[发明专利]一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙填充材料、系统及其填充方法

权利要求书

1.一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙填充材料，其特征在于：所述的填充材料由生物缓释碳源材料、pH缓冲营养元素材料和菌群富集水处理填料混合组成，各组分的质量百分比分别为：生物缓释碳源材料75～85％，pH缓冲营养元素材料5～15％，菌群富集水处理填料5～15％，所述的生物缓释碳源材料为南京大学国家发明专利申请201310727268.0中所给出的碳铁微电池缓释碳源填料制备方法制备得到的材料。

2.根据权利要求1所述的一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙填充材料，其特征在于：所述的pH缓冲营养元素材料由内核和外壳组成，内核的组成及质量百分比为：

外壳的组成及质量百分比为：

普通硅酸盐水泥  25～30％

凹凸棒土        55～65％

硅藻土          5～15％

所述的营养元素为CuSO₄·5H₂O、CaCl₂·2H₂O、FeSO₄·7H₂O、ZnSO4·7H₂O、MnCl₂·4H₂O、(NH₄)6Mo₇O₂₄·4H₂O中的两种或两种以上任意组合；所述的粘合剂为海藻酸钠、阿拉伯胶、瓜尔豆胶中的一种或者两种任意混合。

3.根据权利要求2所述的一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙填充材料，其特征在于：所述的pH调节剂为柠檬酸、乙酸、葡糖糖酸钠、焦亚硫酸钠、磷酸氢二钠、氢氧化钠中的两种或两种以上任意组合。

4.根据权利要求1所述的一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙填充材料，其特征在于：所述的菌群富集水处理填料为多孔球形填料、生物陶粒、鲍尔环和阶梯环中的一种或者任意两种的任意组合，其粒径是4～5mm，填料上接种有反硝化菌。

5.根据权利要求4所述的一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙填充材料，其特征在于：所述的反硝化菌为经分离提纯的需要修复区域的土著反硝化菌。

6.权利要求1所述的pH缓冲营养元素材料的制备方法，其制备步骤如下：

(1)将硅藻土和石英砂粉碎至40～60目；

(2)将营养元素、pH调节剂、凹凸棒土和粘合剂粉状原料按照权利要求2中所述的比例调配混匀，逐步投入造粒机内，启动造粒机后少量多次喷水，使粉状原料滚动成颗粒状，得到以pH缓冲营养元素为核心层的缓释内核；

(3)将步骤(2)中得到的缓释内核自然风干1～3天或用烘箱在30～35℃烘干，直至缓释内核的颗粒强度达到30～45N/颗，得到pH缓冲营养元素材料的内核；

(4)将外壳原料普通硅酸盐水泥、凹凸棒土和硅藻土按权利要求2中的比例充分混合均匀；

(5)将步骤(3)得到的pH缓冲营养元素材料的内核置入造粒机中，添加步骤(4)中混合后的外壳原料，同时边添加水边滚动造粒，在pH缓冲营养元素材料的内核外表面形成外壳，控制外壳的厚度为1～1.5mm，得到pH缓冲营养元素材料；

(6)将步骤(5)中得到的pH缓冲营养元素材料放置于阴凉处风干3～7天。

7.一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙系统，其特征在于：所述的可渗透反应墙系统按水流方向分为3个区域，依次为工艺进水区、工艺反应区和工艺出水区。

8.根据权利要求7中的一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙系统的填充方法，其特征在于：将工艺进水区和工艺出水区填充水处理滤料，权利要求1中的填充材料与石英砂或玄武岩按体积比5:5到7:3逐层均匀混合填充到工艺反应区中。

9.根据权利要求8所述的一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙系统的填充方法，其特征在于：所述的水处理滤料为膨土岩、漂白土、天然沸石滤料、海泡石、火山岩滤料、无烟煤滤料、焦炭滤料中的一种或者两种任意组合，其粒径是4～5mm。

10.根据权利要求8所述的一种用于地下水硝酸盐生物脱除的可渗透反应墙系统的填充方法，其特征在于：在工艺反应区填充材料菌群富集水处理填料上接种反硝化菌，工艺反应区水中反硝化菌接种浓度为10⁵～10⁸个/ml。