地下水氧化性污染物處理裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種地下水氧化性污染物處理裝置，包括依次連接的前生物處理池、后生物處理池、前還原處理池、后還原處理池和生態(tài)凈化池；前生物處理池的外側(cè)壁下部設(shè)置有進(jìn)水口，前生物處理池和后生物處理池通過第一隔墻隔開，第一隔墻的上部設(shè)有過水洞；后生物處理池和前還原處理池通過第二隔墻隔開，第二隔墻的下部設(shè)有過水洞；前還原處理池和后還原處理池通過第三隔墻隔開，第三隔墻的上部設(shè)有過水洞；后還原處理池和生態(tài)凈化池通過第四隔墻隔開，第四隔墻的下部設(shè)有過水洞；生態(tài)凈化池的外側(cè)壁下部設(shè)有出水口；生物處理池和還原處理池內(nèi)均填充填料。本實(shí)用新型處理成本低，無需額外提供氫氣和二氧化碳，處理效果好，無二次污染。
【專利說明】地下水氧化性污染物處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于處理去除淺層地下水中氧化性污染物的裝置，屬于地下水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]對于地下水中硝酸鹽和高價重金屬離子等氧化性污染物的處理，目前主要有物理分離法、化學(xué)還原法和生物法。物理化學(xué)法(離子交換、反滲透、電滲析等)雖然處理效果好，但需將地下水泵取，然后在地上進(jìn)行處理，占地面積大，裝置復(fù)雜，成本高，處理后產(chǎn)生的濃縮廢液還需要進(jìn)一步處理，存在二次污染問題；原位地下滲透墻技術(shù)往往采用納米鐵為主要還原材料，利用納米鐵粒徑小，比表面積大，表面活性高，將其制成漿料直接注入污染的地下水中，能夠?qū)崿F(xiàn)對污染物的快速降解。然而，納米粒子微小的尺寸和極高的表面能使其在水體中易于團(tuán)聚，難分散；單純納米鐵顆粒還原速度慢，穩(wěn)定性差，易失活，產(chǎn)泥量大。
[0003]異養(yǎng)反硝化的外加碳源可分為以甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖等液態(tài)有機(jī)物為主的傳統(tǒng)碳源以及以可生物降解的聚合物(包括天然纖維素類物質(zhì)，如棉花、麥桿、稻殼、樹皮、報紙等)和合成的聚合物(如PHB (聚β_羥基丁酸))為主的新型碳源。然而，傳統(tǒng)碳源存在成本高、投加過量的隱患，易產(chǎn)生二次污染，需要精確控制投加過程。合成的聚合物價格較高，天然纖維素類物質(zhì)的碳源釋放不能得到有效控制，而且會帶來較高的溶解性有機(jī)碳和色度問題。
[0004]氫自養(yǎng)生物膜技術(shù)在應(yīng)用地下水脫硝及還原高價重金屬離子時，需要額外通入氫氣作為電子供體，額外投加二氧化碳作為無機(jī)碳源，膜材料價格較高，應(yīng)用受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有地下水中氧化性污染物處理技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、處理效果好的地下水氧化性污染物處理裝置。
[0006]本實(shí)用新型的地下水氧化性污染物處理裝置，采用以下技術(shù)方案:
[0007]該裝置,包括依次連接的前生物處理池、后生物處理池、前還原處理池、后還原處理池和生態(tài)凈化池；前生物處理池的外側(cè)壁下部設(shè)置有進(jìn)水口，前生物處理池和后生物處理池通過第一隔墻隔開，第一隔墻的上部設(shè)有過水洞；后生物處理池和前還原處理池通過第二隔墻隔開，第二隔墻的下部設(shè)有過水洞；前還原處理池和后還原處理池通過第三隔墻隔開，第三隔墻的上部設(shè)有過水洞；后還原處理池和生態(tài)凈化池通過第四隔墻隔開，第四隔墻的下部設(shè)有過水洞；生態(tài)凈化池的外側(cè)壁下部設(shè)有出水口 ；前生物處理池和后生物處理池內(nèi)均填充天然固態(tài)有機(jī)物填料；前還原處理池和后還原處理池內(nèi)均填充納米鐵復(fù)合填料。
[0008]上述裝置首先天然固態(tài)有機(jī)物填料進(jìn)行反硝化處理，在還原硝酸鹽的同時產(chǎn)生二氧化碳，納米鐵復(fù)合填料因零價鐵還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，在填料表面生長氫自養(yǎng)生物膜，自養(yǎng)微生物利用CO2為碳源，以氫氣作為電子供體，以氧化性污染物為電子受體，將氧化性污染物還原或降解(將硝酸鹽被還原氮?dú)?，將高價重金屬還原為低價態(tài)并生成低毒難溶鹽沉淀物)，通過在生態(tài)凈化池內(nèi)填充沙土，種植樹木進(jìn)一步吸收去除污染物，達(dá)到凈水的目的。
