[发明专利]含1,2-二氯乙烷、硝酸盐和硫酸盐地下水的模拟修复系统和方法

权利要求书

1.一种含1,2-二氯乙烷、硝酸盐和硫酸盐地下水的模拟修复方法，其特征是，包括以下步骤：

（a）设置含1,2-二氯乙烷、硝酸盐和硫酸盐地下水的模拟修复系统，安装监测装置，并将监测装置与中控计算机相连，利用中控计算机的监控平台对水循环过程中各种参数进行实时、自动采集；

所述模拟修复系统是将顶部敞口的长方形箱式壳体自左向右依次分隔为污染源段、污染物迁移转化段和污染物修复段；

在所述箱式壳体的前壁板与后壁板的内侧均匀设置有若干直立的凹形卡槽，所述卡槽的下沿与所述箱式壳体的底板相接触，所述卡槽的上沿与所述箱式壳体的上口平齐；在所述箱式壳体的前壁板与后壁板上的位置相对的两个所述卡槽之间插接一张矩形的多孔配水板，在所述多孔配水板的板面上密布有过流孔眼，所述多孔配水板的下沿与所述箱式壳体的底板相接触，所述多孔配水板的上沿与所述箱式壳体的上口相平齐；所述多孔配水板将所述箱式壳体的内腔分隔为若干样品空间层；在所述箱式壳体的上口设置有可掀起或扣合的密封盖；

在所述箱式壳体的左壁板上接有分层设置的若干进水口，在所述箱式壳体的右壁板上接有分层设置的若干出水口；靠近所述左壁板的若干样品空间层构成所述污染源段，靠近所述右壁板的若干样品空间层构成所述污染物修复段，位于污染源段与污染物修复段之间的若干样品空间层构成所述污染物迁移转化段，所述污染源段、污染物迁移转化段和污染物修复段相邻或由样品空间层分隔开来；所述污染源段和污染物迁移转化段的样品空间层均为土壤样品填充层，所述污染物修复段的样品空间层自左向右依次为填充电气石、黄铁矿、石英砂和硫自养反硝化菌的混合物的脱氮物填充层、填充过硫酸盐、电气石、黄铁矿和石英砂的混合物的氧化物填充层以及填充电气石、石英砂和硫酸盐还原菌的混合物的脱硫物填充层；

在对应污染源段的箱式壳体顶部设有用于承载1,2-二氯乙烷、硝酸盐和硫酸盐的污染源装置，在所述污染源装置的上方设有模拟雨淋装置，所述模拟雨淋装置包括供水总管、配水管、蛇形管和喷淋管，在喷淋管上沿轴向开有双排水孔；所述喷淋管分成若干组，喷淋管水平设置在所述污染源段的上方，每组所述喷淋管通过所述蛇形管连接到所述配水管的下端，各组的所述配水管的上端共接到所述供水总管上，在每根所述配水管上装有一个雨淋控制阀；所述供水总管由水泵或自来水管供水；

在脱氮物填充层中填充的黄铁矿、电气石和石英砂含量(按照重量比)分别为30％、30％和40％，在填充材料内负载固定有硫自养反硝化菌；在氧化物填充层中填充的过硫酸盐、黄铁矿、电气石和石英砂含量(按照重量比)分别为15％、30％、30％和25％，所述过硫酸盐为过硫酸钾和/或过硫酸钠，过硫酸盐的纯度≥98wt％；在脱硫物填充层中填充的电气石和石英砂含量(按照重量比)分别为30％和70％，在填充材料内负载固定有硫酸盐还原菌；

（b）从分层进水口连续注水，先从分层进水口的最下层进水口注入清水，然后每隔24h由下往上变换注水的分层进水口，最终使箱式壳体中填充的样品材料充分湿润至饱和，整个饱水过程中多孔样品中的气体被排出，使箱式壳体的上部形成模拟包气带，箱式壳体的中部和下部形成模拟饱水带；

（c）利用中控计算机接收监测装置输入的水位信息，当水位达到设定值时保持水流稳定，即达到设定的水循环模拟条件；根据设定的降雨强度、降雨时间，通过控制自来水管或水泵进行供水加压，进行自然环境中的小雨、中雨、大雨或暴雨各种降雨状态的模拟；

（d）污染源装置中的1,2-二氯乙烷、硝酸盐和硫酸盐在模拟雨淋装置的淋漓作用下进入到所述箱式壳体内，并在模拟饱水带形成污染羽，实现持续污染源或临时污染源的模拟；在模拟污染源的给药过程中，利用中控计算机对污染源段和污染物迁移转化段内的水循环过程中的各种参数进行实时、自动采集，以得到地下水污染物迁移转化的变化数据，同时，根据监测数据对模拟地下水的流速以及模拟雨淋装置的降雨量进行调整；

（e）当含1,2-二氯乙烷、硝酸盐和硫酸盐的模拟地下水进入污染物修复段后，脱氮物填充层内的硫自养反硝化菌依托黄铁矿对水中NO₃^-进行反硝化脱氮，将NO₃^-还原为氮气，同时脱氮物填充层内黄铁矿释放的亚铁离子可对硝酸盐起到还原作用，从而进行辅助脱氮；

当模拟地下水进入氧化物填充层后，氧化物填充层利用黄铁矿释放的Fe²⁺来活化过硫酸盐形成类芬顿系统，系统内开始连续、稳定氧化1,2-二氯乙烷，氧化反应导致模拟地下水pH值持续下降，电气石可对pH值进行调整，从而维持反应体系pH稳定；

当模拟地下水进入脱硫物填充层后，脱硫物填充层中的硫酸盐还原菌将水中的SO₄^2-还原为不稳定的硫化物，硫化物进而与水环境中的金属离子反应生成不溶性或难溶性硫化物沉淀，进而可同时去除水中硫酸盐和金属离子；最终，在污染物修复段作用下，模拟地下水中的1,2-二氯乙烷、硝酸盐和硫酸盐被去除，可利用中控计算机对污染物修复段内的相应反应过程中的各种参数进行实时、自动采集，以得到地下水污染物降解的变化数据；经处理后的模拟地下水由箱式壳体的出水口流出。