一种用于地下水渗透反应格栅脱氮除磷的复合反应介质及其制备方法技术

一种用于地下水渗透反应格栅脱氮除磷的复合反应介质及其制备方法，该复合反应介质是由沸石、膨润土、凹土和煤渣烧结而成；其中，沸石，1.0～3.0重量份；膨润土，0.7～1.3重量份；凹土，0.5～1.5重量份；煤渣，1.0～6.0重量份。本发明专利技术复合反应介质可实现同步、高效、快速地脱氮除磷，充当微生物载体，克服生物除磷不稳定、化学除磷泥量大等缺点，避免栅前水绕流等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对污染地下水进行原位修复的复合反应介质，属于水处理领域，具体涉及一种用于地下水渗透反应格栅脱氮除磷的新型复合反应介质及其制备方法。
技术介绍
氨氮和无机磷是世界范围内地下水中普遍存在的污染物，其污染已经引起了国内外学者和政府的高度关注。据不完全统计，在中国、美国、澳大利亚、英国和韩国，地下水中均发现了高浓度氨氮[李圣品等.傍河型水源井氨氮阻断与去除工程设计案例分析.环境科学学报，2015，35(8)：2471-2480；Parketal.Labscaleexperimentsforpermeablereactivebarriersagainstcontaminatedgroundwaterwithammoniumandheavymetalsusingclinoptilolite(01-29B).JournalofHazardousMaterials，2002，B95，65-79；Manningetal.Distributionandmineralogicalcontrolsonammoniumindeepgroundwaters.AppliedGeochemistry，2004，19，1495-1503；Pattersonetal.Useofpolymermatsinseriesforsequentialreactivebarrierremediationofammonium-contaminatedgroundwater：fieldevaluation.EnvironmentalScienceandTechnology，2004，38，6846-6854；Milleretal.Microbialcharacterizationofnitrificationinashallow，nitrogencontaminatedaquifer，CapeCod.MassachusettsanddetectionofanovelclusterassociatedwithnitrifyingBetaproteobacteria.JournalofContaminantHydrology，2009，103，182-193.]；在中国、印度、德国和斯威士兰，含水层中均检测出高浓度无机磷[蔡文静等.德州地区地下水中磷的空间分布特征及来源分析.中国生态农业学报，2013，21(4)：456-464；黄红艳等.上海市都市农业区域地下水磷素非点源污染特征研究.水土保持学报，2010，24(1)：101-104，113；RajmohanNetal.NutrientchemistryofgroundwaterinanintensivelyirrigatedregionofsouthernIndia.EnvironmentalGeology，2005，47(6)：820-830；Meinikmannetal.Phosphorusingroundwaterdischarge-Apotentialsourceforlakeeutrophication.JournalofHydrology，2015，524：214-226；Fadiranetal.AcomparativestudyofthephosphatelevelsinsomesurfaceandgroundwaterbodiesofSwaziland.BulletinoftheChemicalSocietyofEthiopia，2008，22(2)：197-206.]。地下水中氨氮和无机磷主要来源于农田的污水灌溉、氮素化肥的施用、人畜粪便的还田、污(废)水的渗漏、污染场地渗滤液的渗漏和污染河水的侧向补给等。氨氮和磷会引起水体缺氧和富营养化，对水生生物造成致命危害，更重要的是，还会增加净水厂消毒剂用量，产生大量的消毒副产物，降低人体对钙和维生素的吸收，甚至会诱发癌症，对人体健康造成严重威胁。渗透反应格栅(permeablereactivebarrier，PRB)是一种地下水污染的原位修复技术，因具有效率高、维护费用低、生态环境扰动小、占地少等优点而越来越受到关注[Huangetal.Remediationofnitrate-nitrogencontaminatedgroundwaterusingapilot-scaletwo-layerheterotrophic-autotrophicdenitrificationpermeablereactivebarrierwithspongyiron/pinebark.Chemosphere，2015，130，8-16.]。反应介质是PRB技术的核心，应具有如下特性：(1)吸附降解能力强，长时间保持活性；(2)在水力和矿化作用下保持理化性质稳定；(3)不产生有毒有害副产物，不导致二次污染；(4)具备较强的抗压抗腐蚀能力；(5)水力性能与水文地质条件相匹配，具备足够的水力捕获污染羽状体的能力；(6)原料廉价、易得。依据上述特性，针对氨氮和无机磷，许多研究者致力于筛选和复配高效、低廉、易得和安全的PRB反应介质，而其中的天然(或改性)环境矿物材料和工业废弃物受到了较多关注。凹土、粉煤灰、天然膨润土、改性膨润土、炉灰、天然蛭石、膨胀蛭石、沸石、改性沸石等展现出一定的氨氮去除能力[肖利萍等.环境矿物改性及对污水中氨氮的吸附试验研究.非金属矿，2015，38(4)：59-62；王君雅等.几种废渣对氨氮吸附性能研究.轻工科技，2012，(4)：106-108；郑越等.粉煤灰对工业废水中氨氮的吸附性能研究.环境科学与技术，2011，34(1)：4-7，16；唐登勇等.天然沸石吸附低浓度氨氮废水的研究.环境科学与技术，2010，33(12)：206-209；聂锦旭等.微波强化铝改性膨润土对水中氨氮的吸附性能.金属矿山，2009，(12)：142-145；佟小薇等.沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究.环境工程学报，2009，3(4)：635-638；王雅萍等.凹凸棒石粘土对氨氮废水吸附性能的研究.农业环境科学学报，2008，27(4)：1525-1529；陈福坤等.膨胀蛭石吸附氨氮的研究.河南师范大学学报(自然科学版)，2007，35(1)：133-136；胡曰利等.天然蛭石对污水中氨氮吸附去除率的影响.中南林学院学报，2004，24(1)：30-33.]。其中天然沸石能够在初始氨氮浓度10mg/L和pH6.86-7.20下去除97％以上的氨氮[Huangetal.Ammonium-nitrogencontaminatedgroundwaterremediationbyasequentialthree-zonepermeablereactivebarrier(multibarrier)withoxygenreleasingcompound(ORC)/clinoptilolite/spongyiron：columnstudies.EnvironmentalScienceandPollutionResearch，2015，22(5)，3705-3714.]。天然沸石构架中有发达的孔穴、孔道并具有色散力和静电力而使其具有良好的吸附性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于地下水渗透反应格栅脱氮除磷的复合反应介质，其特征在于，其是由沸石、膨润土、凹土和煤渣烧结而成；其中，沸石，1.0～3.0重量份；膨润土，0.7～1.3重量份；凹土，0.5～1.5重量份；煤渣，1.0～6.0重量份。

【技术特征摘要】
2016.02.03 CN 20161007678071.一种用于地下水渗透反应格栅脱氮除磷的复合反应介质，其特征在于，其是由沸石、膨润土、凹土和煤渣烧结而成；其中，沸石，1.0～3.0重量份；膨润土，0.7～1.3重量份；凹土，0.5～1.5重量份；煤渣，1.0～6.0重量份。2.如权利要求1所述的复合反应介质，其特征在于，所述沸石，2重量份；膨润土，1重量份；凹土，1重量份；煤渣，2重量份。3.如权利要求1或2所述的复合反应介质，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国鑫，时满，李佳，朱百泉，赵燕，王守伟，
申请(专利权)人：北京食品科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11