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地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置及其去除方法

2022-11-09 23:07:44 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及污水处理技术领域,特别是涉及一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置、系统及其去除方法。


背景技术:

2.硝基苯(nb)和苯胺(an)作为重要的化工原料,被广泛应用在国防、医药、印染、塑料、油漆、农药以及树脂等行业中。硝基苯和苯胺会通过生产、不规范使用和意外泄露等途径进入环境,进而进入地下水造成污染。硝基苯和苯胺具有“三致”效应,已被列入水中优先控制污染物名单,对人类健康危害显著,可通过皮肤接触、食道吞咽或呼吸道吸入进入人体,引起高铁血红蛋白血症、溶血性贫血、运动失调、头疼、肾脏和肝脏损害等症状。硝酸盐作为一种常见的工业场地地下水中无机污染物,平均浓度高达36.4mg/l。长期饮用受硝基苯、苯胺和硝酸盐污染的地下水,严重威胁人体健康。因此,研发地下水中硝基苯、苯胺和硝酸盐污染修复方法,对保证地下水质量、消除对人体健康和生态系统的危害、促进经济和社会的可持续发展具有重要的现实意义。
3.传统的地下水中硝基苯、苯胺复合污染主要修复方法有物理方法、化学方法、生物方法。其中生物方法因无二次污染、成本低、环境友好等优点被广泛应用。硝基苯属于易还原难氧化的难降解有毒有机物,苯胺既是硝基苯厌氧还原的最终产物,又是硝基苯最常见的共污染物。基于以上硝基苯、苯胺的特性,通常采用厌氧处理单元串联好氧处理单元实现污染去除。传统的生物方法中,硝基苯、苯胺混合污染采用微生物修复技术,微生物修复技术涉及厌氧处理单元、好氧处理单元,高能耗鼓风曝气工艺,不仅增加基建成本投入,还增加运行费用。进一步地,由于传统的苯胺降解处理一般需要好氧环境进行好氧氧化,而传统的硝基苯和和硝酸盐的降解处理一般需要厌氧环境进行厌氧还原反应,由于硝酸盐作为地下水中最常见的污染物之一,常与硝基苯和苯胺共存,而传统技术中对于在苯胺降解处理时其处理环境并不能适用于硝酸盐的处理,也即是说传统技术中苯胺降解并不能同时解决硝酸盐的降解问题,对共污染物硝酸盐降解则需要另外设置单独设备。可见,传统技术中难以采用一个处理单元同时对苯胺、硝基苯和和硝酸盐的降解。


技术实现要素:

4.基于此,有必要针对传统技术中存在的高能耗、基建成本投入大、运行费用高,难以仅采用一个处理单元同时对地下水中硝基苯、苯胺以及硝酸盐污染处理的问题,提供一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置。本发明的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置能够使用一个处理单元同时去除地下水中硝酸盐、硝基苯、苯胺,并且能耗低、基建成本小、运行成本低,适合大规模推广。
5.一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置,包括水箱、生物膜室、循环管道、单向阀、生物膜载体、循环泵、碳源箱以及空气阀,所述水箱具有进水口、出水口以及取样口,所述生物膜室的进液端通过所述单向阀与所述水箱连通,所述生物膜室的出液端通过所述
循环管道与所述水箱连通,所述生物膜载体设置于所述生物膜室内,所述生物膜载体用于附着有由活性污泥形成的生物净化膜,所述循环泵安装于所述水箱内且连接于所述单向阀以用于实现所述水箱内的液体进入所述生物膜室内,所述碳源箱连接于水箱以用于向所述水箱内补充碳源,所述空气阀安装于所述水箱以用于打开或者关闭所述水箱的空气孔。
6.在其中一些实施例中,所述生物膜载体为凹陷塑料片、多孔状碎陶瓷片以及空心多孔塑料填料中的一种或几种;
7.当所述生物膜载体为凹陷塑料片时,多个所述凹陷塑料片在所述生物膜室内间隔分布;
8.当所述生物膜载体为多孔状碎陶瓷片和/或空心多孔塑料填料时,所述生物膜室内靠近进液端与出液端分布设置有隔离网,所述生物膜室的进液端与所述生物膜室的进液端与出液端的所述隔离网之间填充有所述多孔状碎陶瓷片和/或所述空心多孔塑料填料。
9.在其中一些实施例中,所述地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置还包括进水管与进水泵,所述进水管的一端连通于所述进水口且另一端延伸至地下水,所述进水泵安装于所述进水管。
10.在其中一些实施例中,所述空气阀的数量为多个,所述空气阀设置于所述水箱的顶部;
11.和/或,所述取样口设置于所述水箱的顶部;
12.和/或,所述出水口设置于所述水箱的底部。
