[发明专利]高水利负荷去除水中炔雌醇的人工土层快渗系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种高水利负荷去除水中炔雌醇的人工土层快渗系统及方法。。

背景技术

内分泌干扰物炔雌醇(EE2)是体内雌激素活性最强的类固醇激素，主要来源于动物和人日常排泄物，在极低浓度下就能扰乱生物体内分泌功能。现有污水处理工艺能有效去除城市污水中大多数无机污染物和部分有机污染物，对微量有毒有害污染物的去除效果不佳。近年来污水处理厂出水、河流中都有EE2的检出，如南方某城市污水处理厂出水中最高浓度达到498.9ng/l，松花江哈尔滨段中检出EE2浓度9-12ng/l，是水环境中具有较高环境风险的内分泌干扰物种类之一，对人体健康及生态环境都具有很大的潜在风险。

土地处理系统通过土壤对有机污染物的吸附、降解作用，实现对水体中微量有机污染物的去除，因其滤料价格低廉、环境污染小、操作简单、在保证去除效果的前提下具有较大的实用优势，受到很多研究人员的关注。在实际运用中，水力负荷较高时容易出现系统堵塞导致连续运行困难、去除持久效果较差等现象，规模化应用受到限制。

发明内容

为了克服上述现有系统装置容易堵塞的缺点，本发明的目的在于一种高水利负荷去除水中炔雌醇的人工土层快渗系统及方法，高水利负荷去除水中炔雌醇的人工土层快渗系统针对目标污染物，高水利负荷下运行，系统渗透速率保持良好，借助以滤料为主的介质与污染物之间的物理、化学、生物等作用达到水质净化的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高水利负荷去除水中炔雌醇的人工土层快渗系统，系统主体结构为有机玻璃柱体8内的厚度45cm的土壤滤料，包括：位于最上层的由填充粉质粘土、中细砂、火山岩按体积比为1:2:2比例混合的人工混合土壤1，用于强化土壤天然微生物降解污染物EE2，防止堵塞并保持高水力负荷状态运行；位于中间的沸石2，用于对内分泌干扰物炔雌醇EE2物理吸附去除；位于最下的粗砂砾卵石3，用于承托土壤滤料和出水过滤。

所述人工混合土壤1的厚度为15cm；所述沸石2的厚度25cm；所述粗砂砾卵石3的厚度为5cm。

所述人工混合土壤1的填充粉质粘土，采自北京市高碑店污水处理厂再生水回灌示范场地地表2米至3米间，人工混合土壤1填充过程中，以0.5cm为一层，使用重物紧密压实。

所述人工混合土壤1中填充粉质粘土的理化性质为：

所述沸石2的表面结构特征如下：

所述有机玻璃柱体8，外径10cm，内径9cm，总高度55cm，其顶端配备钻有进水口5的有机玻璃盖，位于粗砂砾卵石3底端的侧面开有内径1cm的出水取样口6；所述人工混合土壤1上方为溢流容腔4，溢流容腔4上方左右两侧面各设置一个溢流口7，处理水在溢流容腔4中高度为7cm，溢流口7距离有机玻璃柱体8顶端的进水口2cm。

所述粗砂砾卵石3和沸石2间铺设一层玻璃棉。

所述有机玻璃柱体8外围整体包裹锡箔纸。

所述高水利负荷去除水中炔雌醇的人工土层快渗系统去除水中内分泌干扰物炔雌醇的方法，使待处理水，经进水口5以300ml/h的速度自上而下进入有机玻璃柱体8，依次通过人工混合土壤1、沸石2和粗砂砾卵石3运行表观渗透速率平均值为1.26cm/s。高水利负荷去除水中炔雌醇的人工土层快渗系统高水利负荷去除水中炔雌醇的人工土层快渗系统

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)能高效去除再生水中微量EE2，去除率在99％以上；10μgL^-1高浓度EE2去离子配水，平均去除率约90％。

2)系统运行为具有较高的水力负荷，所构建土层渗透系数为1.26cm/s，属于高渗透性，使待处理水以300ml/h的速度自上而下通过有机玻璃柱体(8)，连续50天进样水流畅通，无堵塞现象发生。

本发明针对目标污染物EE2的去除，所构建人工土层快渗系统处理系统，具有水力负荷高渗透性能较好、去除率较高、原料成本低廉、连续运行时间长等优点。

附图说明

图1为本发明的人工土层快渗系统示意图。

图2为实施例2中连续50d运行水中EE2去除情况。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

水中EE2进入人工土层处理系统，主要通过系统中45cm土壤滤料的生物降解及物理吸附作用得到去除。