[发明专利]一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置

说明书

本发明提供了一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置，所述设备包括：密封的A柱填料区、B柱填料区、C柱填料区，其中所述A柱填料区顶部设有入水口，且A柱填料区底部与B柱填料区的底部导通，且B柱填料区顶部与C柱填料区顶部导通，所述C柱填料区底部设有出水口；所述A柱填料区填充有含膨润土的释氧材料和天然河砂的混合物；所述B柱填料区内填充有碱改性凹凸棒石；所述C柱填料区填充有粒径1—2mm的天然沸石。上述方案中，利用释氧材料和碱改性凹凸棒在岸滤取水过程中，联用动态原位去除氨氮，能够将区域内的地下水氨氮浓度至少降低到地下水水质的Ⅲ类标准，解决了现有地下水中氨氮的污染问题。

技术领域

本发明涉及水净化技术领域，特别是指一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置。

背景技术

岸滤取水起源于十九世纪七十年代的欧洲，并在第二次世界大战以后得到了普遍应用。在第二次世界大战之后，由于河流受到市政和工业废水的污染，莱茵河、易北河、多瑙河和塞纳河等欧洲主要河流的沿岸国家广泛采用岸滤取水技术来获取饮用水。

岸滤取水过程中的过滤作用、吸附作用、酸碱中和作用、氧化还原作用、水解作用、生物地球化学等其他天然衰减作用的影响能够较好的去除污染物质，因此岸滤取水作为一种高效、低成本的饮用水处理或预处理方法已受到世界范围内普遍关注。

随着经济的发展和人口增长，人类对环境的破坏与日俱增，同时随着降水量的减少，地下水的超标开采，地下水区域水位下降，我国地下水污染程度日益严重。其中，工业废水、城市生活污水、生活垃圾产生的溶出物、农业中氮肥的过量使用，产生了大量的含氮化合物和有机物质。这些物质进入水体或土壤后，部分随降水直接进入地下水，部分随地表径流往下游迁移并下渗，使得地下水中氨氮含量增高，形成了岸滤取水过程中污染物主要的污染类型之一。在傍河区地下水氨氮污染修复技术较为常用的是抽出处理法，即将受氨氮污染的地下水抽出地表进行处理后，再使用通常折点加氯、投加吸附剂等比较常用的方法，它们无需改变水厂原有运行工艺，无需新建水处理设施，且应用方便、处理性能稳定、比较经济，在实际应用中具有更强的适应性。但是处理成本高，并且会产生诸如消毒副产物等有毒物质的二次污染。

渗透反应格栅(Permeable Reactive Barrier，PRB)是指通过在地下含水层补给路径上安置反应介质以拦截污染羽，受污染的地下水流通过反应介质，利用降解、吸附、沉淀反应将污染物转化为环境可接受的形式，从而实现格栅下游污染物修复目的。相对于抽出处理法技术，技术具有操作简单、维护成本低和对环境影响小的特点，目前已经成功的应用在国外的一些地下水污染地区。但是通过选用不同的反应介质，则以不同的反应机理去除地下水中的氨氮。目前，国内针对PRB技术的反应介质问题仍然处于初试阶段。因此，探索一种高效、低成本的反应介质应用于岸滤取水过程中氨氮的去除，对于我国北方地区及全国傍河取水的开采具有重要的意义。

同时，傍河水源地是我国北方地区重要的供水水源，其氨氮污染问题因人类活动及地表水污染影响而日益凸显。作为一种高效低成本的地下水污染修复材料，凹凸棒石及其改性产物得到越来越广泛的关注。综合国内外现状，凹凸棒在应用方面的主要特点是：大力发展深加工，充分开发其本身的优异性能，增加或赋予矿物必要的特性，以提高其利用性能和价值。凹凸棒石加工是指针对其用途，利用各种方法或措施提高其纯度，或改变其矿物结构、化学组成等，进一步扩大或改善其应用范围，其有效途径之一是改性。

王雅萍等在2014进行了硅酸盐矿物对废水中氨氮吸附性能的研究，采用焙烧、酸化、钠化和碱化四种改性方法对其改性,用模拟氨氮废水进行了吸附实验。通过研究发现碱改性后的沸石、凹凸棒石粘土和膨润土对模拟氨氮废水的去除率较高。还研究了结构特征和pH值对吸附效果的影响；结果表明：碱化后矿物的比表面比天然的都得到较大的提高，氨氮在矿物上的吸附容量随着pH值的升高而增加；但在较高pH值下，其吸附容量反而降低，碱改性样品对氨氮的吸附性能得到很大程度的提高。