13.在其中一些实施例中,所述地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置还包括加热装置,所述加热装置连接于所述水箱以用于对所述水箱加热。
14.本发明另一目的还在于提供一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除系统。
15.一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除系统,包括所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置,还包括生物净化膜,所述生物净化膜形成于所述生物膜载体上。
16.在其中一些实施例中,所述生物净化膜形成方法包括如下步骤:
17.挂膜驯化:取活性污泥作为生物膜接种源,将所述活性污泥由水箱的取样口加入所述水箱中,所述活性污泥占所述水箱的有效液体体积8%~10%,向所述水箱内加入碳源直至cod/n≥8,控制驯化阶段废水中硝基苯、苯胺以及硝酸盐氮的浓度分别为10~15mg/l、8~12mg/l以及12~18mg/l,控制循环泵驱动所述水箱中含有活性污泥的废水进入到所述生物膜室内经过生物膜载体后循环回到所述水箱,当所述水箱中的水位稳定后,补充硝基苯、苯胺、硝酸盐废水至所述水箱内,控制所述循环泵运行,控制所述水箱上的空气阀开闭以维持所述水箱内的溶解氧含量do值为0.4~0.5mg/l,当所述水箱中的污染物被降解完后,排空所述水箱中的废水,重新加入新的废水,重复上述步骤,运行至少15天,使得所述生物膜载体上形成所述生物净化膜。
18.在其中一些实施例中,所述碳源为乙酸钠、葡萄糖以及乳酸钠中的一种或几种;
19.和/或,补充硝基苯、苯胺、硝酸盐废水至所述水箱内直至距离水箱顶壁5~10cm;
20.和/或,控制所述循环泵运行4~10h。
21.本发明另一目的还在于提供一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法。
22.一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法,使用所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除系统,包括如下步骤:
23.将地下水抽提至所述水箱中,取样分析硝基苯浓度与硝酸盐浓度,依据硝酸盐的浓度确定投加碳源的含量直至cod/n≥6,当硝基苯浓度不超过15mg/l时停止投加碳源,若硝基苯浓度大于20mg/l时投加碳源直至cod/n≥8。
24.在其中一些实施例中,所述地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法还包括如下步骤;
25.调节温度与溶解氧含量:当所述水箱中的地下水温度低于20℃时,控制加热装置对所述水箱加热至不低于30℃。
26.上述地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置能够同时去除地下水中硝酸盐、硝基苯、苯胺,并且能耗低、基建成本小、运行成本低,适合大规模推广。上述地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置仅用一个处理单元即可去除地下水中硝酸盐、硝基苯、硝酸盐,既考虑了无机污染物硝酸盐的去除,又减少了处理单元,无需传统技术中单独设置的好氧处理单元,无需额外设置鼓风曝气,减低了修复技术基建成本和运行费用。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对本领域技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.为了更完整地理解本技术及其有益效果,下面将结合附图来进行说明。其中,在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
29.图1为本发明一实施例所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置示意图;
30.图2为本发明实施例1所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法中的污染物浓度示意图;
31.图3为本发明实施例2所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法中的污染物浓度示意图;
32.图4为本发明实施例3所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法中的污染物浓度示意图;
33.图5为本发明对比例1所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法中的污染物浓度示意图;