[0009]本實(shí)用新型采用異養(yǎng)、自養(yǎng)反硝化及零價鐵還原聯(lián)用處理，處理成本低，無需額外提供氫氣和二氧化碳，氫氣利用率高，處理效果好，生物量產(chǎn)量低，無二次污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型地下水氧化性污染物處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:1、進(jìn)水口，2、前生物處理池，3、后生物處理池，4、前還原處理池，5、后還原處理池，6、生態(tài)凈化池，7、出水口，8、過水洞，9、第一隔墻，10、第二隔墻，11、第三隔墻，12、第四隔墻。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本實(shí)用新型的地下水氧化性污染物處理裝置，主要包括依次連接的前生物處理池2、后生物處理池3、前還原處理池4、后還原處理池5和生態(tài)凈化池6。前生物處理池2的外側(cè)壁下部設(shè)置有進(jìn)水口 1，前生物處理池2和后生物處理池3通過第一隔墻9隔開，第一隔墻9的上部設(shè)有過水洞8。后生物處理池3和前還原處理池4通過第二隔墻10隔開，第二隔墻10的下部設(shè)有過水洞。前還原處理池4和后還原處理池5通過第三隔墻11隔開，第三隔墻11的上部設(shè)有過水洞。后還原處理池5和生態(tài)凈化池6通過第四隔墻12隔開，第四隔墻12的下部設(shè)有過水洞。生態(tài)凈化池6的外側(cè)壁上部設(shè)有出水口 7。前生物處理池2和后生物處理池3內(nèi)均填充天然固態(tài)有機(jī)物填料(如植物秸桿)。前還原處理池4和后還原處理池5內(nèi)均填充納米鐵復(fù)合填料。生態(tài)凈化池6內(nèi)填充沙土，種植樹木。
[0013]上述地下水氧化性污染物處理裝置的運(yùn)行過程如下所述:
[0014]地下水首先經(jīng)過進(jìn)水口 I進(jìn)入前生物處理池2，在前生物處理池2內(nèi)自下至上流經(jīng)天然固態(tài)有機(jī)物填料，然后通過第一隔墻9上部的過水洞8自上至下流經(jīng)后生物處理池3內(nèi)的天然固態(tài)有機(jī)物填料，在前生物處理池2和后生物處理池3中地下水與天然固態(tài)有機(jī)物填料充分接觸，確保水流在處理區(qū)有足夠的水力停留時間。污染地下水流經(jīng)前生物處理池2和后生物處理池3的過程中，天然固態(tài)有機(jī)物填料上的生物膜可利用填料本身緩慢釋放的碳源，將水體中的硝酸鹽還原為氮?dú)猓瑫r產(chǎn)生C02。
[0015]地下水由第二隔墻10下部的過水洞繼續(xù)進(jìn)入前還原處理池4，由下至上流經(jīng)前聯(lián)合還原處理池4內(nèi)的納米鐵復(fù)合填料，再由第三隔墻11上部的過水洞自上至下進(jìn)入后還原處理池4，流經(jīng)后還原處理池5內(nèi)的納米鐵復(fù)合填料。在地下水流經(jīng)混合填料的過程中，納米鐵復(fù)合填料利用零價鐵的還原作用，將進(jìn)水中的高價無機(jī)金屬離子還原為低價態(tài)，降低其毒性，同時降解過程產(chǎn)生H2及0H_，還原后的金屬離子更容易形成金屬氫氧化物固體沉淀物；同時，納米鐵復(fù)合填料表面生長氫自養(yǎng)微生物，氫自養(yǎng)生物膜進(jìn)行生物還原作用進(jìn)一步還原降解水體中的硝酸鹽、高價金屬離子等污染物。自養(yǎng)微生物呼吸作用所需的電子供體由氫氣提供，電子受體為被還原物質(zhì)，所需碳源由前生物處理池2和后生物處理池3產(chǎn)生的CO2補(bǔ)充。
[0016]然后地下水經(jīng)第四隔墻12下部的過水洞進(jìn)入生態(tài)凈化池6，在該區(qū)域利用利用樹木根系對營養(yǎng)的吸收，將經(jīng)過前兩個區(qū)域處理過的地下水中低含量的營養(yǎng)鹽如硝酸鹽、無 機(jī)金屬離子進(jìn)一步吸收去除，最后由出水口 7排出。
【權(quán)利要求】
1.一種地下水氧化性污染物處理裝置，其特征是:包括依次連接的前生物處理池、后生物處理池、前還原處理池、后還原處理池和生態(tài)凈化池；前生物處理池的外側(cè)壁下部設(shè)置有進(jìn)水口，前生物處理池和后生物處理池通過第一隔墻隔開，第一隔墻的上部設(shè)有過水洞；后生物處理池和前還原處理池通過第二隔墻隔開，第二隔墻的下部設(shè)有過水洞；前還原處理池和后還原處理池通過第三隔墻隔開，第三隔墻的上部設(shè)有過水洞；后還原處理池和生態(tài)凈化池通過第四隔墻隔開，第四隔墻的下部設(shè)有過水洞；生態(tài)凈化池的外側(cè)壁下部設(shè)有出水口 ；前生物處理池和后生物處理池內(nèi)均填充天然固態(tài)有機(jī)物填料；前還原處理池和后還原處理池內(nèi)均填充納米鐵復(fù)合填料。
【文檔編號】C02F9/14GK203513445SQ201320661967
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】翟玉 申請人:平陰縣環(huán)境保護(hù)局