[发明专利]一种高铁锰氨氮复合污染低温地下水的处理方法

说明书

本发明公开了一种高铁锰氨氮复合污染低温地下水的处理方法，以天然沸石为原料，使沸石基材料负载锰氧化物，通过富集培养液的浸渍使材料负载硝化菌和铁锰氧化菌等微生物，制备得到沸石负载锰氧化物和微生物的多功能复合材料并装填滤柱，按照进水吸附、排空水、鼓空气生物再生、洗涤硝酸盐四个阶段序批式运行，同时净化低温地下水中的铁锰氨氮，出水达到生活饮用水质量标准。

技术领域

本发明涉及一种高铁锰氨氮复合污染低温地下水的处理方法，属于水处理和非金属矿产资源利用技术领域。

背景技术

我国三北地区地下水普遍低温(低于10℃)缺氧，由于岩石化学风化和微生物还原、农业种植养殖引起的氮素对地下水的污染，导致地下水Fe²⁺、Mn²⁺、NH₄⁺-N同时超标的现象十分普遍，其中为Fe²⁺5～20mg/L，Mn²⁺2-5mg/L，NH₄⁺-N 1-15mg/L，而生活饮用水标准为NH₄⁺-N浓度0.5mg/L、总铁浓度0.3mg/L、Mn²⁺浓度0.1mg/L。发展经济的技术方法处理这类劣质地下水，保障居民供水水质是当前解决民生问题的迫切技术需求。

沸石是一族具有架状硅氧骨干结构的铝硅酸盐矿物，已发现天然沸石40多种，其中最常见的有斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、毛沸石、钙十字沸石、片沸石、浊沸石、辉沸石和方沸石等。沸石族矿物所属晶系不一，晶体多呈纤维状、毛发状、柱状，少数呈板状或短柱状。由于沸石具有发育的晶体微孔孔道和和结构电荷，表现出巨大的内表面积和优良的离子交换特性，因而沸石在吸附、离子交换、分子筛和催化等领域有非常广泛的应用。

沸石对各类金属阳离子(K⁺、Na⁺、Ca²⁺、NH₄⁺、重金属离子等)的选择性离子交换吸附性能，使沸石在各类废水处理工艺中得到了广泛的应用，特别是废水深度脱氨氮的处理。CN201710296211.8、CN201710293189.1、CN201210020674.9、CN201110162569.4等公开的方法，都是以沸石为基础原料制备吸附净化氨氮的水处理材料；CN201610368672.7、CN201610368468.5、CN201610368466.6用沸石制备水工建筑材料吸附水中氨氮；CN201710878345.0，公开了一种改性沸石分子筛吸附颗粒的制备方法及应用，以沸石粉为主要原料在壳聚糖、乙酸锌、海藻酸钠在溶液中交联制备吸附剂颗粒，用于吸附去除低温水中的氨氮。

由于沸石吸附氨氮容易饱和，再生是关键的问题。早期曾发展盐溶液离子交换再生技术，但是发现产生的高浓度含氨氮的盐溶液比较难处置，沸石再生也不完全。从上世纪90年代开始发展生物沸石技术，即在沸石基材料中负载硝化菌使吸附氨氮转化为硝酸盐以实现生物再生。CN201710865502.4公开了一种微污染水源水生物处理装置，在装置内设置悬挂填料层、改性沸石层、鹅卵石层，强化微生物附着，增加系统生物种类的多样性，从而强化微污染水源水中氮素和有机物的去除，减少系统堵塞、降低系统曝气和反冲洗能耗，即把沸石吸附与生物再生结合。CN201110134948.2、CN201110134017.2、CN201110106007.8对沸石应用技术进一步发展，用沸石制备多孔材料负载硝化微生物，采用曝气生物滤池或者吸附、排空水、鼓空气生物再生、洗涤硝酸盐四个阶段序批式运行，对废水深度脱氨氮处理均取得很好的效果。

CN201510051879.7公开了一种铁锰氧化物复合改性沸石及其制备方法与应用，先对天然沸石进行粉碎筛分、酸碱预处理，然后将沸石与一定浓度FeCl₃溶液混合反应，制得铁氧化物改性沸石材料，将所得铁氧化物改性沸石与一定浓度MnSO₄溶液混合反应，洗净、低温烘干后即可制得对Cr(Ⅵ)有较高吸附能力、较大比表面积的吸附材料，特别适用于低浓度工业废水和突发性Cr(Ⅵ)污染事件饮用水处理。