[发明专利]一种修复铬污染地下水的方法及其可渗透反应墙

说明书

技术领域

本发明涉及一种修复铬污染地下水的方法及其可渗透反应墙。

背景技术

我国大部分地区地下水已不同程度地受到重金属铬的污染，其来源为工矿企业废水的排放、工业和生活垃圾的堆放、污染地表水的补给、过量施用化肥和农药以及不达标的再生水灌溉等。

渗透性反应墙（PRB）是治理污染地下水的一种原位技术，通常以零价铁或以铁为基础的双金属作为反应介质，通过铁对污染物的化学还原反应，去除污染物。然而，这种处理系统造价较昂贵，且反应进行一段时间后，易因pH值的变化等导致铁发生腐蚀，形成自身的铁矿物（如赤铁矿、磁赤铁矿）沉淀，在铁金属表面形成一层反应保护膜，阻碍反应的进一步进行，随着铁矿物的累积及微生物的生长，可使反应墙发生阻塞，使反应介质的孔隙度与水力传导率下。

发明内容

本发明的目的是提供一种修复铬污染地下水的方法及其专用可渗透反应墙。

本发明所提供的一种可渗透反应墙，其填充介质为发酵树皮与沙子的混合物。

上述的可渗透反应墙中，所述发酵树皮具有如下理化性质：pH值可为7.65～7.81，有效氮含量可为176.83～19845mg/kg，碳含量可为18.28～18.38%，氮含量可为1.99～2.03%，氢含量可为2.50～2.64%，和/或氧含量可为26.70～28.30%，上述含量均为质量百分含量，其中有效氮指的是能够被生物利用的氮，如购自北京众康志恒生物科技有限公司的发酵树皮。

上述的可渗透反应墙中，所述发酵树皮作为反应介质，所述沙子主要起固定的作用。

上述的可渗透反应墙中，所述发酵树皮与所述沙子的混合物的pH值可为8.05～8.07；

所述发酵树皮与所述沙子的混合物的有效氮含量可为121.12～146.00mg/kg。

上述的可渗透反应墙中，所述发酵树皮与所述沙子的体积比可为10～5：0～5，但所述沙子的添加量不为零。

上述的可渗透反应墙中，所述发酵树皮与所述沙子的体积比具体可为6：4。

本发明进一步提供了一种修复铬污染地下水的方法，包括如下步骤：

将铬污染地下水流经所述渗透性反应墙，即实现对所述铬污染地下水的修复，即去除所述污染地下水中的六价铬离子。

上述的方法中，所述流经的时间可为2天～20天，如2天、4天、6天、8天、10天、12天、14天、16天、18天或20天。

本发明以发酵树皮和沙子混合物或单独的发酵树皮为填充材料构建渗透性反应墙，主要通过系统中厌氧微生物的作用，使六价铬转化为三价铬。发酵树皮中的有机质可作为电子给体，促进六价铬的还原转化。本发明的渗透性反应墙对六价铬的去除率可达到98.6%，对总铬的去除效率可达到94.1%。

本发明的渗透性反应墙成本低廉，运行时间较长。因此，本发明的渗透性反应墙在铬污染地下水修复领域将有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明渗透性反应墙模拟柱结构示意图。

图2为本发明模拟柱不同深度取样口处六价铬、三价铬和总铬浓度的变化曲线。

图3为本发明模拟柱进水口总铬及出水口六价铬、三价铬和总铬浓度随时间的变化曲线。

图4为本发明模拟柱不同深度取样口环境条件的变化曲线。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中所用到的填充介质的来源与理化性质如下：

发酵树皮购自北京众康志恒生物科技有限公司；

沙子采自北京四号地铁站北京大学站施工地。

对发酵树皮进行元素分析，显示碳含量为18.33±0.50%（质量百分含量），氮含量为2.01±0.02%（质量百分含量），氢含量为2.57±0.07%（质量百分含量），氧含量27.50±0.80%（质量百分含量）。

对发酵树皮、沙子、以及发酵树皮和沙子混合物（体积比6:4）的pH和有效氮进行了测定，结果如表1所示。由表中数据可得知，发酵树皮本身的pH值为弱碱性，很适宜微生物的生长；与沙子按6：4体积混合后，pH值略有升高，有效氮含量略有下降。

碳、氮、氢含量的测定方法：发酵树皮风干后研磨，用元素分析仪测定。