專利名稱：一種同時去除地下水中硝酸鹽與農(nóng)藥的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種同時去除地下水中硝酸鹽與農(nóng)藥殘 留的新方法。
背景技術(shù)：
地球上可供人類使用的淡水中，68%是地下水。全世界約有50%以上的人口 以地下水為飲用水源。我國有300多個城市開采地下水作為城市供水水源，尤其 是北方干旱、半干旱地區(qū)的許多城市和鄉(xiāng)村，地下水是唯一的水源。然而，地下 水的污染日趨加重，其中一個突出的問題是由于農(nóng)業(yè)上大量使用化肥和農(nóng)藥，使 地下水受到了硝酸鹽和農(nóng)藥的雙重污染。
我國最新頒布施行的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)將硝酸鹽氮的 上限值由原來的20 mg/L調(diào)整為10 mg/L，同時毒理指標(biāo)中有機化合物由5項增 至53項，其中就包括了滅草松、百菌清、溴氰菊酯、樂果、林丹、馬拉硫磷、 對硫磷、甲基對硫磷、五氯酚、莠去津、呋喃丹、毒死蜱、敵敵畏、草甘膦等農(nóng) 藥指標(biāo)。目前我國對污染地下水的農(nóng)藥品種、性質(zhì)和范圍的檢測與調(diào)查工作剛剛 起步，相應(yīng)的污染控制和防治對策還沒有建立。
目前水中硝酸鹽氮的去除方法有物理化學(xué)法和生物反硝化法兩大類。從徹底 消除硝酸鹽污染和降低脫氮成本兩個方面看，生物反硝化方法是目前最實用的方 法。根據(jù)反硝化所需碳源不同，生物反硝化分為異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化。自養(yǎng) 反硝化由于自養(yǎng)菌生長繁殖較慢，脫氮速率低，所需的反應(yīng)器容積比較大，成本 較高。異養(yǎng)反硝化需要有機物作為碳源，為反硝化作用的提供電子供體。傳統(tǒng)的 異養(yǎng)反硝化通常投加甲醇、乙醇、乙酸等可溶性碳源。雖然傳統(tǒng)的異養(yǎng)反硝化工藝在投資和運行費用方面優(yōu)于自養(yǎng)反硝化，但仍然存在外加液體碳源容易過量， 進而影響出水水質(zhì)的風(fēng)險。
我國目前城市給水處理的常規(guī)工藝流程為混凝一沉淀一過濾一消毒。試驗研
究和生產(chǎn)實踐表明，常規(guī)處理工藝對有機物的去除率僅為20%~30%。因此，為
去除地下水中的農(nóng)藥殘留，需要開發(fā)新工藝。目前研究較多的方法主要有活性
炭吸附、高級氧化、納濾膜及生物降解等。單純生物降解的效率會受到地下水中
營養(yǎng)物濃度低的限制，而其他的物理化學(xué)方法成本偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種同時去除地下水中的硝酸鹽和農(nóng)藥殘留的新型工
藝。其原理如下
可生物降解聚合物既可以作為微生物生物膜的載體，同時又可以在微生物酶 的作用下進行生物降解，生物膜中的反硝化微生物利用可降解聚合物的降解產(chǎn)物 作為碳源和電子供體，還原硝酸鹽為氮氣，從而實現(xiàn)水中硝酸鹽的徹底去除。
在反硝化脫氮的同時，附著有生物膜的聚合物顆?？梢晕皆械霓r(nóng)藥成 分，起到一種富集濃縮的作用，促進微生物對其進行生物降解。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案的實施包括以下步驟
1、 反應(yīng)器的啟動。反應(yīng)器為填充床模式(見附圖l) (30cmx 150cm)，將 PBS顆粒(南京蘇石公司生產(chǎn)，主要成分為淀粉，粒徑0.5cm)填充于反應(yīng)器中， 填充高度為反應(yīng)器高度的四分之三，上流式進水。取污水處理廠曝氣池的活性污 泥，加入到含有硝酸鹽原水的水箱中，對反硝化微生物進行馴化富集。待反硝化 效果穩(wěn)定后，馴化結(jié)束。
2、 反硝化脫氮同時去除農(nóng)藥。馴化結(jié)束后，開始反應(yīng)器的正常運行。馴化 和運行的溫度為15-40°C。含有硝酸鹽與農(nóng)藥的原水從水箱通過計量泵進入反應(yīng)器，通過計量泵調(diào)節(jié)水的流速(15L/h)，保證一定的水力停留時間(2h)。定期 檢測出水的N03-N和農(nóng)藥濃度。
本發(fā)明的優(yōu)點是，在實現(xiàn)反硝化脫氮的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了水中硝酸鹽和殘留農(nóng) 藥的同時去除。


