入污染的地下水中，能夠實現對污染物的快速降解。然而，納米粒子微小的尺寸和極高的表面能使其在水體中易于團聚，難分散；單純納米鐵顆粒還原速度慢，穩定性差，易失活，產泥量大。傳統的異養反硝化的外加碳源可分為兩大類：一類是傳統碳源，以甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖等液態有機物為主；另一類是新型碳源，主要是可生物降解的聚合物，包括天然纖維素類物質，如棉花、麥稈、稻殼、樹皮、報紙等，以及合成的聚合物，如PHB(聚β-羥基丁酸)。然而，傳統碳源存在成本高、投加過量的隱患，易產生二次污染，需要精確控制投加過程；合成的聚合物價格較高，天然纖維素類物質的碳源釋放不能得到有效控制，而且會帶來較高的溶解性有機碳和色度問題。傳統的氫自養生物膜技術在應用地下水脫硝及還原高價重金屬離子時，需要額外通入氫氣作為電子供體，額外投加二氧化碳作為無機碳源，膜材料價格較高，技術的應用受到限制。

發明內容

本發明針對現有淺層地下水中氧化性污染物污染嚴重、常規處理技術操作復雜、成本高、易產生二次污染的問題，提供一種操作簡便、處理效果好、無二次污染產生的的串聯式淺層地下水中氧化性污染物的去除方法。

本發明的串聯式淺層中氧化性污染物的去除方法，通過構建三個串聯的修復區實現，具體過程如下所述：

（1）構建異養生物修復區：

在地下水水流的來水方向構建異養生物修復區，該修復區內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；在異養生物修復區的進水處設立第一分隔墻，第一分隔墻的下部設置進水洞，在異養生物修復分區的中間位置設立第一中間隔墻，第一中間隔墻的上部設置過水洞；進水水流經第一分隔墻由下向上流經前部填料區，再經第一中間隔墻由上向下流過后部填料區，確保水流在異養生物修復分區有足夠的水力停留時間，污染地下水流經填料區的修復過程中，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，同時產生無機碳源（CO₂）；

（2）構建零價鐵還原及氫自養還原聯合修復區：