堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑去除地下水中氯代烴的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑去除地下水中氯代烴的方法，是利用一定比例過(guò)硫酸鹽、氫氧化鈉、水泥、砂、水混合制成堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑，得到的氧化劑與污染地下水接觸時(shí)，長(zhǎng)期緩慢釋放過(guò)硫酸鹽，并能夠提高溶液pH值，克服過(guò)硫酸鹽反應(yīng)過(guò)程的酸化影響，通過(guò)堿活化過(guò)硫酸鹽的方式有效降解氯代烴污染物。本發(fā)明的優(yōu)越性在于：提出的堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑能夠長(zhǎng)期緩慢釋放過(guò)硫酸鹽，提高氧化劑傳輸能力和利用效率，通過(guò)堿活化過(guò)硫酸鹽的形式修復(fù)氯代烴污染地下水，適合原位修復(fù)應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑去除地下水中氯代烴的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及地下水污染修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽處理地下水中氯代烴污染的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著我國(guó)城市工業(yè)污染企業(yè)的搬遷、工業(yè)“三廢”的不合理排放等原因引發(fā)的土壤及地下水污染問(wèn)題已十分嚴(yán)重。氯代烴類溶劑是重要的化工原料和有機(jī)溶劑，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、電子、制革、印刷等行業(yè)。由于生產(chǎn)、使用、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等過(guò)程中的不當(dāng)操作，導(dǎo)致其成為地下水中廣泛存在的有機(jī)污染物之一。大部分氯代烴為重質(zhì)非水相液體，具有高揮發(fā)性、低黏性、低水溶性、難降解性等特點(diǎn)，大部分具有三致效應(yīng)(致癌、致畸、致突變)，進(jìn)入環(huán)境后能夠穿透土壤及含水層而滯留在含水層底部，對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的不利影響。
[0003]原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是指在不移動(dòng)污染土壤或地下水的情況下，將氧化劑導(dǎo)入地表下，經(jīng)氧化作用使污染物礦化或轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的土壤及地下水修復(fù)方法，常用的氧化劑包括過(guò)氧化氫、高錳酸鹽、臭氧及過(guò)硫酸鹽。過(guò)硫酸鹽應(yīng)用于環(huán)境治理是近年來(lái)發(fā)展的新技術(shù)，作為一種強(qiáng)氧化劑，其氧化還原電位(E°)高達(dá)2.01V。常溫下過(guò)硫酸鹽比較穩(wěn)定，與有機(jī)物反應(yīng)速率較低。在光、熱、過(guò)渡金屬離子、堿、過(guò)氧化氫等條件下，過(guò)硫酸鹽可活化分解產(chǎn)生硫酸根自由基(E° ^ 2.6V)，理論上可降解大部分有機(jī)污染物。應(yīng)用過(guò)硫酸鹽原位修復(fù)技術(shù)的場(chǎng)地，約60%采用堿活化過(guò)硫酸鹽技術(shù)。
[0004]氧化劑的傳輸能力 是影響原位化學(xué)修復(fù)效率的主要因素。應(yīng)用過(guò)硫酸鹽原位修復(fù)技術(shù)時(shí)，往往采用向地下注入液體的形式，而過(guò)硫酸鹽液體在傳輸過(guò)程中容易被地下環(huán)境中的還原性物質(zhì)消耗，導(dǎo)致其在土壤及地下水中的持久性降低。此外，污染物所在區(qū)域的土質(zhì)可能滲透率較低，導(dǎo)致注入液體很難穿透土壤與污染物接觸。因此，增強(qiáng)過(guò)硫酸鹽地下傳輸能力，開(kāi)發(fā)過(guò)硫酸鹽緩慢釋放的方法以提高污染地下水處理效率是研究的重點(diǎn)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供具有堿性緩釋效果的長(zhǎng)效過(guò)硫酸鹽氧化劑，去除地下水中氯代烴污染物。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑去除地下水中氯代烴的方法，將過(guò)硫酸鹽、氫氧化鈉、水泥、砂、水混合均勻，然后于模具中養(yǎng)護(hù)定型，制成圓柱形狀的堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑，所制得的堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑與地下水接觸時(shí)，能夠釋放過(guò)硫酸鹽，通過(guò)堿活化過(guò)硫酸鹽的方式有效降解地下水中氯代烴污染物。
