[发明专利]污染地下水修复的生物固定式渗透反应墙系统及填充物

说明书

技术领域

本发明涉及污染环境的生态修复技术领域，特别涉及一种有机物污染地下水修复的生物固定式渗透反应墙系统及填充物和方法。

背景技术

地下水污染是目前一个严重的环境问题。在地下水三大类污染中，有机物污染已超过重金属污染和放射性污染，成为当前地下水污染的主要形式。

在利用好氧生物降解机制的渗透反应墙技术中，目前常采取以下两种方式进行有机物污染地下水的原位修复治理：(1)通过反应墙向地下水中注入释氧化合物(MgO₂或CaO₂)，或在注入释氧化合物的同时，加入氮磷等微生物生长所需的营养物质，以激励在自然条件下处于微活或失活状态的土著微生物在好氧条件下分解转化地下水中的有机污染物。然而释氧化合物在释放氧气过程中由于化学反应，会造成地下水水体呈强碱性，其pH值超出土著微生物适宜生存的6.5～8.5范围，进而抑制微生物的活性，影响污染物的有效去除；由于释氧化合物为粉末状，使得其比表面积较大，造成释氧速率过快，降低了释氧化合物的有效利用。(2)当上述方法不能满足目标污染物的生物降解时，则会采取以下手段加以强化：通过反应墙向地下水中注入释氧化合物或在释氧化合物和氮磷等微生物生长所需的营养物质加入的同时，加入具有降解污染物能力的液态优势微生物溶液，利用微生物在含水层中的迁移并包裹在含水层固体颗粒表面，形成处理带，从而达到污染地下水流经该处理带时得到净化的目的。然而，除了上述问题依然存在外，由于地下水的流动、菌体与土壤颗粒或介质之间较弱的亲和力等原因，使得外加微生物流失严重，不仅降低了地下水的生物修复效果，同时也增加了修复成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有渗透反应墙技术中的缺点，提供一种新颖、高效、经济可行的有机物污染地下水修复的生物固定式渗透反应墙体系，即集营养和氧气供给、pH调控、微生物固定为一体多功能生物固定式渗透反应墙进行有机物污染地下水修复的系统及填充物和方法。

本发明的污染地下水修复的生物固定式渗透反应墙系统，是由释氧反应墙和生物降解墙组成；释氧反应墙6在前，生物降解墙7在后，释氧反应墙6中设置有释氧材料固体颗粒填充物，生物降解墙7中设置有固定化的微生物。

所述的反应墙系统是设置在在地下水污染羽状体5的下游，即尚未被污染的地下水区域。反应墙系统贯穿于土壤不饱和区2和饱和区3，直至与隔水层9相切，其中释氧反应墙6和生物降解墙7位于土壤饱和区。

在本发明的污染地下水修复的生物固定式渗透反应墙系统中，释氧反应墙中装填释氧材料固体颗粒填充物的组成如下：

释氧化合物        5％～15％；

(NH₄)₂SO₄         20％～40％；

KH₂PO₄            10％～35％；

粗砂              8％～15％；

水泥              10％～15％；

水                8％～15％；

微量元素          2％～5％，其中微量元素是由MgSO₄·7H₂O、Fe₂(SO₄)₃、MnSO₄·H₂O、ZnSO₄·H₂O和NaCl各组分等量组成。

在本发明的污染地下水修复的生物固定式渗透反应墙系统中，所述的固定化的微生物填充物的制备方法是：将微生物载体材料质量浓度为0.5％～4％的海藻酸钠溶于水并加入质量浓度为0.5％～2％的活性炭，或将质量浓度为3％～10％的聚乙烯醇溶于水并加入质量浓度为0.5％～4％的海藻酸钠后，再与具有降解有机物功能的微生物悬浊液按体积比为1～3∶1(微生物悬浊液按体积为1)的比例混合，然后将混合液压入质量浓度为0.1％～6％的氯化钙溶液中成球，于0～4℃下固化交联1～8小时，最后再用0.5％～1.5％的盐水洗涤即可。