一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器，主要包括反应器主体(1)、进水泵(2)、进水口(3)、砾石承托层(4)、多孔布水板(5)、固体碳源填料(6)、生物膜(7)、出水口(8)和取样口(9)。固相生物膜反应器采用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为反硝化碳源和生物膜载体，无需复杂的碳源投加控制系统，操作简单，运行效果稳定。PBS具有良好的生物相容性、碳源释放效率高、易于加工成型和无二次污染等优点。本实用新型专利技术可以同时去除地下水体中的四氯化碳和硝酸盐污染物。

【技术实现步骤摘要】
一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器
本技术属于废水生物处理
，具体涉及一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器。
技术介绍
四氯化碳(CCl4)作为一种重要的有机溶剂，具有微甜气味，不易溶于水，易于溶于有机溶剂，在农药、制药、制冷、清洗和皮革化工等行业中具有广泛的应用市场。近年来，由于CCl4的不当处置和排放，通过挥发、泄露及废水排放等途径进入环境，导致其在土壤、地下水和地表水中均有不同程度的检出。CCl4化学性质稳定，不容易被分解，并且具有三致作用。受CCl4污染的地下水作为饮用水水源水时，关系到广大人民群众的身体健康、生命安全和社会的和谐稳定，必须加强对CCl4污染的地下水治理。我国在《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)明确规定集中式生活饮用水水源地四氯化碳标准限值的最高质量浓度不得超过2.0μg/L。国内外针对地下水CCl4污染的修复方法包括非生物治理和生物治理两类。传统非生物治理的地下水CCl4的去除方法有活性炭吸附、水力隔离技术、高级氧化技术、空气吹脱及膜分离技术等，但这些方法在实际运行中都存在一定的局限性。采用生物治理法对CCl4进行修复被认为是一种绿色、可行的有效方法，具有价格低廉、效率高效和无二次污染等优势，尤其在处理面积较大的污染园区时具有一定的技术优势。然而，由于CCl4特殊的化学结构和较高的氧化还原电位，CCl4在好氧条件下难以降解，在缺氧或者厌氧的条件容易得到降解。现阶段，由于硝酸盐污染广泛存在于地下水中，缺氧环境下同步降解CCl4和硝酸盐污染的地下水尤其引起了人们的广泛关注。但是由于地下水中缺乏有机反硝化碳源，实际运行过程中，往往通过添加甲醇、乙醇等碳源来提高反硝化效果，但这种方法极大增加了地下水治理的运行成本，并且二次污染问题突出。本技术的目的是提供一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器。固相生物膜反应器采用固体缓释碳源作为反硝化碳源和生物膜载体，无需复杂的碳源投加控制系统，操作简单，运行效果稳定，可以同时去除地下水体中的四氯化碳和硝酸盐污染物。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器，通过在固体缓释碳源填料表面富集生物膜同时进行反硝化去除硝酸盐和降解四氯化碳。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器，其特征在于包括反应器主体(1)、进水泵(2)、进水口(3)、砾石承托层(4)、多孔布水板(5)、固体碳源填料(6)、生物膜(7)、出水口(8)和取样口(9)，所述地下水中四氯化碳和硝酸盐通过进水泵(2)和进水口(3)流入反应器，经过砾石承托层(4)和多孔布水板(5)与固体碳源填料(6)接触，经过填料表面生物膜(7)进行处理，最终出水经出水口(8)流出。所述的反应器主体采用圆柱形结构，高径比为2～10，砾石承托层占反应器主体高度的5～10％，填料填充高度占反应器主体高度的60～85％。所述的固体碳源填料主要成分为聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，圆柱体结构，直径1.5～3mm，高度为2～5mm，密度为1100～1300kg/m3，可生物降解物质含量>98％。所述的一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器，其特征在于在处理地下水四氯化碳和硝酸盐运行过程中，接种活性污泥浓度为3～6g/L，反应器水力停留时间12～24h，硝酸盐进水浓度为5～50mg/L，其去除率为95～99％，四氯化碳进水浓度为5～100μg/L，其去除率为90％～99％。