[0008]所述的過(guò)硫酸鹽、水泥、砂、水質(zhì)量比為:1: (I~3): (0.2~0.4): (0.5~I)。
[0009]所述的堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑為直徑2.5~5.0cm,高為1.5~3.0cm的圓柱體。[0010]所述的氯代烴為地下水中常見(jiàn)的氯代烴污染物:三氯乙烯、四氯乙烯和1，1，1_三
氯乙烷。
[0011]一種堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑的制備方法，包括以下步驟:
[0012](I)稱取氫氧化鈉溶解于水中，攪拌溶解，冷卻至室溫；
[0013](2)將過(guò)硫酸鹽、水泥、砂、水加入到氫氧化鈉溶液中，攪拌混合均勻；
[0014]所述的氫氧化鈉、過(guò)硫酸鹽摩爾比為:(0.5~5):1。[0015]所述的過(guò)硫酸鹽、水泥、砂、水質(zhì)量比為:1: (I~3): (0.2~0.4): (0.5~I)。
[0016](3)將步驟(2)配制的混合物填充到模具中，模具內(nèi)部形狀為直徑2.5~5.0cm,高為1.5~3.0cm的圓柱體，室溫(20±1°C )養(yǎng)護(hù)7天，定型后從模具中取出，即得到堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑。
[0017]所述的氯代烴為地下水中常見(jiàn)的氯代烴污染物:三氯乙烯、四氯乙烯和1，1，1_三
氯乙烷。
[0018]將制得的堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑置于氯代烴污染地下水中，通過(guò)堿活化過(guò)硫酸鹽反應(yīng)降解目標(biāo)污染物，在不同時(shí)間段分析溶液PH值、過(guò)硫酸鹽濃度、氯代烴污染物濃度，發(fā)現(xiàn)制得的氧化劑能夠長(zhǎng)期緩慢釋放過(guò)硫酸鹽，能夠有效去除氯代烴污染物。
[0019]本發(fā)明利用過(guò)硫酸鹽、氫氧化鈉、水泥、砂、水的復(fù)合作用，制成堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑，制作過(guò)程簡(jiǎn)便，成本低廉。本發(fā)明提出的堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑能夠長(zhǎng)期緩慢釋放過(guò)硫酸鹽，提高氧化劑傳輸效率，克服過(guò)硫酸鹽液體直接注入地下時(shí)還原性物質(zhì)及土壤低滲透率的不利影響，加入氫氧化鈉能夠使緩釋氧化劑具有堿性，克服過(guò)硫酸鹽反應(yīng)過(guò)程的酸化影響，促成堿活化過(guò)硫酸鹽反應(yīng)，有效去除地下水中的氯代烴污染物。
【【具體實(shí)施方式】】
[0020]以下提供本發(fā)明堿性過(guò)硫酸鹽緩釋型氧化劑去除地下水中氯代烴的方法的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明并不局限于此。
[0021]實(shí)施例1
[0022]堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑配方:過(guò)硫酸鈉20g，水泥40g，砂6g，水17g，氫氧化鈉6.7g (氫氧化鈉和過(guò)硫酸鈉摩爾比為2:1)。
[0023]將6.7g氫氧化鈉溶解于17g水中，冷卻至室溫。向氫氧化鈉溶液中加入20g過(guò)硫酸鈉，40g水泥和6g砂,攪拌混合均勻后注入模具,模具內(nèi)部形狀為直徑3.175cm,高2cm的圓柱形，室溫(20±1°C)養(yǎng)護(hù)7天，定型后從模具中取出，制成堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑。
[0024]室溫條件下，制得的氧化劑置于IOOmL三氯乙烯污染濃度為20mg / L的溶液中，I天后三氯乙烯去除率達(dá)97.7%，溶液中過(guò)硫酸鈉濃度為32.7g / L，溶液pH值為12.3，表明制成的氧化劑能夠通過(guò)堿活化過(guò)硫酸鹽作用有效降解地下水中的三氯乙烯。
[0025]實(shí)施例2
[0026]堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑配方:過(guò)硫酸鈉20g，水泥40g，砂6g，水17g，氫氧化鈉6.7g (氫氧化鈉和過(guò)硫酸鈉摩爾比為2:1)。
