化学与生物组合反应带原位修复被污染地下水的方法技术

本发明专利技术涉及一种化学与生物组合反应带原位修复被污染地下水的方法。是在污染源的下游设有与水流方向垂直线形排列的化学反应井群构成的化学反应带，在化学反应带的下游设有生物反应井群构成的第一生物反应带和第二生物反应带。化学反应井中装有铁屑和活性碳，生物反应井中装有生物膜组件和固定化硝基苯降解菌和苯胺降解菌的活性碳。经过化学反应带的水中硝基苯浓度有明显的降低，硝基苯在五天内已大部分被零价铁和活性炭转化或吸附。生物反应带运行三十四天后，生物井群出水中残留的苯胺浓度趋尽于零，生物反应井内固定化的降解菌对苯胺的降解效果十分明显。化学与生物反应带对140mg/L硝基苯，80.4mg/L苯胺处理效果均可达到97％以上，具有良好的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种被污染地下水的原位修复方法，尤其是已被硝基苯和苯胺污染的地下水的原位修复方法。
技术介绍
目前已有多种地下水污染治理技术与修复方案，归纳起来主要有物理法、化学法、生物法；按照处理特点来分生物修复法又可分为异位生物修复法和原位生物修复法及联合生物修复法。物理法抽出处理法是当前应用很普遍的一种传统的异位修复技术，该技术是最早出现的地下水污染修复技术之一，也是地下水异位修复的代表性技术。自20世纪80年代开展地下水污染修复至今，地下水污染治理仍以P&T技术为主。P&T技术是把污染的地下水抽出来，然后在地面上进行处理。近年来，随着污染治理研究的不断深入，该技术已有了更广泛的含义，只要在地下水污染治理过程中对地下水实施了抽取或注入过程，都归类为P&T技术。P&T技术的修复过程一般可分为两大部分地下水动力控制过程和地上污染物处理过程。该技术根据地下水污染范围，在污染场地布设一定数量的抽水井，通过水泵和水井将污染了的地下水抽取上来，然后利用地面净化设备进行地下水污染治理。治理方法主要有①空气吹脱，是处理挥发性有机物经常采用的方法。②活性炭吸附，几乎可以吸附任何有机污染物。③化学氧化，主要包括紫外线加过氧化氢、紫外加臭氧，紫外加过氧化氢加臭氧等强氧化剂组合，反应过程产生具有强氧化能力的氢氧自由基，使有机污染得到分解； ④生物降解，利用活性污泥工艺或者生物膜工艺，将抽取上来的地下水中的有机物进行生物氧化分解；⑤沉淀，通常是利用石灰或者碱苏打将重金属离子转化为不溶性的氢氧化物， 经沉淀去除；⑥膜分离，是利用选择性半渗透膜，可以从地下水中分离去除有机物或者重金属离子。在抽取过程中，由于水井水位的下降，在水井周围形成地下降水落漏斗，使周围地下水不断流向水井，减少了污染扩散。最后根据污染场地的实际情况，对处理过的地下水进行排放，可以排入地表径流、回灌到地下或用于当地供水等。P&T技术适用范围广，对于污染范围大、污染晕埋藏深的污染场地也适用。但其自身也存在一些局限性①当非水相溶液出现时，由于毛细张力而滞留的非水相溶液几乎不太可能通过泵抽的办法清除；②该技术开挖处理工程费用昂贵，而且涉及地下水的抽提或回灌，对修复区干扰大；③如果不封闭污染源，当停止抽水时，拖尾和反弹现象严重；④需要持续的能量供给，以确保地下水的抽出和水处理系统的运行，同时还要求对系统进行定期的维护与监测。化学法在受污染区域建立活性反应区域，同时将周围的污染物质随地下水迁移至活性反应区进行分解去除或者钝化固定。在活性反应区域一般需要注入合适的反应物质与迁移来的污染物进行反应，但注入的反应活性物质要能够比较均勻地分布在活性区，而且反应物质本身或者产物对环境无害。设立活性反应区的优点是对污染物进行就地处置和降解，不需要建立昂贵的地面基础设施，安装施工比较容易简单，操作维护也比较经济，可以用于深层污染的修复和处置，反应活性区可以用来截留处于流动状态的地下水中的污染物，避免其向更远的距离进行扩散和迁移，污染更大的范围。生物修复法大致可分为原位生物修复(in-situ bioremediation)和异位生物 (ex-situ bioremediation) URMa-^-^i^M. (combined remediation)。物修复是指在基本不破坏土壤和地下水自然环境的条件下，对受污染的环境不作搬运或输送，而在原场直接进行生物修复。该技术应用于被石油类碳氢化合物所污染区地下水治理已经有多年历史，但是直接用于治理被其它污染物污染的地下水也只是近几年的事。