[发明专利]去除硝酸盐的可渗透反应墙用填充材料及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及水体净化及水污染防治技术领域，特别涉及一种去除硝酸盐的可渗透反应墙用填充材料及其制备方法。

(二)背景技术

由于农业生产过程中化肥、有机肥等的过量施用，及工业生产过程中排放的含氮废水，长期渗入到地下水中，导致地下水中硝酸盐含量升高，尤其在地下饮用水水源地，地下水中硝酸盐氮的含量超标，对饮水安全及生态环境构成威胁，严重影响了人民群众的身体健康。

饮用水中含有过量的硝酸盐会对人体的健康造成严重的危害。当饮用水中硝酸盐含量达到90-140mg/L时，就能导致婴儿高铁血红蛋白症，俗称蓝婴病，当血液中高铁血红素的含量达到70％时，即导致窒息而死。人体长期摄取硝酸盐或亚硝酸盐，会造成智力下降，儿童长期饮用硝酸盐或亚硝酸盐含量高的水，听觉和视觉的条件反射都会比较迟钝。

硝酸盐在水中的溶解性极高，稳定性好，难于形成共沉淀或者吸附，传统的简单的水处理技术，如石灰软化、过滤等工艺都很难除去水中的硝酸盐。目前，从水中去除硝酸盐的主要研究方法有氧化还原法、生物反硝化法、离子交换法及电渗透法等，但这些技术普遍处理成本高，国内主要以室内试验研究和抽出处理为主。离子交换法和电渗透法，只是将水中的硝酸盐氮通过离子交换的方式移除，并不是将其还原成氨氮、亚硝酸盐或者氮气，实质上并没有达到根本去除的效果；电渗透法在操作上非常复杂，所需成本较高，实用性较差，生物反硝化法需要新的碳源，且需要在厌氧的情况下才能达到试验要求，有氧情况下容易生成亚硝酸盐，反应条件控制要求严格，野外试验难以达到。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种成本低廉、制备方法简单、去除效果显著、高效、经济、环保的去除硝酸盐的可渗透反应墙用填充材料及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

去除硝酸盐的可渗透反应墙用填充材料，包括以下原料组成：预处理的铁粉、活性炭及粗砂，预处理的铁粉、活性炭及粗砂的体积比为3∶1∶6。

预处理的铁粉粒径为0.45-0.5mm、活性炭粒径为1.7-2mm、粗砂粒径为0.25-2mm。

预处理的铁粉的成分含量为：Fe为96.5％、C为0.05％、S为0.06％，其余为杂质。

预处理的铁粉的制备方法包括酸洗处理方法或水洗处理方法。

酸洗处理方法为：将Fe⁰铁粉放入pH值为2-4的0.005-0.00005mol/l的硫酸溶液或者1mol/l的盐酸溶液中浸泡1小时后，用干净的去离子水冲洗三遍，通风晾晒12小时后，Fe⁰铁粉由原来的黑灰色逐渐变为较为蓬松的红褐色时即得预处理的铁粉。

水洗处理方法为：在温度为-10℃-30℃、通风条件良好的情况下，将Fe⁰铁粉和活性炭以体积比3∶1的比例混合后置入去离子水中浸泡，Fe⁰铁粉和活性炭在30min后形成电解反应，以Fe⁰铁粉和活性炭作为原电池两极，去离子水作为电解质溶液，活性炭使Fe⁰铁粉在1-2天时间内快速反应变为黑灰色即得预处理的铁粉。

该去除硝酸盐的可渗透反应墙用填充材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)预处理的铁粉的制备方法：采用如下步骤a或步骤b制得：

a、酸洗处理方法为：将Fe⁰铁粉放入pH值为2-4的0.005-0.00005mol/l的硫酸溶液或者1mol/l的盐酸溶液中浸泡1小时后，用干净的去离子水冲洗三遍，通风晾晒12小时后，Fe⁰铁粉由原来的黑灰色逐渐变为较为蓬松的红褐色时即得预处理的铁粉；

b、水洗处理方法为：在温度为-10℃-30℃、通风条件良好的情况下，将Fe⁰铁粉和活性炭以体积比3∶1的比例混合后置入去离子水中浸泡，Fe⁰铁粉和活性炭在30min后形成电解反应，以Fe⁰铁粉和活性炭作为原电池两极，去离子水作为电解质溶液，活性炭使Fe⁰铁粉在1-2天时间内快速反应变为黑灰色即得预处理的铁粉；

(2)将经过预处理的铁粉、活性炭及粗砂按照体积比3∶1∶6的比例置入搅拌装置，通过搅拌装置充分搅拌混合均匀后，即得该去除硝酸盐的可渗透反应墙用填充材料。