[发明专利]地下水修复中二次污染物的生物去除系统

说明书

本发明提供地下水修复中二次污染物的生物去除系统，包括依次连接的厌氧还原系统和好氧氧化系统，厌氧还原系统包括调节池、厌氧反应池、第一沉淀池和气体吹脱池，气体吹脱池通过回流管路连接厌氧反应池，好氧氧化系统包括好氧反应池、第二沉淀池和喷淋洗气装置，喷淋洗气装置的排水管通过回流管路连接好氧反应池；气体吹脱池的底部连接氮气泵入装置，气体吹脱池的排气管连接喷淋洗气装置的进气管，第一沉淀池的排水管通过管路连接好氧反应池的进水管。本发明基于针对性的微生物反应体系设计，实现芬顿试剂引入的SO₄^2‑和Fe²⁺/Fe³⁺离子两种污染物间协同共促的生物去除途径，整体系统科学优化、高效稳定、环境友好。

技术领域

本发明是一种地下水修复中二次污染物的生物去除系统，属于污水处理技术领域。

背景技术

原位化学氧化技术是通过向污染区域的土壤或地下水中注入氧化剂，通过氧化使土层或含水层中的污染物转化为无毒或毒性相对较小的物质，达到原位修复的目的，是一种经济高效、应用广泛的原位修复技术。

芬顿试剂(Fenton试剂)是过氧化氢(H₂O₂)与二价铁离子Fe²⁺的混合溶液。因其氧化能力强、适用范围广、反应条件温和、设备简单、能耗小、综合成本低等优势，是原位化学氧化技术中最常用的氧化药剂。Fe²⁺作为氧化反应的催化剂通常以硫酸亚铁(FeSO₄)的形式加入，向地下环境中引入大量的SO₄^2-、Fe²⁺离子，Fe²⁺经氧化后形成Fe³⁺，易造成尤其是地下水修复中的二次污染物。

水中的铁离子会使处理水中悬浮固体含量大量上升,使处理水水质明显变差，同时也会堵塞地层,造成储层伤害。含铁量高的水作为生活/生产用水时有诸多不良影响：在管道内易生长铁细菌，造成堵塞管道、加速金属管道腐蚀；影响生活用水对色、味、嗅等感官指标的要求，作为饮用水时会造成人体中铁过多而对心脏有影响；作为洗涤用水在用具、洗涤物上产生斑渍外；在纺织品上产生锈斑、使酿造的饮料变色变味、在锅炉用水中是生成水垢的成分之一，从而影响造纸、纺织、印染、化工、皮革的等众多行业的工业用水。

水中的硫酸根含量过高时，会促进厌氧硫酸盐微生物生长，使硫酸根还原为H₂S，水体气味变臭，影响水体正常使用；农业灌溉时会造成土壤盐渍化，抑制作物生长。此外，水体含硫酸根量过高还会造成管道或设备的腐蚀。长期饮用高浓度硫酸根的水将会引起腹泻、消化不良等症状。

而在现有的地下水修复技术体系的研究和应用中上述二次污染物的去除问题并未得到重视，对实现地下水修复后的安全利用形成潜在限制。特别地，在水源地地下水修复中，SO₄^2-、Fe²⁺/Fe³⁺离子作为地下水质量指标，是修复项目中必须考量的因素。

中国专利CN105032916A提供了一种有机物污染土壤和地下水的原位注射-抽提-补水循环处置系统及联合修复方法，该系统由注射井、抽提井、补水井、水处理设施、配药设施等组成。方法是将污染源或者重污染区的地下水抽取到地面进行处理，然后将处理后的地下水用于配制药剂或者作为补水直接注入地下，药剂通过注射井注入地下污染羽区域。水处理设施的氧化池采用铁炭微电解池、芬顿氧化池或高锰酸钾氧化池。该方案即存在上述提及的采用芬顿试剂使得向地下水系统中引入大量的SO₄^2-、Fe²⁺/Fe³⁺离子，成为地下水修复中的二次污染物。