自激活型過硫酸鹽氧化藥劑的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑的制備方法及其應(yīng)用，該自激活型過硫酸鹽氧化藥劑由過硫酸鹽、激活劑、粘合劑、分散劑組成，所述過硫酸鹽和激活劑的摩爾比為0.5:1～5:1，以過硫酸鹽和激活劑的混合物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述粘合劑的加入量為基準(zhǔn)的10%~15%，所述分散劑的加入量為基準(zhǔn)的1%~5%。本發(fā)明通過將過硫酸鹽與過氧化鈣按一定配比混合并造粒成型后施用于污染水體和污染場地修復(fù)，達(dá)到藥劑的自身激活，無需額外添加激活劑，從而克服了藥劑混合不均勻的問題，極大地簡化了施工操作，提高了處理效率。
【專利說明】自激活型過硫酸鹽氧化藥劑的制備方法及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污染水體及污染場地修復(fù)的氧化藥劑領(lǐng)域，尤其涉及一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑的制備方法及其應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)工業(yè)年鑒統(tǒng)計(jì)，我國城市區(qū)域內(nèi)的工業(yè)退役場地?cái)?shù)量由2006年的6611個迅速增加到2008年的22488個，近年來仍然在不斷增加。城市化進(jìn)程的加快促進(jìn)了原有土地功能轉(zhuǎn)變，大量工業(yè)用地改為住宅或商業(yè)用地，然而這些工業(yè)企業(yè)遺留的污染場地存在的環(huán)境問題已成為土地再開發(fā)的障礙。其中，以氯代烴、苯和苯的同系物(BTEX)、多環(huán)芳烴(PAHs)、石油烴(TPHs)、甲基叔丁基醚(MTBE)以及多氯聯(lián)苯(PCBs)等為代表的有機(jī)污染成為當(dāng)下凈化和修復(fù)此類場地的關(guān)注重點(diǎn)。此外，在地表水及工業(yè)廢水處理中，這些污染物也廣泛存在，此類有機(jī)物具有難于生物降解，長期接觸對人體有致癌、致畸和致突變的三致作用。目前，國內(nèi)和國際上較常用的是采用化學(xué)氧化的方法，將污染物氧化分解。其中，過硫酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為2.1 V，接近于臭氧(03)，大于高錳酸鹽(Μη04_)和過氧化氫(H2O2)，是一種常見的廣譜高效氧化劑。
[0003]然而，過硫酸鹽比較穩(wěn)定，在常溫下反應(yīng)速率低，對有機(jī)物的降解效果不明顯。只有在熱、光(紫外線/可見光)、過渡金屬離子(Mn4+，F(xiàn)e2+ ,Ag+、Ce2+、Co2+)、0H_、H2O2等條件的激發(fā)下，過硫酸鹽才能活化分解為更高氧化還原電位(2.6 V)的過硫酸根自由基(SO4.)，從而快速降解大多數(shù)有機(jī)物，甚至將其徹底礦化。因此，采用過硫酸鹽降解污染物時(shí)必須采取合適的激活方法。
[0004]在污染場地修復(fù)工程實(shí)踐中，通常需要向飽和層土壤和地下水中先行加入激活劑后再加入過硫酸鹽，以實(shí)現(xiàn)對污染物的去除。分批加入激活劑和氧化劑，一是操作較為復(fù)雜，操作時(shí)間過長，二是容易導(dǎo)致氧化劑和激活劑在先后投加時(shí)無法形成有效的混合，難以實(shí)現(xiàn)過硫酸鹽的最佳激活條件，對于修復(fù)時(shí)間和修復(fù)效果都有較大影響。
[0005]過氧化鈣能夠與土壤中的水分緩慢反應(yīng)，生成堿性的氫氧化鈣，可以激活過硫酸鹽。如果將過氧化鈣和過硫酸鹽固體藥劑簡單混合則存在混合不均、不易成型以及分散性差等缺點(diǎn)。為此，如果能夠?qū)⑦^硫酸鹽與過氧化鈣按一定配比混合并造粒成型后施用于污染水體和污染場地修復(fù)，即可達(dá)到藥劑的自身激活，無需額外添加激活劑，從而克服了藥劑混合不均勻的現(xiàn)實(shí)問題，極大地簡化了施工操作，提高了處理效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑的制備方法及其應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑，由過硫酸鹽、激活劑、粘合劑、分散劑組成，所述過硫酸鹽和激活劑的摩爾比為0.5:1~5:1，以過硫酸鹽和激活劑的混合物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述粘合劑的加入量為基準(zhǔn)的10%~15%，所述分散劑的加入量為基準(zhǔn)的1%~5%。
[0008]進(jìn)一步地，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸鈣中一種或多種按照任意配比混合后得到的混合物。
[0009]作為優(yōu)選，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉。
[0010]進(jìn)一步地，所述激活劑為過氧化鈣。
[0011]進(jìn)一步地，所述粘合劑為預(yù)糊化淀粉、甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素中的一種或幾種按照任意配比混合后得到的混合物。
