[发明专利]一种地下水零价铁-改性生物炭复合填料柱混养反硝化脱氮方法及可渗透反应墙

权利要求书

1.一种地下水零价铁-改性生物炭复合填料柱混养反硝化脱氮方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤 1）：含NO₃^- -N 地下水通过穿孔墙进入填埋有若干组装有零价铁-改性生物炭的复合填料柱的反应区中，同时在复合填料柱中投加碳源，异养反硝化菌利用所投加的碳源作为电子供体进行异养反硝化脱氮，自养反硝化菌利用Fe⁰ 作为电子供体进行自养反硝化脱氮，二者协同形成混养反硝化将地下水中大部分NO₃^- -N 还原成 N₂；同时复合填料柱中的改性生物炭既可吸附捕集地下水中一部分NO₃^- -N，又可与铁刨花形成微电解体系促进零价铁腐蚀并促进反硝化过程中电子的介导，提高反硝化脱氮效率；

步骤 2）：经过步骤 1）处理后的地下水经穿孔墙排出；

所述步骤1）的复合填料柱中零价铁与改性生物炭的质量比1：2；所述的碳源为乙酸钠，控制进水 COD/TN 在 1.5~2；所述的含NO₃^- -N 地下水在反应区的反应时间为20~24h；

所述步骤1）的复合填料柱中的零价铁为铁刨花；

所述步骤1）的复合填料柱中的改性生物炭的制备方法为：以稻草秸秆为原料，破碎机磨碎后放入管式炉中在 N₂氛围下煅烧，冷却至室温后研磨过筛，用盐酸溶液浸渍后洗至中性，后续加入氯化铁溶液振荡，抽滤、烘干后再次置于管式炉中煅烧，取出后的成品即为改性生物炭；其中，第一次煅烧的温度为 600℃，时间为 3 h；第二次煅烧的温度为 300℃，时间为 1 h。

2.如权利要求1所述的地下水零价铁-改性生物炭复合填料柱混养反硝化脱氮方法，其特征在于，所述步骤 1）中的复合填料柱的材质为穿孔 PVC 管；所述复合填料柱中的填料装填密度为 25~35Kg/m³；每组复合填料柱的直径为20~25cm，服务范围为 4~9 m²。

3.如权利要求1所述的地下水零价铁-改性生物炭复合填料柱混养反硝化脱氮方法，其特征在于，所述的过筛为采用 60 目的过筛器过筛。

4.如权利要求1所述的地下水零价铁-改性生物炭复合填料柱混养反硝化脱氮方法，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为 1 mol/L，浸渍时间为 1 h；所述氯化铁溶液的浓度为 2mol/L，振荡时间为 2 h。

5.如权利要求1所述的地下水零价铁-改性生物炭复合填料柱混养反硝化脱氮方法，其特征在于，所述烘干的温度为 85 ℃，时间为 2 h。

6.一种地下水零价铁-改性生物炭复合填料柱混养反硝化脱氮可渗透反应墙，其特征在于，应用于权利要求1~5中任意一项所述的地下水零价铁-改性生物炭复合填料柱混养反硝化脱氮方法中，其包括在地下水修复区域设置的进水穿孔墙（1）、填埋有若干组复合填料柱（2）的反应区和出水穿孔墙（5），所述复合填料柱（2）中填充铁刨花-改性生物炭复合填料（3），同时每组复合填料柱均设有碳源投加管（4）。