34.图6为本发明对比例2所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法中的污染物浓度示意图;
35.图7为本发明对比例3所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法中的污染物浓度示意图。
36.附图标记说明
37.10、地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置;100、水箱;101、进水口;102、出水口;103、取样口;200、生物膜室;300、循环管道;400、单向阀;500、生物膜载体;600、循环泵;700、碳源箱;800、空气阀;900、进水管;1000、进水泵。
具体实施方式
38.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明
的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
39.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
40.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
41.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
44.在本发明的描述中,若干的含义是一个以上,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
45.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
46.本技术实施例提供一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置,以解决传统技术中存在的高能耗、基建成本投入大、运行费用高,难以同时对地下水中硝基苯、苯胺以及硝酸盐污染处理的问题。以下将结合附图对进行说明。
47.本技术实施例提供的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10,示例性的,请参
阅图1所示,图1为本技术实施例提供的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10的结构示意图。本技术的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10能够用于地下水中硝酸盐、硝基苯与苯胺的去除。
48.为了更清楚的说明地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10的结构,以下将结合附图对地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10进行介绍。
49.示例性的,请参阅图1所示,图1为本技术实施例提供的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10的结构示意图。一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10,包括水箱100、生物膜室200、循环管道300、单向阀400、生物膜载体500、循环泵600、碳源箱700以及空气阀800。
50.请参阅图1所示,水箱100具有进水口101、出水口102以及取样口103。其中,进水口101用于向水箱100内注入待处理的地下水。出水口102用于排出水箱100内的废水。取样口103用于向水箱100内加入活性污泥以及取样废水。
51.请参阅图1所示,生物膜室200安装于水箱100的上部位置。
52.请参阅图1所示,生物膜室200的进液端通过单向阀400与水箱100连通。单向阀400只能实现由水箱100向生物膜室200方向导通,实现水箱100内的液体进入生物膜室200内。
53.生物膜室200的出液端通过循环管道300与水箱100连通。生物膜载体500设置于生物膜室200内,生物膜载体500用于附着有由活性污泥形成的生物净化膜。循环泵600安装于水箱100内且连接于单向阀400以用于实现水箱100内的液体进入生物膜室200内。
54.碳源箱700连接于水箱100,碳源箱700可以向水箱100内补充碳源。由碳源箱700向水箱100内补充碳源的工序可以是人工操作也可以通过自动化操作。
55.空气阀800安装于水箱100以用于打开或者关闭水箱100的空气孔。优选地,空气阀800安装于水箱100的顶部位置。
56.在其中一些实施例中,生物膜载体500为凹陷塑料片、多孔状碎陶瓷片以及空心多孔塑料填料中的一种或几种。
