專利名稱：一種同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的反應器及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術領域，具體涉及一種同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的反應器及方法。
背景技術：
地球上可供人類使用的淡水中，68%是地下水。全世界約有50%以上的人口以地下水為飲用水源。我國有300多個城市開采地下水作為城市供水水源，尤其是北方干早、半干早地區(qū)的許多城市和鄉(xiāng)村，地下水是唯一的水源。然而，地下水的污染日趨加重，其中一個突出的問題是由于農業(yè)上大量使用化肥和農藥，使地下水受到了硝酸鹽和農藥的雙重污染。我國最新頒布施行的《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)將硝酸鹽氮的上限值由原來的20mg/L調整為10mg/L，同時毒理指標中有機化合物由5項增至53項，其中就包括了滅草松、百菌清、溴氰菊酯、樂果、林丹、馬拉硫磷、對硫磷、甲基對硫磷、五氯酚、莠去津、呋喃丹、毒死蜱、敵敵畏、草甘膦等農藥指標。目前我國對污染地下水的農藥品種、性質和范圍的檢測與調查工作剛剛起步，相應的污染控制和防治對策還沒有建立。目前水中硝酸鹽氮的去除方法有物理化學法和生物反硝化法兩大類。從徹底消除硝酸鹽污染和降低脫氮成本兩個方面看，生物反硝化方法是目前最實用的方法。根據反硝化所需碳源不同，生物反硝化分為異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化。自養(yǎng)反硝化由于自養(yǎng)菌生長繁殖較慢，脫氮速率低，所需的反應器容積比較大，成本較高。異養(yǎng)反硝化需要有機物作為碳源，為反硝化作用的提供電子供體。傳統(tǒng)的異養(yǎng)反硝化通常投加甲醇、乙醇、乙酸等可溶性碳源。雖然傳統(tǒng)的異養(yǎng)反硝化工藝在投資和運行費用方面優(yōu)于自養(yǎng)反硝化，但仍然存在外加液體碳源容易過量，進而影響出水水質的風險。我國目前城市給水處理的常規(guī)工藝流程為混凝-沉淀-過濾-消毒。試驗研究和生產實踐表明，常規(guī)處理工藝對有機物的去除率僅為20% 30%。因此，為去除地下水中的農藥殘留，需要開發(fā)新工藝。目前研究較多的方法主要有活性炭吸附、高級氧化、納濾膜及生物降解等。單純生物降解的效率會受到地下水中營養(yǎng)物濃度低的限制，而其他的物理化學方法成本偏高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的反應器。本發(fā)明的目的還在于提供一種同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的方法。一種同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的反應器，該反應器由進水箱1、橫流泵2、 填充床3、出水箱4依次連接構成；填充床3內填充PBS顆粒和生物膜，PBS顆粒粒徑大小為 0. 2-0. 8cm,生物膜為可生物降解聚合物。一種同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的方法，按照如下步驟進行(1)反應器的啟動
將PBS顆粒填充于反應器的填充床中，填充高度為反應器高度的四分之三，上流式進水，取污水處理廠曝氣池的活性污泥，加入到含有硝酸鹽原水的進水箱中，對反硝化微生物進行馴化富集，馴化的溫度為15-40°C，待出水箱中出水的硝酸鹽濃度處于穩(wěn)定狀態(tài)， 馴化結束；(2)反硝化脫氮同時去除農藥馴化結束后，開始反應器的正常運行，運行的溫度為15_40°C，含有硝酸鹽與農藥的原水從進水箱通過橫流泵進入反應器，通過橫流泵調節(jié)水的流速，保證1-3小時水力停留時間，定期檢測出水箱中出水的NO3-N和農藥濃度。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的反應器中可生物降解聚合物既可以作為微生物生物膜的載體，同時又可以在微生物酶的作用下進行生物降解，生物膜中的反硝化微生物利用可降解聚合物的降解產物作為碳源和電子供體，還原硝酸鹽為氮氣，從而實現水中硝酸鹽的徹底去除；在反硝化脫氮的同時，附著有生物膜的聚合物顆?？梢晕皆械霓r藥成分，起到一種富集濃縮的作用，促進微生物對其進行生物降解。本發(fā)明在實現反硝化脫氮的基礎上，實現了水中殘留農藥的同時去除。


圖1為本發(fā)明同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的反應器示意圖；圖中，1 -進水箱、2-橫流泵、3-填充床、4-出水箱。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。以下實施例均采用如圖1所示的反應器，該反應器由進水箱1、橫流泵2、填充床3、 出水箱4依次連接構成；填充床3內填充PBS顆粒和生物膜，PBS顆粒粒徑大小為0. 5cm，生物膜為可生物降解聚合物。反應器規(guī)格為30cmX 150cm。實施例1被處理原水為清華大學昌平校區(qū)的地下水，加入NaNO3和2，4_D 0，4_ 二氯苯氧乙酸)，使其濃度分別為50mg/L和3. 1 μ g/L。按照如下步驟進行脫氮和去除農藥處理(1)反應器的啟動將PBS顆粒填充于反應器的填充床中，填充高度為反應器高度的四分之三，上流式進水，取污水處理廠曝氣池的活性污泥，加入到含有硝酸鹽原水的進水箱中，對反硝化微生物進行馴化富集，馴化的溫度為30°C，待出水箱中出水的硝酸鹽濃度處于穩(wěn)定狀態(tài)，馴化結束，調節(jié)PH為7.5 ；(2)反硝化脫氮同時去除農藥馴化結束后，開始反應器的正常運行，運行的溫度為30°C，含有硝酸鹽與農藥的原水從進水箱通過橫流泵進入反應器，通過橫流泵調節(jié)水的流速，保證2小時的水力停留時間，定期檢測出水箱中出水的NO3-N和農藥濃度。處理前后水質如表1所示。表1實施例1處理前后的水質
權利要求
1.一種同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的反應器，其特征在于，該反應器由進水箱 (1)、橫流泵O)、填充床(3)、出水箱(4)依次連接構成；填充床(3)內填充PBS顆粒和生物膜，PBS顆粒粒徑大小為0. 2-0. 8cm,生物膜為可生物降解聚合物。
2.一種同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的方法，其特征在于，按照如下步驟進行(1)反應器的啟動將PBS顆粒填充于反應器的填充床中，填充高度為反應器高度的四分之三，上流式進水，取污水處理廠曝氣池的活性污泥，加入到含有硝酸鹽原水的進水箱中，對反硝化微生物進行馴化富集，馴化的溫度為15-40°C，待出水箱中出水的硝酸鹽濃度處于穩(wěn)定狀態(tài)，馴化結束；(2)反硝化脫氮同時去除農藥馴化結束后，開始反應器的正常運行，運行的溫度為15-40°C，含有硝酸鹽與農藥的原水從進水箱通過橫流泵進入反應器，通過橫流泵調節(jié)水的流速，保證1-3小時水力停留時間，定期檢測出水箱中出水的NO3-N和農藥濃度。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于環(huán)境保護技術領域的一種同時去除地下水中硝酸鹽與農藥的反應器及方法。該反應器由進水箱、橫流泵、填充床、出水箱依次連接構成。本發(fā)明的方法以水不溶性的可生物降解聚合物同時作為反硝化微生物的碳源和生物膜載體，在反硝化脫氮的同時，依靠固體碳源的吸附濃縮作用，以及生物膜中微生物的降解作用，實現農藥的去除。
文檔編號C02F3/28GK102267760SQ20111018933
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權日2011年7月7日
發(fā)明者王建龍, 王旭明, 胡俊 申請人:清華大學