一种处理垃圾渗滤液的生物反应墙及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种处理垃圾渗滤液的生物反应墙，顺着垃圾渗滤液流经方向依次设有进水疏导区、缓冲过渡区、生物反应区、出水区，生物反应区内混合填充有粒径为1‑2mm的活性炭和沸石、粒径为2‑3mm锰砂、粒径为4‑5mm的陶粒。本发明专利技术处理垃圾渗滤液的生物反应墙，具有以下特点：(1)反应墙所用填充材料无污染、易得、来源广泛，构建方法简便易行且使用寿命长；(2)处理效果优良：COD去除率都在92％以上，出水发光细菌抑制率基本都在30％以下，总抗氧化能力整体随着反应时间推移而逐渐增高，实现了高毒性垃圾渗滤液的弱毒化；(3)生物反应区内各处均能保持较高的生物群落代谢活性即污染物降解能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种处理垃圾渗滤液的生物反应墙及其应用
本专利技术属于垃圾渗滤液处理
，具体涉及一种处理垃圾渗滤液的生物反应墙，本专利技术还涉及用该生物反应墙处理垃圾渗滤液的方法。
技术介绍
垃圾渗滤液作为垃圾填埋过程中的“副产品”，是一种浓度较高的有机废水，其中不仅含有致癌物，还有二十种以上的有毒有害污染物被列入环境优先污染物的“黑名单”，成分复杂，包括多种有机污染物、重金属、高氨氮等，水质水量波动大；如果处理不当，将会严重污染大气、地表水和地下水，造成二次污染，严重影响环境和人类健康。地下水污染具有复杂性、隐蔽性和难以恢复的特点，一旦含水层遭受了污染，恢复和净化的过程是相当漫长的；目前较典型的地下水修复技术约有十多种，而根据修复技术的原理，可分为四大类，即物理法、化学法、生物法和综合修复技术。按修复方式又可分为异位修复技术(Ex-Situ)和原位修复技术(In-Situ)。渗透性反应墙是一种建于地下的地下水原位修复技术，简称PRB技术(PermeableReactiveBarrier)。20世纪末出现，是目前地下水修复研究领域中的热点，具有应用范围广、处理效果好、反应介质消耗慢、费用低、节能环保等优点。生物反应墙作为PRB与强化生物修复方法的结合技术，以其修复过程绿色、经济、可减少污染物的暴露和对土地环境的扰动小等优点，已被广泛应用于国外的实验室和场地修复研究中，被认为是最具有发展潜力的新兴修复技术。因地下水环境的低温(12～14℃)、寡营养以及污染物的毒性和复杂性，在实际修复中往往需要向生物反应墙内导入具有特殊新陈代谢能力的微生物，通过微生物对污染物的降解和代谢达到净化含水层的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种处理垃圾渗滤液的生物反应墙，该生物反应墙的抗氧化能力强且污染物降解能力强。本专利技术的另一个目的是提供一种采用上述生物反应墙处理垃圾渗滤液的方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种处理垃圾渗滤液的生物反应墙，顺着垃圾渗滤液流经方向依次设有进水疏导区、缓冲过渡区、生物反应区、出水区。本专利技术的特点还在于，该生物反应墙墙体的材料为聚乙烯。进水疏导区内设有多个挡板，多个挡板形成Z字型。进水疏导区内填充有粒径为2-4mm的粗石英砂。缓冲过渡区和出水区内填充有粒径为1-2mm的石英砂。生物反应区内混合填充有粒径为1-2mm的活性炭和沸石、粒径为2-3mm锰砂、粒径为4-5mm的陶粒。活性炭、沸石、锰砂和陶粒的体积比为1～2：1～2：1～2：1。本专利技术所采用的另一个技术方案是，一种采用上述生物反应墙处理垃圾渗滤液的方法，具体包括以下步骤：步骤1，将生物反应墙垂直设置于垃圾渗滤液扩散的方向，生物反应墙宽度大于垃圾渗滤液羽流的扩散范围；步骤2，确定水力停留时间；步骤3，利用垃圾渗滤液进行墙外批量菌种驯化，菌种驯化完成后加入生物反应区，进行垃圾渗滤液的处理。本专利技术的有益效果是，本专利技术处理垃圾渗滤液的生物反应墙，具有以下特点：(1)反应墙所用填充材料无污染、易得、来源广泛，构建方法简便易行且使用寿命长；(2)处理效果优良：COD去除率都在92％以上，出水发光细菌抑制率基本都在30％以下，总抗氧化能力整体随着反应时间推移而逐渐增高，实现了高毒性垃圾渗滤液的弱毒化；(3)生物反应区内各处均能保持较高的生物群落代谢活性即污染物降解能力强。附图说明图1是本专利技术处理垃圾渗滤液的生物反应墙的结构示意图；图2为预实验不同浓度渗滤液对功能微生物生长的抑制趋势图；图3为出水样品发光细菌抑制率；图4为出水样品总抗氧化能力随时间变化而变化的曲线图；图5为生物反应区内微生物群落代谢活性随平板培养时间的变化图。图中，1.进水疏导区，2.缓冲过渡区，3.生物反应区，4.出水区。