57.当生物膜载体500为凹陷塑料片时,多个凹陷塑料片在生物膜室200内间隔分布;具体地,凹陷塑料片呈片状结构,凹陷塑料片的上表面、下表面分别带有正方形(3mm
×
3mm)凹陷结构,在安装时,多个凹陷塑料片沿着生物膜室200的竖直方向依次间隔分布,相邻的凹陷塑料片之间的间距为5mm~8mm。凹陷塑料片采用螺母固定在中心轴上,也即是说凹陷塑料片贯穿中心轴,各个凹陷塑料片分别通过螺母固定,以保持5mm~8mm的间距。
58.当生物膜载体500为多孔状碎陶瓷片和/或空心多孔塑料填料时,生物膜室200内靠近进液端与出液端分布设置有隔离网,隔离网用于隔离多孔状碎陶瓷片和/或空心多孔塑料填料。生物膜室200的进液端与生物膜室200的进液端与出液端的隔离网之间填充有多孔状碎陶瓷片和/或空心多孔塑料填料。
59.在其中一些实施例中,请参阅图1所示,地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10还包括进水管900与进水泵1000。进水管900的一端连通于进水口101且另一端延伸至地下水。进水泵1000安装于进水管900。
60.在其中一些实施例中,空气阀800的数量为多个。空气阀800设置于水箱100的顶部。
61.在其中一些实施例中,请参阅图1所示,取样口103设置于水箱100的顶部。
62.在其中一些实施例中,请参阅图1所示,出水口102设置于水箱100的底部。
63.在其中一些实施例中,地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10还包括加热装置。加热装置连接于水箱100以用于对水箱100加热。加热装置可以是电加热。加热装置在附图中未示出。
64.本发明一实施例还提供了一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除系统。
65.本发明另一目的还在于提供一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除系统。
66.一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除系统,包括所述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置,还包括生物净化膜,所述生物净化膜形成于所述生物膜载体上。
67.在其中一些实施例中,所述生物净化膜形成方法包括如下步骤:
68.挂膜驯化:取污水处理厂的活性污泥作为生物膜接种源,将活性污泥由水箱100的取样口103加入水箱100中,其中,活性污泥指的是沉淀至少30min后去掉上清液的活性污泥。活性污泥占水箱100的有效液体体积8%~10%,由碳源箱700向水箱100内加入碳源直至cod/n(碳源化学需氧量/硝酸盐氮的比值)cod/n≥8,控制驯化阶段废水中硝基苯、苯胺以及硝酸盐氮的浓度分别为10mg/l~15mg/l、8mg/l~12mg/l以及12mg/l~18mg/l,控制循环泵600驱动水箱100中含有活性污泥的废水进入到生物膜室200内经过生物膜载体500后循环回到水箱100,当水箱100中的水位稳定后,补充硝基苯、苯胺、硝酸盐废水至水箱100内,目的是为了顶部有空气不断溶于水箱100内的液体中,控制循环泵600运行,控制水箱100上的空气阀800开闭以维持水箱100内的溶解氧含量do值为0.4mg/l~0.5mg/l,当水箱100中的污染物被降解完后,排空水箱100中的废水,重新加入新的废水,重复上述步骤,运行至少15天,使得生物膜载体500上形成生物净化膜。
69.在其中一些实施例中,碳源为乙酸钠、葡萄糖以及乳酸钠中的一种或几种。
70.在其中一些实施例中,补充硝基苯、苯胺、硝酸盐废水至水箱100内直至距离水箱100顶壁5~10cm。也即,保持水箱100内的液体不充满即可。
71.在其中一些实施例中,控制循环泵600运行4-10h。循环泵600运行时间可以根据需要进行设置。
72.在其中一些实施例中,控制驯化阶段废水中硝基苯、苯胺以及硝酸盐氮的浓度分别为13mg/l、10mg/l以及14mg/l。
73.本发明一实施例还提供了一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法。
74.一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法,使用上述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除设备,请参阅图1所示,包括如下步骤:
