[发明专利]一种同步脱氮除磷除砷的可渗透生物反应墙

说明书

本发明公开了一种同步脱氮除磷除砷的可渗透生物反应墙，属于水污染控制技术领域。本发明包括反应墙干区、反应墙干湿过渡区和反应墙湿区；反应墙干区设置于水体水位之上，且不与水体接触，反应墙湿区设置于水体水位之下，且与水体接触；反应墙干湿过渡区位于反应墙干区和反应墙湿区之间；反应墙的反应填料包括硫铁矿、硫磺和碳酸盐矿物，且反应填料的表面附着有生物膜，通过反应墙三个区的有机结合，能够实现良好的同步脱氮除磷除砷效果。本发明的可渗透生物反应墙功能多样，操作简单，成本低廉，适合于工程应用。

技术领域

本发明属于水污染控制技术领域，更具体地说，涉及一种同步脱氮除磷除砷的可渗透生物反应墙。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市工业化进程的加快，水体污染越来越严重。氮、磷污染一直是水体污染最普遍最突出的问题之一，其次还有重金属污染，其中以砷污染较为突出。水利部在2014年报告中指出至少有3亿多农村人口无法喝上符合安全饮用标准的水，其中1000多万人饮用砷超标的水。此外，按照卫计委的统计数据，中国每年至少有近800万人因为饮用砷超标的水而得病。

可渗透反应墙技术是一项新兴的水体污染控制技术，简称PRB技术（Permeablereactive barrier）。通过可渗透的反应墙对地下水污染羽进行阻截和修复，该墙体与地下水水流垂直，污染物流经处理墙时经生物、物理或化学作用直接或间接被去除，或被降解，从而达到治理污染的目的。可渗透生物反应墙作为PRB技术与生物修复技术的结合技术，具有应用范围广，处理效果好，反应介质消耗慢，安装过程方便，运行、维护费用低，对污染物的处理时效长等优点，并且其修复过程是绿色、经济的。

中国专利申请公开号CN102701642A，申请日为2012年2月1日，公开了一种原位修复地下水的生物可渗透反应墙装填介质及制备方法，利用填充介质将目标污染物的优势降解菌包裹在其内，提高菌的抗冲击能力，但这些技术主要针对COD、氮等污染物，不具备同步脱氮除磷除砷的性能，没有解决污水除砷的问题。中国专利申请公开号CN106315848A，申请日为2017年1月11日，公开了一种利用天然磁黄铁矿同步去除地下水中硝酸盐和砷的方法及其应用，通过硫自养反硝化菌利用天然磁黄铁矿作为硫源，进行反硝化去除水中的硝酸盐；磁黄铁矿的生物氧化产物Fe²⁺、Fe³⁺能够通过沉淀作用去除水中的砷。

此外，中国专利申请公开号CN107176702A，申请日为2017年9月19日，公开了一种强化硫自养反硝化过程同步脱氮除磷的污水处理方法，利用黄铁矿、硫磺、菱铁矿强化废水反硝化过程，提高同步脱氮除磷效果。但这些技术仍没有解决同步脱氮除磷除砷的问题，也没有充分利用含铁硫化矿物的其他物理化学性质（如硫铁矿在空气中的好氧氧化、在水中的好氧氧化等性质）来增强同步脱氮除磷除砷效果。因此，迫切需要一种经济可行的同步脱氮除磷除砷方法来控制地下水、河流、湖泊（水库）的污染现状。

发明内容

1. 要解决的问题

针对现有技术中对地下水、河流和湖泊（水库）污染控制时，难以实现同步脱氮、除磷和除砷的问题，提供了一种同步脱氮除磷除砷的可渗透生物反应墙，利用反应墙干区、反应墙干湿过渡区和反应墙湿区三者有机结合控制处理地下水、河流、湖泊（水库）等水体的氮、磷和砷等污染。

2. 技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种同步脱氮除磷除砷的可渗透生物反应墙，包括反应墙干区、反应墙干湿过渡区和反应墙湿区；反应墙干区位于水体水位之上且不与水体接触，反应墙湿区位于水体水位之下，且与水体接触；反应墙干湿过渡区设置于反应墙干区和反应墙湿区之间。

优选地，所述反应墙的反应填料包括颗粒状的硫铁矿硫磺和碳酸盐矿物；更进一步的，还包括硫磺，且硫铁矿、硫磺和碳酸盐矿物的体积比为3~12 : 0~3 : 1~3。