[發明專利]一種高鐵錳氨氮復合污染低溫地下水的處理方法

有效

• 申請號: 201810604849.8
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108706745B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 陳天虎;馬文婕;劉海波
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/02;C02F101/20;C02F101/16;C02F103/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

1.一種高鐵錳氨氮復合污染低溫地下水的處理方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：錳氧化物的負載

將天然沸石破碎篩分，獲得粒徑0.8～1.2mm的沸石顆粒物；將所得沸石顆粒物加入0.5～1M的硫酸錳溶液中，攪拌下加入0.5～1M的高錳酸鉀溶液，并持續攪拌反應0.5～1h；反應結束后取出顆粒物并瀝干，150℃下干燥，得到MnO_X-沸石納米復合材料；

步驟2：微生物的負載

將步驟1得到的MnO_X-沸石納米復合材料在室溫下用0.01M～0.1M碳酸氫銨溶液浸漬至吸附銨離子飽和，裝填到過濾柱中；將1～10倍于濾柱體積的富集培養的硝化菌和鐵錳氧化菌液用蠕動泵輸送至過濾柱中，并循環3d進行掛膜；

步驟3：鐵錳氨氮的同時凈化

3a、將高鐵錳氨氮復合污染低溫地下水輸送到步驟2的過濾柱中進行吸附處理，以出水NH₄⁺-N濃度0.5mg/L、總鐵濃度0.3mg/L、Mn²⁺濃度0.1mg/L為穿透點，任一指標超過標準即停止運行；

3b、排干過濾柱中的水，用鼓風機向過濾柱中通15～40℃空氣12～24h，促使沸石基功能性材料表面吸附的鐵、錳氧化，在通風供氧條件下微生物硝化沸石吸附的氨氮實現沸石再生；

3c、從過濾柱的頂部噴淋水5～10min，洗滌硝化菌轉化氨氮生成的硝酸鹽，淋洗液排出單獨處理；

步驟3中3a至3c的過程構成一個序批式運行周期；再次將待處理的高鐵錳氨氮復合污染低溫地下水輸送到過濾柱中進行開始下一個運行周期。

2.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于：

步驟1中，所述沸石顆粒物與硫酸錳溶液、高錳酸鉀溶液的質量體積比為1g:1mL:1mL～10g:1mL:1mL。

3.根據權利要求2所述的處理方法，其特征在于：

步驟2中，富集培養的硝化菌和鐵錳氧化菌液的總濃度大于10⁹cfu/mL。

4.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于：

當吸附柱出現堵塞時，通過氣-水協同反沖洗使顆粒懸浮狀態持續5min，顆粒物重新堆積再造粒間孔隙恢復吸附柱正常運行。

5.一種高鐵錳氨氮復合污染低溫地下水的處理方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：沸石多孔材料的制備

將天然沸石粉碎并過100目篩獲得沸石粉料；向所得沸石粉料中添加水泥、石灰、表面活性劑和水，攪拌獲得膏狀物；向所得膏狀物中添加鋁粉作為發泡劑，攪拌均勻后澆筑到模具中，40℃下發泡初凝3～6h，然后用鋼絲切割成為2*2*2cm方塊，置于蒸汽養護室中于110～150℃飽和蒸汽壓下養護8～12h，獲得沸石多孔材料；

步驟2：錳氧化物的負載

將步驟1所得沸石多孔材料用0.5M的硫酸錳溶液在室溫下浸漬10min，取出并瀝干，自然干燥或烘干，得到負載錳氧化物的沸石材料；

步驟3：微生物的負載

將步驟2得到的負載錳氧化物的沸石材料用1～10倍于其體積的富集培養的硝化菌和鐵錳氧化菌液浸漬2-8h負載微生物，得到負載錳氧化物和微生物的沸石材料，裝填到過濾柱中；

步驟4：鐵錳氨氮的同時凈化

4a、將高鐵錳氨氮復合污染低溫地下水輸送到步驟3的過濾柱中進行吸附處理，以出水NH₄⁺-N濃度0.5mg/L、總鐵濃度0.3mg/L、Mn²⁺濃度0.1mg/L為穿透點，任一指標超過標準即停止運行；

4b、排干過濾柱中的水，用鼓風機向過濾柱中通15～40℃空氣12～24h，促使沸石基功能性材料表面吸附的鐵、錳氧化，在通風供氧條件下微生物硝化沸石吸附的氨氮實現沸石再生；

4c、從過濾柱的頂部噴淋水5～10min，洗滌硝化菌轉化氨氮生成的硝酸鹽，淋洗液排出單獨處理；

步驟4中4a至4c的過程構成一個序批式運行周期；再次將待處理的高鐵錳氨氮復合污染低溫地下水輸送到過濾柱中進行開始下一個運行周期。