專利名稱：一種用于修復(fù)硝基苯污染地下水的滲透反應(yīng)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于治理污染環(huán)境的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種修復(fù)硝基苯污染的地下水的滲透反應(yīng)介質(zhì)。具有材料廉價(jià)易得，可高效地修復(fù)硝基苯污染的地下水的特點(diǎn)，對(duì)解決水體中硝基苯污染問題和保障地下水安全具有十分重要的意義。
背景技術(shù)：
地下水污染是目前一個(gè)非常嚴(yán)重的環(huán)境問題，具有復(fù)雜性、隱蔽性和難恢復(fù)性的特點(diǎn)。地下水三種污染大類中，有機(jī)污染超過了重金屬污染和放射性污染，成為當(dāng)下地下水污染的主要形式，硝基苯污染屬于有機(jī)污染中的一種。一旦含水層遭受了污染，恢復(fù)和凈化是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。硝基苯是化工市場(chǎng)中應(yīng)用廣泛的化工初級(jí)原料，主要用于染料、香料、農(nóng)藥及炸藥等行業(yè)。硝基苯屬于高毒性和難降解性有機(jī)物，它結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易分解轉(zhuǎn)化，種類多而復(fù)雜。 由于其密度大于水，進(jìn)入水體的硝基苯會(huì)沉入水底，長(zhǎng)時(shí)間保持不變，又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水體污染會(huì)持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。國內(nèi)處理硝基苯的方法主要有物理吸附法，化學(xué)法(包括光化學(xué)氧化法，F(xiàn)enton 試劑法，臭氧組合處理法，超臨界水氧化法等)，生物法(包括活性污泥法，厭氧處理法等)?？蓾B透反應(yīng)墻(Permeable reactive barrier，簡(jiǎn)稱PRB)，是當(dāng)今歐美發(fā)達(dá)國家普遍研究并開始初步商業(yè)化應(yīng)用的一種地下水污染修復(fù)技術(shù)。根據(jù)美國環(huán)保局(EPA)的定義“PRB是一個(gè)填充有活性反應(yīng)介質(zhì)材料的被動(dòng)反應(yīng)區(qū)，當(dāng)被污染的地下水通過滲透性反應(yīng)墻時(shí)，污染物質(zhì)能被降解或固定。污染物質(zhì)依靠自然水力運(yùn)輸通過預(yù)先設(shè)計(jì)好的反應(yīng)介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)可對(duì)溶解的有機(jī)物、金屬、核素及其他污染物進(jìn)行降解、吸附、沉淀或去除”。PRB 技術(shù)突破性的研究進(jìn)展是在90年代初由加拿大的相關(guān)機(jī)構(gòu)完成，一些專業(yè)環(huán)境顧問公司如Golder Associate Ltd等也進(jìn)行了專門研究和工程實(shí)踐。以零價(jià)鐵為墻體介質(zhì)材料的滲透反應(yīng)墻作為現(xiàn)場(chǎng)地下水修復(fù)技術(shù)，已經(jīng)有研究表明，由于其容易取材，價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì)，因而能夠長(zhǎng)期有效地運(yùn)作，且施工簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用極低。而用零價(jià)鐵作為墻體內(nèi)介質(zhì)也對(duì)硝基苯有較好的轉(zhuǎn)化率。但是單純地用零價(jià)鐵去除硝基苯的方法存在的易生成苯胺，造成二次污染的問題。歐美一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了大量的試驗(yàn)及工程技術(shù)研究，我國則起步較晚，還處于試驗(yàn)及理論研究階段，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用還沒有出現(xiàn)，對(duì)于滲透反應(yīng)墻，反應(yīng)介質(zhì)的成本和效能是核心問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題而提供一種用于修復(fù)硝基苯污染地下水的滲透反應(yīng)介質(zhì)，改介質(zhì)以零價(jià)鐵粉及秸稈粉混合而成的顆粒作為硝基苯污染修復(fù)劑。具體地講，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種用于修復(fù)硝基苯污染地下水的滲透反應(yīng)介質(zhì)，其特征在于滲透反應(yīng)介質(zhì)是零價(jià)鐵和秸稈粉末通過粘合劑膠結(jié)而成的吸附顆粒，其中零價(jià)鐵粉含量為25質(zhì)量9Γ35質(zhì)量％、秸稈粉含量為陽質(zhì)量9Γ65質(zhì)量％、粘合劑含量為6質(zhì)量9Γ11質(zhì)量％。零價(jià)鐵粉的粒徑小于1mm，秸稈粉末的粒徑小于1mm。所述的吸附顆粒的粒徑小于10mm。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)滲透反應(yīng)墻本質(zhì)是一個(gè)填充有活性介質(zhì)的被動(dòng)反應(yīng)區(qū)，墻體中含有可以去除污染物的介質(zhì)，滲透反應(yīng)墻一般安裝在地下含水層中，垂直于地下水的流向，當(dāng)?shù)叵滤谒荻鹊淖饔孟峦ㄟ^滲透反應(yīng)墻時(shí)，反應(yīng)介質(zhì)通過化學(xué)或生物反應(yīng)將污染物轉(zhuǎn)化或截流，該方法具有造價(jià)低廉、安裝施工方便、修復(fù)效果好、不破壞生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，是地下水修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。