[發明專利]一種基于Fe0

在審

• 申請號: 202210048918.8
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114249507A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 張滿成;劉翠翠;王海鑫;潘月;辜建強
• 申請（專利權）人: 江蘇省環境科學研究院
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/16;C02F101/36;C02F103/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 仲凌霞;肖明芳

本發明公開了一種基于Fe⁰?膨潤土改性生物炭填料的復合可滲透反應墻系統及其應用，所述復合可滲透反應墻系統依次設有石英砂進水層、Fe⁰?膨潤土改性生物炭層、樹脂層和石英砂出水層；其中，所述Fe⁰?膨潤土改性生物炭層內部設有注入井，其余部分填充負載微生物的Fe⁰?膨潤土改性生物炭和石英砂。本發明的復合可滲透反應墻能夠實現地下水中氯代有機物和硝酸鹽的高效持久去除，無降解副產物二次污染，使用壽命長，在地下水污染修復領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及地下水修復技術領域，具體涉及一種基于Fe⁰-膨潤土改性生物炭填料的復合可滲透反應墻系統及其應用。

背景技術

美國地下水污染狀況調查顯示，地下水樣品中44％含有揮發性有機物，28％含有硝酸鹽。研究報道表明我國69個城市地下水有機污染物檢出率很高為48.42％，其中，氯代有機物是主要的有機污染組分。另外，研究報道表明，東北黑土區地下水硝酸鹽超標率高達39.6％，華北潮土區超標率為19.3％，西北褐土區超標率為14.9％。由此可見，地下水中氯代有機物和硝酸鹽污染已經相當嚴重，對人類身體健康構成了嚴重的威脅。地下水中的氯代有機物如氯代硝基苯具有“三致”效應，可通過皮膚吸收、呼吸和攝食等方式進入生物體內，并產生累積，進而引發多種疾病，并導致器官癌變。地下水中高濃度的硝酸鹽會損害人體健康，導致高鐵血紅蛋白癥和胃癌等。硝酸鹽經反應會生成具有“三致”效應的亞硝基胺和亞硝基酰胺，嚴重威脅著人類和動植物的健康。

可滲透反應墻(PRB)技術是近年來備受人們青睞的地下水原位修復技術，它具有工程設施簡單、造價低廉、生態環境影響小、無需外加動力、運行維護費用低等優點。利用PRB技術去除地下水中氯代有機物和硝酸鹽復合污染物，最為關鍵的是反應介質的選擇和研發。毛建忠等利用Pt/C催化劑加氫還原鄰氯硝基苯，所得降解產物主要為鄰氯苯胺；孫昱等以Ni-B/SiO₂非晶態合金催化劑催化加氫鄰氯硝基苯，降解產物98.2％是鄰氯苯胺；嚴新煥等采用Pt/CNTs催化劑還原鄰氯硝基苯，99.8％的鄰氯硝基苯轉化為鄰氯苯胺。研究報道，副產物鄰氯苯胺有劇毒，皮膚吸收、吸入蒸汽或吞咽均會引起中毒，而且可引起膀胱癌，導致腎臟和肝臟的損傷。Westerhoff利用零價鐵處理硝態氮，僅將硝態氮濃度從90mg/L降低到10mg/L以下。另外，有研究表明，硝酸鹽去除過程中產生的亞硝酸鹽和銨根離子等副產物會對地下水環境造成二次污染，嚴重危害人類的身體健康。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種負載微生物的Fe⁰-膨潤土改性生物炭的制備方法。

本發明還要解決的技術問題是提供一種基于Fe⁰-膨潤土改性生物炭填料的復合可滲透反應墻系統。

本發明還要解決的技術問題是提供上述負載微生物的Fe⁰-膨潤土改性生物炭和上述基于Fe⁰-膨潤土改性生物炭填料的復合可滲透反應墻系統的應用。

為了解決上述第一個技術問題，本發明公開了一種負載微生物的Fe⁰-膨潤土改性生物炭的制備方法，其包括如下步驟：

S1：將膨潤土與生物炭充分攪拌混勻，靜置，于惰性氛圍下熱解，得到膨潤土改性生物炭；

S2：將步驟S1所得膨潤土改性生物炭與零價鐵攪拌充分混勻，即得Fe⁰-膨潤土改性生物炭；

S3：將步驟S2所得Fe⁰-膨潤土改性生物炭與菌液混勻，恒溫搖床振蕩，即得負載微生物的Fe⁰-膨潤土改性生物炭；

步驟S3中，所述菌液為梭形芽孢桿菌、假單胞菌和反硝化產堿菌活化后的菌液。