75.步骤1、挂膜驯化:取污水处理厂的活性污泥作为生物膜接种源,将活性污泥由水箱100的取样口103加入水箱100中,其中,活性污泥指的是沉淀至少30min后去掉上清液的活性污泥。活性污泥占水箱100的有效液体体积8%~10%,由碳源箱700向水箱100内加入碳源直至cod/n(碳源化学需氧量/硝酸盐氮的比值)cod/n≥8,控制驯化阶段废水中硝基苯、苯胺以及硝酸盐氮的浓度分别为10mg/l~15mg/l、8mg/l~12mg/l以及12mg/l~18mg/l,控制循环泵600驱动水箱100中含有活性污泥的废水进入到生物膜室200内经过生物膜载体500后循环回到水箱100,当水箱100中的水位稳定后,补充硝基苯、苯胺、硝酸盐废水至水箱100内,目的是为了顶部有空气不断溶于水箱100内的液体中,控制循环泵600运行,控制水箱100上的空气阀800开闭以维持水箱100内的溶解氧含量do值为0.4mg/l~0.5mg/l,当
水箱100中的污染物被降解完后,排空水箱100中的废水,重新加入新的废水,重复上述步骤,运行至少15天,使得生物膜载体500上形成生物净化膜;
76.步骤2、地下水处理:将地下水抽提至水箱100中,取样分析硝基苯浓度与硝酸盐浓度,依据硝酸盐的浓度确定投加碳源的含量直至cod/n≥6,当硝基苯浓度不超过15mg/l时停止投加碳源,若硝基苯浓度大于20mg/l时投加碳源直至cod/n≥8。
77.在其中一些实施例中,地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法还包括如下步骤;
78.调节温度与溶解氧含量:当水箱100中的地下水温度低于20℃时,控制加热装置对水箱100加热至不低于30℃。溶解氧含量do值作为关键的影响因素,过低会造成苯胺无法降解,或需要更长的反应时间;但过高会抑制反硝化细菌活性,导致更多的碳源被氧气消耗,经过优化,将溶解氧含量do值控制在0.4mg/l~0.5mg/l可以实现硝基苯、苯胺、硝酸盐快速去除。
79.在其中一些实施例中,碳源为乙酸钠、葡萄糖以及乳酸钠中的一种或几种。
80.在其中一些实施例中,补充硝基苯、苯胺、硝酸盐废水至水箱100内直至距离水箱100顶壁5~10cm。也即,保持水箱100内的液体不充满即可。
81.在其中一些实施例中,控制循环泵600运行4-10h。循环泵600运行时间可以根据需要进行设置。
82.在其中一些实施例中,控制驯化阶段废水中硝基苯、苯胺以及硝酸盐氮的浓度分别为13mg/l、10mg/l以及14mg/l。
83.实施例1
84.本实施例提供了一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法。
85.本实施例提供一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法,使用地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10,请参阅图1所示,具体包括如下步骤:
86.步骤1、挂膜驯化:取污水处理厂的活性污泥作为生物膜接种源,将活性污泥由水箱100的取样口103加入水箱100中,其中,活性污泥指的是沉淀至少30min后去掉上清液的活性污泥。活性污泥占水箱100的有效液体体积8%~10%,通过碳源箱700向水箱100内加入碳源直至cod/n(碳源化学需氧量/硝酸盐氮的比值)cod/n=8,碳源为乙酸钠、葡萄糖以及乳酸钠中的一种或几种。控制驯化阶段废水中硝基苯、苯胺以及硝酸盐氮的浓度分别为13mg/l、10mg/l以及14mg/l。控制循环泵600驱动水箱100中含有活性污泥的废水进入到生物膜室200内经过生物膜载体500后循环回到水箱100。当水箱100中的水位稳定后,补充硝基苯、苯胺、硝酸盐废水至水箱100内直至距离水箱100顶壁5~10cm,目的是为了顶部有空气不断溶于水箱100内的液体中,控制循环泵600运行4-10h。控制水箱100上的空气阀800开闭以维持水箱100内的溶解氧含量do值为0.4mg/l~0.5mg/l。当水箱100中的污染物被降解完后,排空水箱100中的废水,重新加入新的废水,重复上述步骤。运行至少15天,使得生物膜载体500上形成生物净化膜。
87.步骤2、地下水处理:将地下水从抽提至水箱100中,取样分析硝基苯浓度与硝酸盐浓度,依据硝酸盐的浓度确定投加碳源的含量直至cod/n=6,当硝基苯浓度不超过15mg/l时停止投加碳源,若硝基苯浓度大于20mg/l时投加碳源直至cod/n=8。
88.步骤3、调节温度与溶解氧含量:当水箱100中的地下水温度低于30℃时,控制加热装置对水箱100加热至不低于30℃。
89.本实施例中,污染物(硝基苯(nb)、苯胺(an)、硝酸盐(nitrate)、亚硝酸盐(nitrite))浓度变化如图2所示。硝基苯(nb)、苯胺(an)分别在9h和8h内完全降解。硝酸盐(nitrate)快速转化为亚硝酸盐(nitrite),亚硝酸盐浓度先升高后慢慢降低,到5h后完全消失。可见,提高cod/n=6,可以保证反硝化有充足的碳源,同时硝基苯、苯胺完全降解所需的时间也相应缩短。
90.实施例2
