[發明專利]基于固定化酶的緩釋型類芬頓體系及其原位修復地下水污染的方法

有效

• 申請號: 202011506752.7
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112624508B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 李孟;李澤豐;杜寧;張倩;李程威
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C02F9/00
• 分類號: C02F9/00;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/20;C02F103/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

1.基于固定化酶的緩釋型類芬頓體系的原位修復地下水污染的方法，其特征在于主要步驟如下：

1)在預修復的地下水污染區域選定中心井，并在中心井四周設置多個藥品投加井；

2)第一階段，在藥品投加井投加硫酸鹽綠銹，然后對中心井進行大水量抽水，中心井所抽取水通過藥品投加井回灌至地下水；抽水持續至中心井出現綠銹時，停止對中心井抽水；

3)第二階段，在各藥品投加井內布置固定化酶反應器，對固定化酶反應器進行曝氣，同時通入葡萄糖溶液；并對中心井進行小水量抽水，中心井所抽取水通過藥品投加井回灌至地下水；抽水至中心井出水污染物濃度達到目標值以下則為反應終點，即完成地下水污染區域的修復；

所述基于固定化酶的緩釋型類芬頓體系包括硫酸鹽綠銹、葡萄糖溶液和固定化的葡萄糖氧化酶三部分；

步驟2)中綠銹的投加量為0.15～0.3mol/m³的二價鐵當量，以溶液形式投加；

步驟3)中葡萄糖溶液的通入流量與步驟3)中的中心井抽水流量之比為1：20～30，葡萄糖溶液濃度范圍為0.05～0.2mol/L；

所述固定化酶反應器為裝載固定化的葡萄糖氧化酶的反應器；其中，所述固定化的葡萄糖氧化酶為凝膠顆粒，直徑為2～4mm，酶活力為100～120U/g；所述反應器設有中空腔室，中空腔室內設置上下交替式導流板用于中空腔室內液體的循環回流，反應器的外側壁中部安裝有濾網，反應器的中空腔室出口處安裝有三相分離器，曝氣管位于反應器內部的端部并安裝有曝氣頭，氣體排出管插入三相分離器中，葡萄糖投加管和曝氣管頭部均經過三相分離器插入中空腔室內。

2.根據權利要求1所述的基于固定化酶的緩釋型類芬頓體系的原位修復地下水污染的方法，其特征在于所述固定化的葡萄糖氧化酶的制備方法包括如下步驟：

(1)配制濃度為130～160U/ml的葡萄糖氧化酶溶液；

(2)配制海藻酸鈉與結冷膠的混合液A，于沸水浴中攪拌溶解，冷卻至室溫；其中，海藻酸鈉質量分數為1.0～1.5％，結冷膠質量分數為0.4～0.7％；

(3)將步驟(2)所述混合液A與步驟(1)所得葡萄糖氧化酶溶液按體積比1：25～40混合，得到混合液B；

(4)配制質量分數為10～13％的CaCl₂溶液；

(5)將混合液B滴入CaCl₂溶液中，滴加完成后靜置，得到直徑2～4mm的凝膠珠，即為固定化的葡萄糖氧化酶。

3.根據權利要求1所述的基于固定化酶的緩釋型類芬頓體系的原位修復地下水污染的方法，其特征在于步驟2)中，大水量抽水時，每分鐘抽水量為預修復的地下水污染區域內水量1/400～1/2000；步驟3)中，小水量抽水時，每分鐘抽水量為預修復的地下水污染區域內水量1/3000～1/6000。

4.根據權利要求1所述的基于固定化酶的緩釋型類芬頓體系的原位修復地下水污染的方法，其特征在于預修復的地下水污染區域小于0.25km²時，每0.02～0.04km²修復面積區域設置一個藥品投加井；預修復的地下水污染區域大于0.25km²時，分為多塊修復。