利用滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)處理污染地下水時(shí)，填充的介質(zhì)可以分為兩種一種是與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料，分解污染物并使其轉(zhuǎn)化為對(duì)人體和環(huán)境無害或危害較輕的組分。反應(yīng)材料應(yīng)滿足以下條件對(duì)目標(biāo)污染物有選擇反應(yīng)性；抗生物降解、使用壽命長(zhǎng)；生態(tài)友好，對(duì)環(huán)境無毒害；廉價(jià)易得，在反應(yīng)中不易消耗；另一種是通過吸附作用將污染物從溶液中轉(zhuǎn)移到固體顆粒表面，進(jìn)而去除污染物。本發(fā)明選用的零價(jià)鐵粉和秸稈粉末作為滲透反應(yīng)墻填充介質(zhì)的原材料，兩者膠合成顆粒狀，將化學(xué)反應(yīng)及物理吸附合理地結(jié)合，對(duì)硝基苯的處理效果良好，修復(fù)周期短、無二次污染；而且，零價(jià)鐵粉和秸稈粉價(jià)廉易得；在合理成本前提下達(dá)到良好的硝基苯處理效果，前景廣闊。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施方式中的滲透反應(yīng)墻，厚度在30cnTl00Cm范圍，設(shè)置在地下污染水流方向。滲透反應(yīng)墻的材料(即硝基苯修復(fù)介質(zhì))是零價(jià)鐵粉(購自天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司)和秸稈粉組合而成的顆粒，顆粒的粒徑小于10mm。其中，零價(jià)鐵粉粒徑小于1mm， 秸稈粉的粒徑為小于1mm。該滲透反應(yīng)墻可以還原及吸附硝基苯污染地下水中的主要污染物，無毒害作用。實(shí)施例1
用于修復(fù)硝基苯污染地下水的滲透反應(yīng)墻，墻體的厚度約為3(Tl00cm，介質(zhì)是由25質(zhì)量％零價(jià)鐵粉、65質(zhì)量％秸稈粉末，兩者經(jīng)10質(zhì)量％的水泥混合在一起，經(jīng)造粒機(jī)制備獲得粒徑為5mm的顆粒。實(shí)施例2
用于修復(fù)硝基苯污染地下水的滲透反應(yīng)墻，墻體的厚度約為3(Tl00cm，介質(zhì)是由34質(zhì)量％零價(jià)鐵粉、56質(zhì)量％秸稈粉末，兩者經(jīng)10質(zhì)量％的水泥混合在一起，經(jīng)造粒機(jī)制備獲得粒徑為6mm的顆粒。實(shí)施例3
用于修復(fù)硝基苯污染地下水的滲透反應(yīng)墻，墻體厚度約為3(Tl00cm，介質(zhì)是由30質(zhì)量％零價(jià)鐵粉、60質(zhì)量％秸稈粉末，兩者經(jīng)10質(zhì)量％的水泥混合在一起，經(jīng)造粒機(jī)制備獲得粒徑為3mm的顆粒。實(shí)施例4
以實(shí)施例3制備得到的滲透反應(yīng)墻為考察對(duì)象，研究本發(fā)明對(duì)硝基苯污染水的修復(fù)效果，結(jié)果表明，進(jìn)水硝基苯濃度為30mg/L，經(jīng)過厚為50cm的滲透反應(yīng)墻后，出水的硝基苯去除率可達(dá)95.9%，苯胺的濃度僅為1.02 mg/L?？梢?，零價(jià)鐵粉將污染水體中的硝基苯還原為可生物降解的苯胺，而秸稈粉同時(shí)可以吸附硝基苯和苯胺(主要是對(duì)所產(chǎn)生的苯胺具有良好的吸附效果)，因此，本發(fā)明的滲透反應(yīng)墻可以達(dá)到高效修復(fù)硝基苯污染水的效果。
權(quán)利要求
1.一種用于修復(fù)硝基苯污染地下水的滲透反應(yīng)介質(zhì)，其特征在于該介質(zhì)是零價(jià)鐵和秸稈粉末通過粘合劑膠結(jié)而成的吸附顆粒，其中零價(jià)鐵粉含量為25質(zhì)量9Γ35質(zhì)量％、秸稈粉含量為陽質(zhì)量9Γ65質(zhì)量％、粘合劑含量為6質(zhì)量9Γ11質(zhì)量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于修復(fù)硝基苯污染地下水的滲透反應(yīng)介質(zhì)，其特征在于所述的粘結(jié)劑為水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于修復(fù)硝基苯污染地下水的滲透反應(yīng)介質(zhì)，其特征在于零價(jià)鐵粉的粒徑小于1mm，秸稈粉末的粒徑小于1mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硝基苯污染地下水修復(fù)的滲透反應(yīng)介質(zhì)，是由零價(jià)鐵和秸稈粉采用粘合劑膠結(jié)成顆粒狀，零價(jià)鐵粉和秸稈粉的含量分別為25質(zhì)量%~35質(zhì)量%和55質(zhì)量%~65質(zhì)量%，粘合劑含量占6質(zhì)量%~11質(zhì)量%。本發(fā)明選用零價(jià)鐵粉和秸稈粉末作為滲透反應(yīng)墻填充介質(zhì)的原材料，兩者膠合成顆粒狀，能將化學(xué)反應(yīng)及物理吸附合理地結(jié)合，對(duì)硝基苯的處理效果良好，修復(fù)周期短、無二次污染；零價(jià)鐵粉和秸稈粉價(jià)廉易得；在合理成本前提下達(dá)到良好的硝基苯處理效果，前景廣闊。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102417213SQ20111031381
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者劉濤, 吳榮東, 孫樹林, 尚文濤, 柏仇勇 申請(qǐng)人:河海大學(xué)