异位生物修复是移动污染物到邻近地点或反应器内进行，进行集中修复。联合生物修复可分为不同方式原位生物修复相结合。可渗透性反应墙法渗透性反应墙是一种建于地下水处理系统，简称PRB技术 (Permeable Reactive Barrier)。渗透性反应墙是20世纪末出现的一种地下水原位修复技术，是目前地下水修复研究领域中的热点。根据美国环保局(EPA)的定义“PRB是一个填充有活性反应介质材料的被动反应区，当被污染的地下水通过渗透性反应墙时，污染物质能被降解或固定。污染物质依靠自然水力运输通过预先设计好的反应介质时，介质可对溶解的有机物、金属、核素及其他污染物进行降解、吸附、沉淀或去除”。反应墙内含有可降解挥发性有机物的还原剂、固定金属的螯(络)合剂、还有可提供微生物生长繁殖所需要的营养物和氧气、用以增强生物处理的其他物质等。渗透性反应墙一般安装在地下蓄水层中， 垂直于地下水流方向。当地下水流在自身水力梯度作用下通过渗透性反应墙时，从污染源释放出来的污染物质在向下渗流过程中，形成一个污染晕。PRB就是在污染晕流动路径的横截面上设置一道墙体，墙体内填充不同的介质材料。当污染晕流经墙内，与墙体介质材料接触时，经过墙体材料的还原反应、降解、吸附、淋滤等一系列物理、化学、生物过程，污染晕中的污染组分得到降解，或者滞留在墙体中，从而达到对地下水环境修复的目的。渗透性反应墙一旦安装完毕，几乎不需要其他运行和维护费用。但是可渗透性反应墙最主要的问题是墙中介质失活更换困难，墙体堵塞问题难以解决。如果是修复城布中被污染的地下水，会受到地下管网的密集而限制了该技术的应用，另外如果超过一定深度的地下水受了到污染可渗透性反应墙技术的应用也有一定的困难。化学与生物组合反应带是一种快速、高效、灵活，既适用地下管网的密集分布的被污染的浅层地下水修复，又适用深层地下水被污染的修复。还可以有利于解决介质失活更换和墙体堵塞问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，是在污染源1的下游3_5m 处设有与水流方向垂直线形排列的一个以上化学反应井5构成的化学反应带2，在化学反应带2的下游3-5m处设有与化学反应带2平行的一个以上由第一生物反应井6构成的第一生物反应带3，在第一生物反应带3的下游3-5m处设有与第一物反应带3平行的一个以上由第二生物反应井7构成的第二生物反应带4。化学反应井5、第一生物反应井6或第二生物反应井7的井深均为被污染的地下水赋水层底板，井的内径20cm，井距:3m。在化学反应井5内装有按体积1 1混合的铁屑和活性碳，第一生物反应井6的底部装有曝气头，其上装有生物膜组件，第二生物反应井7的底部装有曝气头，其上装有固化硝基苯降解菌和苯胺降解菌的活性碳。生物膜组件是由维尼纶丝作载体，通过浸泡法在维尼纶丝上固定硝基苯降解菌和苯胺降解菌构成。固化微生物的活性碳是以活性炭为载体，通过浸渍将皱纹假单胞菌(pseudomonas corrugata)、焚光假单胞菌(pseudomonas fluorescens)、温禾口食酸菌(Acidovorax temperans)、月昔 # 芽 包杆菌(Bacillus cereus)禾口 _ 角 M 单 Ifi 菌(Pseudomonas asplenii)混合菌群固化在活性炭上，固化温度10_15°C，微生物菌液pH = 6，固化时间3_4天。化学反应井5内装有的铁屑和活性碳，第一生物反应井6装有的生物膜组件，第二生物反应井7装有固化微生物的活性碳均能随时更换。井深与反应带的距离成正比。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种化学与生物组合反应带原位修复被污染地下水的方法，其特征在于，在污染源（１）的下游３－５ｍ处设有与水流方向垂直，且线形排列的一个以上化学反应井（５）构成的化学反应带（２），在化学反应带（２）下游３－５ｍ处设有与化学反应带（２）平行的一个以上由第一生物反应井（６）构成的第一物反应带（３），在第一生物反应带（３）下游３－５ｍ处设有与第一生物反应带（３）平行的一个以上由第二生物反应井（７）构成的第二生物反应带（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰英，刘娜，任何军，王显胜，高松，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82