[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

本發明公開了一種高鐵錳氨氮復合污染低溫地下水的處理方法，以天然沸石為原料，使沸石基材料負載錳氧化物，通過富集培養液的浸漬使材料負載硝化菌和鐵錳氧化菌等微生物，制備得到沸石負載錳氧化物和微生物的多功能復合材料并裝填濾柱，按照進水吸附、排空水、鼓空氣生物再生、洗滌硝酸鹽四個階段序批式運行，同時凈化低溫地下水中的鐵錳氨氮，出水達到生活飲用水質量標準。

技術領域

本發明涉及一種高鐵錳氨氮復合污染低溫地下水的處理方法，屬于水處理和非金屬礦產資源利用技術領域。

背景技術

我國三北地區地下水普遍低溫(低于10℃)缺氧，由于巖石化學風化和微生物還原、農業種植養殖引起的氮素對地下水的污染，導致地下水Fe²⁺、Mn²⁺、NH₄⁺-N同時超標的現象十分普遍，其中為Fe²⁺5～20mg/L，Mn²⁺2-5mg/L，NH₄⁺-N 1-15mg/L，而生活飲用水標準為NH₄⁺-N濃度0.5mg/L、總鐵濃度0.3mg/L、Mn²⁺濃度0.1mg/L。發展經濟的技術方法處理這類劣質地下水，保障居民供水水質是當前解決民生問題的迫切技術需求。

沸石是一族具有架狀硅氧骨干結構的鋁硅酸鹽礦物，已發現天然沸石40多種，其中最常見的有斜發沸石、絲光沸石、菱沸石、毛沸石、鈣十字沸石、片沸石、濁沸石、輝沸石和方沸石等。沸石族礦物所屬晶系不一，晶體多呈纖維狀、毛發狀、柱狀，少數呈板狀或短柱狀。由于沸石具有發育的晶體微孔孔道和和結構電荷，表現出巨大的內表面積和優良的離子交換特性，因而沸石在吸附、離子交換、分子篩和催化等領域有非常廣泛的應用。

沸石對各類金屬陽離子(K⁺、Na⁺、Ca²⁺、NH₄⁺、重金屬離子等)的選擇性離子交換吸附性能，使沸石在各類廢水處理工藝中得到了廣泛的應用，特別是廢水深度脫氨氮的處理。CN201710296211.8、CN201710293189.1、CN201210020674.9、CN201110162569.4等公開的方法，都是以沸石為基礎原料制備吸附凈化氨氮的水處理材料；CN201610368672.7、CN201610368468.5、CN201610368466.6用沸石制備水工建筑材料吸附水中氨氮；CN201710878345.0，公開了一種改性沸石分子篩吸附顆粒的制備方法及應用，以沸石粉為主要原料在殼聚糖、乙酸鋅、海藻酸鈉在溶液中交聯制備吸附劑顆粒，用于吸附去除低溫水中的氨氮。

由于沸石吸附氨氮容易飽和，再生是關鍵的問題。早期曾發展鹽溶液離子交換再生技術，但是發現產生的高濃度含氨氮的鹽溶液比較難處置，沸石再生也不完全。從上世紀90年代開始發展生物沸石技術，即在沸石基材料中負載硝化菌使吸附氨氮轉化為硝酸鹽以實現生物再生。CN201710865502.4公開了一種微污染水源水生物處理裝置，在裝置內設置懸掛填料層、改性沸石層、鵝卵石層，強化微生物附著，增加系統生物種類的多樣性，從而強化微污染水源水中氮素和有機物的去除，減少系統堵塞、降低系統曝氣和反沖洗能耗，即把沸石吸附與生物再生結合。CN201110134948.2、CN201110134017.2、CN201110106007.8對沸石應用技術進一步發展，用沸石制備多孔材料負載硝化微生物，采用曝氣生物濾池或者吸附、排空水、鼓空氣生物再生、洗滌硝酸鹽四個階段序批式運行，對廢水深度脫氨氮處理均取得很好的效果。

CN201510051879.7公開了一種鐵錳氧化物復合改性沸石及其制備方法與應用，先對天然沸石進行粉碎篩分、酸堿預處理，然后將沸石與一定濃度FeCl₃溶液混合反應，制得鐵氧化物改性沸石材料，將所得鐵氧化物改性沸石與一定濃度MnSO₄溶液混合反應，洗凈、低溫烘干后即可制得對Cr(Ⅵ)有較高吸附能力、較大比表面積的吸附材料，特別適用于低濃度工業廢水和突發性Cr(Ⅵ)污染事件飲用水處理。