一种去除水中典型内分泌干扰物的复合土层系统，包括：位于最上的用于强化微生物的降解作用及保证高水力负荷的降解层，降解层的填充土壤中添加有火山岩；位于中间的强化填料对污染物的吸附去除作用的吸附层；以及位于最下的用于支撑和过滤的过滤承托层，使待处理水自上而下依次通过降解层、吸附层和过滤承托层实现处理，本发明专利技术还提供了一种去除水中典型内分泌干扰物的实验装置，与现有技术相比，本发明专利技术针对目标污染物，采用吸附能力、生物降解能力较强的人工滤料代替传统土地处理系统当中的天然土层，构建复合土层处理系统，借助以滤料为主的介质与污染物之间的物理、化学、生物等作用达到水质净化的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理
，特别涉及一种去除水中典型内分泌干扰物的复合土 层系统、方法和实验装置。
技术介绍
近几十年来，水资源越来越成为制约社会经济发展的战略性资源。再生水被看作 是城市的第二水源，经深度处理后回用可以实现水资源的循环利用和补充，是缓解水资源 紧缺问题的有效途径之一。由于传统污水二级处理技术对内分泌干扰物（EDCs)等微量有 毒有害污染物的去除能力有限，以及物质本身的持久性与累积性，再生水中EDCs污染物的 存在，使其在再生利用过程中可能会对人体健康及生态安全存在风险。EE2具有较高雌二醇当量（EEQ= 8. 71)，是体内雌激素活性最强的类固醇激素。 EE2广泛应用于生育生产、内分泌失调或骨质疏松等疾病治疗，同时在畜牧业中可作为促进 动物生长的药物。对EE2进行剂量-生物活性效应的实验研究，结果显示仅需要1~10ng L-1的EE2,就可以引起实验鱼种的雌激素活性反应。EE2由于在极低浓度下即对生态环境 及人体健康具有严重危害，因而是水环境中具有较高环境风险的H)Cs种类之一。 BPA既是重要的有机化工原料，也用于日常生活中广泛使用的塑料产品、供水管等 的生产。BPA可由化工产品中转移至环境，目前已成为一种全球性污染物，对水生生物具有 雌激素干扰性及急性毒性。很多研究结果表明，BPA是水环境中具有较高环境风险的EDCs 种类。对全国16座代表性城市的水样抽检调研结果表明，BPA在再生水和地下水中都是检 出率和检出浓度最高的H)Cs。目前国内外研究者针对EDCs等微量有机污染物的去除进行了研究，如活性炭、交 联聚合树脂吸附技术，离子交换技术，生物膜技术，高级氧化技术以及高压膜如纳滤（NF) 膜、反渗透（R0)膜去除技术等，但大多数由于技术要求高，投资、运行成本等原因，在实际 运用中往往受到限制。其中，针对目标污染物的去除对传统土地处理系统中的填料介质进 行改进优化后，构建人工复合土层处理系统，具有投资少，运行成本低，操作简单等优点。关 于利用土层系统去除微量有机污染物的研究已经有许多文献报道过，但由于天然土层去除 能力有限，去除持久效果较差，因而在实际运行中难以推广运用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种去除水中典型内分泌 干扰物的复合土层系统、方法和实验装置，针对目标污染物，采用吸附能力、生物降解能力 较强的人工滤料代替传统土地处理系统当中的天然土层，构建复合土层处理系统，借助以 滤料为主的介质与污染物之间的物理、化学、生物等作用达到水质净化的目的。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是： -种去除水中典型内分泌干扰物的复合土层系统，包括： 位于最上的用于强化微生物的降解作用及保证高水力负荷的降解层1，降解层1 的填充土壤中添加有火山岩； 位于中间的强化填料对污染物的吸附去除作用的吸附层2 ; 以及位于最下的用于支撑和过滤的过滤承托层3。 所述降解层1厚度30cm，填充土壤由采自北京潮白河再生水回灌区的包气带及底 泥土壤按V:v= 1:1混合得到，火山岩按照与填充土壤V:V= 1:1的比例添加；所述吸附层 2厚度50cm，填料为沸石、陶粒或輕石；所述过滤承托层3厚度10cm，填充介质为粗砂烁和 卵石。 所述典型内分泌干扰物为EE2和BPA。 本专利技术还提供了基于所述去除水中典型内分泌干扰物的复合土层系统的方法，其 特征在于，使待处理水自上而下依次通过降解层1、吸附层2和过滤承托层3。 