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术处理垃圾渗滤液的生物反应墙，结构如图1所示，顺着垃圾渗滤液流经方向依次设有进水疏导区1、缓冲过渡区2、生物反应区3、出水区4。该生物反应墙墙体的材料为聚乙烯。进水疏导区1内设有多个挡板，多个挡板形成Z字型以延长垃圾渗滤液在墙体中的停留时间。进水疏导区1内填充有粒径为2-4mm的粗石英砂，其机械强度高、使用周期长。缓冲过渡区2和出水区4内填充有粒径为1-2mm的石英砂。生物反应区3内混合填充有粒径为1-2mm的活性炭和沸石、粒径为2-3mm锰砂、粒径为4-5mm的陶粒，其中活性炭、沸石、锰砂和陶粒的体积比为1～2：1～2：1～2：1。因陶粒是生物膜的理想载体，锰砂对砷等去除效果独特，沸石具有优良的吸附性、离子交换性，活性炭能有效地去除色度、臭味，必要时添加少量聚氨酯泡沫(内径约10mm的多孔立方体)以促进生物膜快速生成。下面根据具体实施例对本专利技术生物反应墙的处理效果进行详细说明。1.生物反应墙模型：首先根据本专利技术生物反应墙的结构设计总长、宽、高分别为700mm、50mm、60mm的生物反应墙模型；墙体固定材料选取聚乙烯；2.生物反应区填料比例的确定：将活性炭、沸石、锰砂、陶粒按照体积比为：①1/1/1/1；②1/1/1/2；③1/1/2/1；④1/2/1/1；⑤2/1/1/1混合；取5个纯净水空瓶，削去瓶底，瓶盖钻孔(3个孔)；分别淘洗5种比例的填料(活性炭单独洗，因其质轻浮于水面)；依次按比例装入对应的空瓶，倒置(每瓶总容积200mL)；稀释10倍的垃圾渗滤液(取自江村沟垃圾渗滤液处理厂，COD约10000mg/L)分别倒入5个瓶子并收集滤液；测定原液及5组滤液COD，计算去除率依次为64.7％、57.6％、67％、83.5％、69.4％，选择最高者为最终填料配比，故确定为④即活性炭:沸石:锰砂:陶粒＝1：2：1：1。3.反应墙生物毒理学耐受范围标定及进水浓度确定：取5mL土壤浸提液备用(欲加10uL)；配制20mLLB培养基备用(欲加160uL)；设置①～⑩10组稀释梯度(体积比分别为垃圾渗滤液/水＝1/1，1/2，1/3，1/4，1/5，1/6，1/7，1/8，1/9，1/10)、1组原液作对照(欲加20uL)、1组培养液+土壤浸提液作参比；按照布置好的96孔板位置依次用移液枪加样(所有用具提前灭菌并静置使之自然冷却)；加样完成用酶标仪(MultiskanFC型)读取0h数据，之后置于摇床上以70r/min、27℃条件恒温培养，每24h读取一次数据，直至超过1/3的(即32个孔)吸光度＞2停止读数；本试验通过BIOLOG微平板技术考察不同垃圾渗滤液浓度下作用菌种的生长抑制状况，确定生物反应墙耐受范围，综合选取生长好、抑制小的渗滤液浓度；图2为数据处理结果，由图2可以看出各稀释浓度的垃圾渗滤液原始吸光度相近，但随着培养时间的推移逐渐分化；培养48h后的原液吸光度高于培养液+浸提液，说明原液促进了土壤浸提液中功能微生物的生长，一倍稀释(垃圾渗滤液/水为1/1)的垃圾渗滤液中微生物也表现出相似的增长趋势，且吸光度除十倍稀释液(垃圾渗滤液/水为1/10)以外整体随着渗滤液浓度的降低而递减，即功能微生物的生长受抑制程度递增，说明反应墙内生物毒理学耐受范围为全浓度范围，且浓度越高功能微生物代谢活性越高，六倍稀释液(垃圾渗滤液/水为1/6)之后的实验组与其他组差异较大；故本试验进水浓度定为功能微生物生长相对最差的5倍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理垃圾渗滤液的生物反应墙，其特征在于，顺着垃圾渗滤液流经方向依次设有进水疏导区(1)、缓冲过渡区(2)、生物反应区(3)、出水区(4)。

【技术特征摘要】
1.一种处理垃圾渗滤液的生物反应墙，其特征在于，顺着垃圾渗滤液流经方向依次设有进水疏导区(1)、缓冲过渡区(2)、生物反应区(3)、出水区(4)。2.根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的生物反应墙，其特征在于，该生物反应墙墙体的材料为聚乙烯。3.根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的生物反应墙，其特征在于，进水疏导区(1)内设有多个挡板，多个挡板形成Z字型。4.根据权利要求1～3任一所述的处理垃圾渗滤液的生物反应墙，其特征在于，所述进水疏导区(1)内填充有粒径为2-4mm的粗石英砂。5.根据权利要求1～3任一所述的处理垃圾渗滤液的生物反应墙，其特征在于，所述缓冲过渡区(2)和出水区(4)内填充有粒径为1-2mm的石英砂。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱超，马宏瑞，花莉，孙斯蔚，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61