圖1為本發(fā)明的廢水處理工藝流程示意圖。
具體實施例方式
如圖所示，本發(fā)明中進水箱(1)通過軟管(2)與蠕動泵(3)連接，并通 過蠕動泵(3)調(diào)節(jié)進水流速。蠕動泵的出水從反應(yīng)器(4)底部進入，通過填料 PBS顆粒(5)從反應(yīng)器(4)的上部流出，進入出水箱(6)。在進水通過填料的 過程中，經(jīng)填料表面生物膜中微生物的吸附及降解作用，可實現(xiàn)進水中硝酸鹽與 農(nóng)藥的同時去除。
以下所述實施例詳細(xì)說明了本發(fā)明。
實施例1
反應(yīng)器規(guī)格為30cmxl50cm。被處理原水為清華大學(xué)昌平校區(qū)的地下水， 加入NaN03和2,4-D (2,4-二氯苯氧乙酸)，使其濃度分別為50mg/L和3.1 u g/L。在 下述條件下進行脫氮處理
水力停留時間2小時
溫度30°C
pH: 7.5
處理前后水質(zhì)如表1所示。表1實施例1處理前后的水質(zhì)
N03-N(mg/L)2,4-D(y g/L)2,4-D去除率(％) N03-N去除率(％)
處理前 503.1
處理后 <50100 >90
實施例2
反應(yīng)器規(guī)格為30 cm x 150 cm。被處理原水為清華大學(xué)昌平校區(qū)的地下水，
加入NaN03和林丹，使其濃度分別為50mg/L和7.2yg/L。在下述條件下進行脫氮 處理
水力停留時間2小時 溫度30°C pH: 7.5
處理前后水質(zhì)如表2所示。
表2實施例2處理前后的水質(zhì)
N03-N(mg/L)林丹(ug/L)林丹去除率(％)NOrN去除率 (%)
處理前507.2
處理后< 5<0.1>98>卯
權(quán)利要求
1. 一種同時去除地下水中硝酸鹽與農(nóng)藥的方法，在反硝化脫氮的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了水中硝酸鹽和殘留農(nóng)藥的同時去除，其特征在于，將PBS顆粒填充于反應(yīng)器中，上流式進水；取活性污泥加入到含有硝酸鹽原水的水箱中，對反硝化微生物進行馴化富集；待反硝化效果穩(wěn)定后，馴化結(jié)束，開始反應(yīng)器的正常運行；含有硝酸鹽與農(nóng)藥的原水從水箱通過計量泵進入反應(yīng)器，利用計量泵調(diào)節(jié)水的流速，定期檢測出水的NO3-N和農(nóng)藥濃度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的PBS顆粒是南京蘇石 公司生產(chǎn)，主要成分為淀粉，粒徑0.5cm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述PBS顆粒填充高度為反 應(yīng)器高度的四分之三。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)器規(guī)格為30 cm x 150cm0
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性污泥來源于污水處 理廠曝氣池。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述馴化和運行的溫度為15-40。C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水的流速為15L/h，水 力停留時間為2h。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域一種同時去除地下水中硝酸鹽與農(nóng)藥的方法。該方法的步驟包括首先將填料PBS顆粒填充于反應(yīng)器中，上流式進水；其次取活性污泥加入到含有硝酸鹽原水的水箱中，對反硝化微生物進行馴化富集；待反硝化效果穩(wěn)定后馴化結(jié)束，開始反應(yīng)器的正常運行，含有硝酸鹽與農(nóng)藥的原水從水箱通過計量泵進入反應(yīng)器；最后利用計量泵調(diào)節(jié)水的流速，定期檢測出水的NO₃-N和農(nóng)藥濃度。本發(fā)明的優(yōu)點是，在實現(xiàn)反硝化脫氮的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了水中硝酸鹽和殘留農(nóng)藥的同時去除。
文檔編號C02F3/28GK101428890SQ20081023962
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者王建龍, 王旭明, 俊 胡 申請人:清華大學(xué)