本专利技术还提供了一种去除水中典型内分泌干扰物的实验装置，包括： 有机玻璃柱体4,外径15cm，内径14cm，总高度lm，其顶端有进水口，底端有出水 P;自下而上位于有机玻璃柱体4内的厚度10cm的过滤承托层3、厚度50cm的吸附层 2和厚度30cm的降解层1; 位于降解层1上方的再生水容腔5,再生水容腔5侧面设置溢流口 6,再生水在再 生水容腔5中高度为7cm，溢流口 6距离有机玻璃柱体4顶端进水口 3cm; 其中，有机玻璃柱体4的侧面开有3个水样取口 7,与降解层1上表面的距离依次 为 10cm、30cm、55cm; 所述水样取口 7设置有用于取水的双管陶土头，与所述水样取口 7位于同一水平 面上设置有相应的土样取口 8。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是： 1)能高效去除再生水中微量EE2和BPA，去除率在97%以上，降低了再生水回用带 来的生态及人体健康风险。 2)对水中EE2和BPA有高效、持久的去除效率，对含高浓度EE2及BPA的再生水配 水，能保持90%以上的去除效率。 3)系统具有较高的水力负荷，相比于传统土层处理系统，降解层土壤厚度相对较 小，且添加了大颗粒的火山岩填料，增强了通透性，有效缓解了堵塞问题。 4)对场地及技术要求低，填料介质来源广泛且价格低廉，具有投资少，运行成本 低，操作简单等优点。【附图说明】 图1为本专利技术的人工复合土层系统示意图。 图2为实施例1中回灌6d后BPA沿程去除情况。 图3为实施例1中回灌15d后BPA沿程去除情况。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。 水中EE2和BPA进入土层处理系统，主要通过土层中滤料的吸附及降解作用得到 去除。本专利技术人工复合土层包括3层，最上层为降解层1，复氧效率高，利于生物降解作用； 下层为吸附层2,逐渐趋于厌氧条件，通过强化吸附作用强化截留效率；底部以不同粒径的 卵石等作为过滤承托层3。 降解层1厚度为30cm，以强化EDCs的生物降解作用为主，主要填充微生物含量丰 富、渗透性好的自然壤土，或土壤与矿物填料介质混合得到的透气性土壤。吸附层2功能为 进一步吸附去除H)Cs及上层渗滤液中的其他污染物，厚度为50cm，以吸附容量较大且便宜 易获得的填料为主，如沸石、陶粒、蛭石等，通过滤料的吸附解吸特性进行选择。过滤承托层 3的功能为支撑上部的填充介质，厚度为10cm，填充介质为粗砂砾和卵石。具体构建内容 为： (1)吸附层填料优选 通过EE2和BPA在选择的4种常用填料介质中的吸附解吸特性研究可知，4种常用 填料介质对EE2的吸附能力大小排序为：火山岩〉粘土陶粒~页岩陶粒〉沸石；对BPA的吸 附能力由大到小排序为：火山岩~粘土陶粒〉页岩陶粒〉沸石。综合考虑4种填料介质的 抗压能力、外形等物理性质及对rocs类污染物的吸附去除能力等因素，火山岩和粘土陶粒 都对EE2和BPA有较强的吸附能力，但由于火山岩呈多孔疏松状，易压碎，而粘土陶粒外表 面呈光滑圆形，利于布水，因而在复合土层构建中优选粘土陶粒作为吸附层2的填料。 (2)降解层构建 研究结果表明，土壤中微生物代谢产生的胞外聚合物堵塞土壤孔隙可能是造成土 层处理系统堵塞的主要原因。因而，降解层选取富含微生物及有机质含量丰富、易于微生物 生长的土壤，便于运行过程中降解生物膜的形成，加强生物降解作用；同时可在土壤中添加 孔隙率及颗粒较大的填料介质，一方面能增强吸附作用，另一方面可提高土壤通透性，加强 降解层复氧，强化微生物降解作用。 该人工复合土层中，表层介质复氧效率高，利于生物降解作用；深层介质逐渐趋于 厌氧条件，通过强化吸附作用强化截留效率。 为对上述系统进行实验，构建了简单的实验装置。 如图1所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种去除水中典型内分泌干扰物的复合土层系统，其特征在于，包括：位于最上的用于强化微生物的降解作用及保证高水力负荷的降解层(1)，降解层(1)的填充土壤中添加有火山岩；位于中间的强化填料对污染物的吸附去除作用的吸附层(2)；以及位于最下的用于支撑和过滤的过滤承托层(3)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔，李淼，向熙，辛莉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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