[發明專利]一種在岸濾取水過程中原位去除氨氮的裝置

有效

• 申請號: 201610076484.7
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105712454B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 鄭曉笛;滕彥國;宋柳霆;張波濤;翟遠征
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F1/28
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供了一種在岸濾取水過程中原位去除氨氮的裝置，所述設備包括：密封的A柱填料區、B柱填料區、C柱填料區，其中所述A柱填料區頂部設有入水口，且A柱填料區底部與B柱填料區的底部導通，且B柱填料區頂部與C柱填料區頂部導通，所述C柱填料區底部設有出水口；所述A柱填料區填充有含膨潤土的釋氧材料和天然河砂的混合物；所述B柱填料區內填充有堿改性凹凸棒石；所述C柱填料區填充有粒徑1—2mm的天然沸石。上述方案中，利用釋氧材料和堿改性凹凸棒在岸濾取水過程中，聯用動態原位去除氨氮，能夠將區域內的地下水氨氮濃度至少降低到地下水水質的Ⅲ類標準，解決了現有地下水中氨氮的污染問題。

技術領域

本發明涉及水凈化技術領域，特別是指一種在岸濾取水過程中原位去除氨氮的裝置。

背景技術

岸濾取水起源于十九世紀七十年代的歐洲，并在第二次世界大戰以后得到了普遍應用。在第二次世界大戰之后，由于河流受到市政和工業廢水的污染，萊茵河、易北河、多瑙河和塞納河等歐洲主要河流的沿岸國家廣泛采用岸濾取水技術來獲取飲用水。

岸濾取水過程中的過濾作用、吸附作用、酸堿中和作用、氧化還原作用、水解作用、生物地球化學等其他天然衰減作用的影響能夠較好的去除污染物質，因此岸濾取水作為一種高效、低成本的飲用水處理或預處理方法已受到世界范圍內普遍關注。

隨著經濟的發展和人口增長，人類對環境的破壞與日俱增，同時隨著降水量的減少，地下水的超標開采，地下水區域水位下降，我國地下水污染程度日益嚴重。其中，工業廢水、城市生活污水、生活垃圾產生的溶出物、農業中氮肥的過量使用，產生了大量的含氮化合物和有機物質。這些物質進入水體或土壤后，部分隨降水直接進入地下水，部分隨地表徑流往下游遷移并下滲，使得地下水中氨氮含量增高，形成了岸濾取水過程中污染物主要的污染類型之一。在傍河區地下水氨氮污染修復技術較為常用的是抽出處理法，即將受氨氮污染的地下水抽出地表進行處理后，再使用通常折點加氯、投加吸附劑等比較常用的方法，它們無需改變水廠原有運行工藝，無需新建水處理設施，且應用方便、處理性能穩定、比較經濟，在實際應用中具有更強的適應性。但是處理成本高，并且會產生諸如消毒副產物等有毒物質的二次污染。

滲透反應格柵(Permeable Reactive Barrier，PRB)是指通過在地下含水層補給路徑上安置反應介質以攔截污染羽，受污染的地下水流通過反應介質，利用降解、吸附、沉淀反應將污染物轉化為環境可接受的形式，從而實現格柵下游污染物修復目的。相對于抽出處理法技術，技術具有操作簡單、維護成本低和對環境影響小的特點，目前已經成功的應用在國外的一些地下水污染地區。但是通過選用不同的反應介質，則以不同的反應機理去除地下水中的氨氮。目前，國內針對PRB技術的反應介質問題仍然處于初試階段。因此，探索一種高效、低成本的反應介質應用于岸濾取水過程中氨氮的去除，對于我國北方地區及全國傍河取水的開采具有重要的意義。

同時，傍河水源地是我國北方地區重要的供水水源，其氨氮污染問題因人類活動及地表水污染影響而日益凸顯。作為一種高效低成本的地下水污染修復材料，凹凸棒石及其改性產物得到越來越廣泛的關注。綜合國內外現狀，凹凸棒在應用方面的主要特點是：大力發展深加工，充分開發其本身的優異性能，增加或賦予礦物必要的特性，以提高其利用性能和價值。凹凸棒石加工是指針對其用途，利用各種方法或措施提高其純度，或改變其礦物結構、化學組成等，進一步擴大或改善其應用范圍，其有效途徑之一是改性。

王雅萍等在2014進行了硅酸鹽礦物對廢水中氨氮吸附性能的研究，采用焙燒、酸化、鈉化和堿化四種改性方法對其改性,用模擬氨氮廢水進行了吸附實驗。通過研究發現堿改性后的沸石、凹凸棒石粘土和膨潤土對模擬氨氮廢水的去除率較高。還研究了結構特征和pH值對吸附效果的影響；結果表明：堿化后礦物的比表面比天然的都得到較大的提高，氨氮在礦物上的吸附容量隨著pH值的升高而增加；但在較高pH值下，其吸附容量反而降低，堿改性樣品對氨氮的吸附性能得到很大程度的提高。