[0027]將6.7g氫氧化鈉溶解于17g水中，冷卻至室溫。向氫氧化鈉溶液中加入20g過(guò)硫酸鈉，40g水泥和6g砂,攪拌混合均勻后注入模具,模具內(nèi)部形狀為直徑3.175cm,高2cm的圓柱形，室溫(20±1°C)養(yǎng)護(hù)7天，定型后從模具中取出，制成堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑。[0028]室溫條件下，制得的氧化劑置于IOOmL四氯乙烯污染濃度為20mg / L的溶液中，I天后四氯乙烯去除率達(dá)98.2%，溶液中過(guò)硫酸鈉濃度為30.5g / L，溶液pH值為12.4，表明制成的氧化劑能夠通過(guò)堿活化過(guò)硫酸鹽作用有效降解地下水中的四氯乙烯。
[0029]實(shí)施例3
[0030]堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑配方:過(guò)硫酸鈉20g，水泥40g，砂6g，水17g，氫氧化鈉
6.7g (氫氧化鈉和過(guò)硫酸鈉摩爾比為2:1)。
[0031]將6.7g氫氧化鈉溶解于17g水中，冷卻至室溫。向氫氧化鈉溶液中加入20g過(guò)硫酸鈉，40g水泥和6g砂,攪拌混合均勻后注入模具,模具內(nèi)部形狀為直徑3.175cm,高2cm的圓柱形，室溫(20±1°C)養(yǎng)護(hù)7天，定型后從模具中取出，制成堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑。
[0032]室溫條件下，制得的氧化劑置于100mLl，l，l_三氯乙烷污染濃度為20mg / L的溶液中，7天后1，1，1-三氯乙烷去除率達(dá)72.2%，溶液中過(guò)硫酸鈉濃度為25.0g / L，溶液pH值為12.4，表明制成的氧化劑能夠通過(guò)堿活化過(guò)硫酸鹽作用有效降解地下水中的1，1，
1-二氣乙燒。
[0033]本發(fā)明利用過(guò)硫酸鹽、氫氧化鈉、水泥、砂、水制成堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑。本發(fā)明的優(yōu)越性在于:制作過(guò)程簡(jiǎn)單易行，成本低廉；能夠置于地下環(huán)境長(zhǎng)期緩慢釋放氧化劑，提高過(guò)硫酸鹽傳輸能力；能夠通過(guò)堿活化過(guò)硫酸鹽反應(yīng)有效去除地下水中的氯代烴污染物；氯代烴污染物去除效果顯著。
[0034]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑去除地下水中氯代烴的方法，其特征在于，過(guò)硫酸鹽、氫氧化鈉、水泥、砂、水混合均勻，然后于模具中養(yǎng)護(hù)定型，制成圓柱形狀的堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑，所制得的堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑與地下水接觸時(shí)，能夠長(zhǎng)期緩慢釋放過(guò)硫酸鹽，通過(guò)堿活化過(guò)硫酸鹽的方式有效降解地下水中氯代烴污染物。
2.如權(quán)利要求1所述的一種堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑去除地下水中氯代烴的方法，其特征在于，所述的過(guò)硫酸鹽、水泥、砂、水的質(zhì)量比為:1:(1~3):(0.2~0.4):(0.5~I)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑去除地下水中氯代烴的方法，其特征在于，所述的堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑為直徑2.5~5.0cm,高為1.5~3.0cm的圓柱體。
4.如權(quán)利要求1所述的一種堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑去除地下水中氯代烴的方法，其特征在于，所述的氯代烴為地下水中的氯代烴污染物:三氯乙烯、四氯乙烯和1，1，1_三氯乙烷中的一種或者幾種組合。
5.一種堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟: (1)稱取氫氧化鈉溶解于水中，攪拌溶解，冷卻至室溫； (2)將過(guò)硫酸鹽、水泥、砂、水加入到氫氧化鈉溶液中，攪拌混合均勻； 所述的氫氧化鈉、過(guò)硫酸鹽摩爾比為:(0.5~5):1 ； 所述的過(guò)硫酸鹽、水泥、砂、水質(zhì)量比為:1: (I~3): (0.2~0.4): (0.5~I): (3)將步驟(2)配制 的混合物填充到模具中，模具內(nèi)部形狀為直徑2.5~5.0cm，高為1.5~3.0cm的圓柱體，室溫(20±1°C)養(yǎng)護(hù)7天，定型后從模具中取出，即得到堿性緩釋型過(guò)硫酸鹽氧化劑。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK103787485SQ201410064814
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】呂樹(shù)光, 顧小鋼, 阮曉昕, 臧學(xué)軻, 吳小亮, 繆周偉, 徐旻輝, 司馬菁珂, 邱兆富, 隋倩 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)