一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器，其体现的优势和特点是：(1)相比于传统的液体碳源投加方式，固相反硝化采用固体缓释碳源为反硝化过程缓慢释放有机碳源，同时也可以作为生物膜载体为微生物提供一个稳定的生长环境，有效避免液体碳源投加过量而影响出水水质的风险。(2)与纤维素为主的天然材料相比，人工合成可降解聚合物PBS具有良好的生物相容性、碳源释放效率高、易于加工成型和无二次污染等优点，在反硝化处理阶段展现出广泛的应用前景。附图说明附图1是本技术的一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器示意图：反应器主体(1)、进水泵(2)、进水口(3)、砾石承托层(4)、多孔布水板(5)、固体碳源填料(6)、生物膜(7)、出水口(8)和取样口(9)。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步详细说明。应理解，以下实施例所述是用于说明本技术，并不用以限制本技术。如附图1所示的一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器，其特征在于包括反应器主体(1)、进水泵(2)、进水口(3)、砾石承托层(4)、多孔布水板(5)、固体碳源填料(6)、生物膜(7)、出水口(8)和取样口(9)，地下水中四氯化碳和硝酸盐通过进水泵(2)和进水口(3)流入反应器，经过砾石承托层(4)和多孔布水板(5)与固体碳源填料(6)接触，经过填料表面生物膜(7)进行处理，最终出水经出水口(8)流出。取样口(9)的取样口位于反应器高程的25％，50％和75％处，用于检测反应器内四氯化碳和硝酸盐的浓度变化。小试固相生物膜反应器采用圆柱形密封结构，内径为10cm，有效高度100cm，高径比为10：1，砾石承托层高度5cm，占反应器主体高度的5％，填料填充高度80cm，占反应器主体高度的80％。固体碳源填料主要成分为聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，圆柱体结构，直径1.5mm，高度为4mm，密度为1250kg/m3，可生物降解物质含量99％。采用人工模拟地下水污染水体进行试验，其中硝酸盐岩进水浓度为50mg/L，CCl4浓度为50μg/L。在处理地下水四氯化碳和硝酸盐运行过程中，接种城镇污水处理厂缺氧段活性污泥浓度为5g/L，反应器水力停留时间16h。经过30天连续运行，PBS填料表面生长有大量的生物膜微生物，硝酸盐去除率98％，四氯化碳去除率90％，结果令人满意。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器，其特征在于包括反应器主体（1）、进水泵（2）、进水口（3）、砾石承托层（4）、多孔布水板（5）、固体碳源填料（6）、生物膜（7）、出水口（8）和取样口（9），所述的地下水中四氯化碳和硝酸盐通过进水泵（2）和进水口（3）流入反应器，经过砾石承托层（4）和多孔布水板（5）与固体碳源填料（6）接触，经过填料表面生物膜（7）进行处理，最终出水经出水口（8）流出。/n

【技术特征摘要】
1.一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器，其特征在于包括反应器主体（1）、进水泵（2）、进水口（3）、砾石承托层（4）、多孔布水板（5）、固体碳源填料（6）、生物膜（7）、出水口（8）和取样口（9），所述的地下水中四氯化碳和硝酸盐通过进水泵（2）和进水口（3）流入反应器，经过砾石承托层（4）和多孔布水板（5）与固体碳源填料（6）接触，经过填料表面生物膜（7）进行处理，最终出水经出水口（8）流出。


2.根据权利要求1所述的一种同步去除地下水中四氯化碳和硝酸盐的固相生物膜反应器，所述的反应器主体采用圆柱形结构，高径比为2~10，砾石承托层占反应器主体高度的5~10%，填料填充高度占反应器主体高...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏志慧，陈子方，时唯伟，杨雪娜，王小娟，李苹，管旭，
申请(专利权)人：山东省生态环境规划研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37