91.本实施例提供了一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法。
92.本实施例的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法与实施例1基本相同,区别在于,cod/n=8。
93.本实施例中,当进一步提高cod/n,硝酸盐仅在2个小时内完成反硝化,硝基苯、苯胺分别在7h和8h内完全降解,污染物(硝基苯(nb)、苯胺(an)、硝酸盐(nitrate)、亚硝酸盐(nitrite))浓度变化参见图3所示。
94.实施例3
95.本实施例提供了一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法。
96.本实施例的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法与实施例1基本相同,区别在于,为了更加直观观察到do对硝基苯(nb)还原过程的影响以及苯胺(an)生成情况,污染物只包含硝基苯(nb)和硝酸盐(nitrate),将溶解氧含量do值控制在0.25mg/l以下。
97.本实施例3中,硝基苯转化过程出现苯胺积累,当硝基苯完全降解完时,苯胺达到最大浓度,随后逐渐被降解。硝酸盐反硝化效果与do=0.4mg/l~0.5mg/l时没有明显区别,污染物(硝基苯(nb)、苯胺(an)、硝酸盐(nitrate)、亚硝酸盐(nitrite))浓度变化参见图4所示。表明do对硝基苯、苯胺降解速率影响非常大,因此,推荐最适宜的溶解氧含量do值范围为0.4mg/l~0.5mg/l。
98.对比例1
99.本对比例提供了一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法。
100.本对比例的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法与实施例1基本相同,区别在于,cod/n=4。
101.硝基苯、苯胺分别在11h和10h内完全降解。硝酸盐反硝化过程先产生亚硝酸盐,亚硝酸盐浓度先升高后下降,到3h后完全消失,污染物(硝基苯(nb)、苯胺(an)、硝酸盐(nitrate)、亚硝酸盐(nitrite))浓度变化参见图5所示。因碳源不足,4h后硝酸盐浓度保持在1.7mg/l,无法完成反硝化。
102.对比例2
103.为了验证空气阀调节do的重要作用,污染物只含有硝基苯,便于观察苯胺的变化情况,cod/n=6,空气阀始终保持关闭,do浓度接近0mg/l。
104.硝基苯(nb)在30h完全降解,生成苯胺(an),在持续30h后浓度仍然没有下降,见图6所示。因do浓度过低,无法完成苯胺的降解。
105.对比例3
106.本对比例提供了一种地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法。
107.本对比例的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除方法与对比例2基本相同,区别在于,30h后打开空气阀,调节do至0.4mg/l~0.5mg/l。
108.硝基苯(nb)在30h完全降解,生成苯胺(an),当打开空气阀后,将do调节至0.4mg/l~0.5mg/l后,苯胺浓度不断降低,约33h后完全被降解,见图7所示。说明通过调节空气阀浓度至0.4mg/l~0.5mg/l,可以实现硝基苯和苯胺同时去除。
109.结合实施例1、实施例2与对比例1可知,表明cod/n≥6可以满足同时去除污染地下水中的硝酸盐、硝基苯与苯胺。
110.结合实施例1、对比例2及对比例3可知,表明通过调节空气阀浓度至0.4mg/l~0.5mg/l,可以实现硝基苯和苯胺同时去除。
111.综上所述,上述的地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10能够同时去除地下水中硝酸盐、硝基苯、苯胺,并且能耗低、基建成本小、运行成本低,适合大规模推广。上述地下水中硝基苯、苯胺及硝酸盐去除装置10仅用一个处理单元即可去除地下水中硝酸盐、硝基苯、硝酸盐,既考虑了无机污染物硝酸盐的去除,又减少了处理单元,无需传统技术中单独设置的好氧处理单元,无需额外设置鼓风曝气,减低了修复技术基建成本和运行费用。
112.在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
113.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
114.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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