[0012]進(jìn)一步地，所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、α -烯基磺酸鈉中的一種或多種按照任意配比混合后得到的混合物。
[0013]所述自激活型過硫酸鹽氧化藥劑的制備方法，該方法具體為:將過硫酸鹽與激活劑混合均勻，然后加入粘合劑和分散劑，再加入去離子水將上述成分混合均勻后，制成直徑為:3~30 mm的顆粒，在溫度為0~30°C，真空度為0.1 kPa以上的條件下干燥12小時(shí)，得到自激活型過硫酸鹽氧化藥劑；所述過硫酸鹽和激活劑的摩爾比為0.5:1~5:1,以過硫酸鹽和激活劑的混合物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述粘合劑的加入量為基準(zhǔn)的10%~15%，所述分散劑的加入量為基準(zhǔn)的1%~5%，所述去離子水加入量為基準(zhǔn)的5%~lO%。
[0014]所述自激活型過硫酸鹽氧化藥劑的應(yīng)用為:將自激活型過硫酸鹽氧化藥劑應(yīng)用于處理受到氯代烴、BTEX, PAHs、TPHs、MTBE, PCBs等污染的水體、土壤。藥劑的使用方法包括:(1)適用于直接將藥劑投加到受污染土壤中，并根據(jù)含水率添加適量的水進(jìn)行混合攪拌；(2)適用于將藥劑溶解于水后形成溶液直接注入到地下水含水層；(3)適用于以填料形式填入到可滲透反應(yīng)墻中凈化地下水。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明提供的制備方法具有工藝簡單、操作管理安全、所用化學(xué)原料廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn)。
[0016]2、本發(fā)明利用化學(xué)方法將過硫酸鹽與激活劑結(jié)合在一起，起到在地下水或地表水體等潮濕環(huán)境中的自激活作用。此外，通過調(diào)節(jié)和控制藥劑的顆粒尺寸可以將本發(fā)明成果應(yīng)用于不同的修復(fù)場合。
[0017]3、與單純的將過硫酸鹽投放加土壤的應(yīng)用方式相比，相同污染源在采用本發(fā)明提供的藥劑處理后，去除效果更好。本發(fā)明避免了在場地修復(fù)中先后投加過硫酸鹽和激活劑時(shí)發(fā)生的混合不均等問題，提高了修復(fù)效率。
[0018]4、與單純的將過硫酸鹽投加到地下水中的應(yīng)用方式相比，本發(fā)明在顆粒尺度較小的時(shí)候具有良好的溶解性，同時(shí)能保證地下水中污染物與藥劑充分接觸，并得到降解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2對某污染場地地下水中1，2- 二氯乙烷、甲苯和鄰甲苯胺處理前后濃度對比圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2和氫氧化鈉激活的過硫酸鈉溶液對1，2- 二氯乙烷，甲苯和鄰甲苯胺的去除率對比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋，本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
[0022]實(shí)施例1
將595 g過硫酸鈉與180 g過氧化|丐混合均勻，同時(shí)加入24 g十六烷基磺酸鈉作為分散劑，80 g的羥丙基甲基纖維素作為粘接劑。將混合后的藥粉攪拌均勻后，加入77.5 g去離子水，混勻，制成直徑為3 mm的顆粒，在溫度為30°C，真空度為0.1 kPa的條件下干燥12小時(shí)。
[0023]實(shí)施例2
將595 g過硫酸鈉與180 g過氧化|丐混合均勻，同時(shí)加入24 g十六烷基磺酸鈉作為分散劑，100 g的預(yù)糊化淀粉作為粘接劑。將混合后的藥粉攪拌均勻后，加入77.5 g去離子水，混勻，制成直徑為30 mm的顆粒，在20°C、真空度為0.1 kPa下干燥12小時(shí)。
[0024]實(shí)施例3
將135 g過硫酸鉀與72 g過氧化鈣混合均勻，同時(shí)加入2.07 g十二烷基苯磺酸鈉作為分散劑，31 g的甲基纖維素作為粘接劑。將混合后的藥粉攪拌均勻后，加入10.35 g水，混勻，制成直徑為20 mm的顆粒，在0°C，真空度為0.1 kPa的條件下干燥12小時(shí)。
[0025]實(shí)施例4
將337.5 g過硫酸鉀與36 g過氧化鈣混合均勻，同時(shí)加入18.8 g直鏈烷基苯磺酸鈉作為分散劑，37.4g的乙基纖維素作為粘接劑。將混合后的藥粉攪拌均勻后，加入30 g水，混勻，制成直徑為3 mm的顆粒，在30°C，真空度為0.1 kPa的條件下干燥12小時(shí)。
[0026]實(shí)施例5
實(shí)地抽取某工業(yè)污染場地上的地下水，分別將按照實(shí)施例1和實(shí)施例2方法制備的自激活型過硫酸鹽氧化藥劑按照20 g/L的投加量投加到地下水中，靜置一段時(shí)間待反應(yīng)完成后取上清液采用GC-MS方法測定其中污染物濃度。分析結(jié)果見圖1和2所示。由圖1和2可知，本發(fā)明制備的自激活型過硫酸鹽氧化藥劑相比于傳統(tǒng)的氫氧化鈉激活的過硫酸鈉溶液有更好的處理效果。
【權(quán)利要求】
1.一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑，其特征在于，它由過硫酸鹽、激活劑、粘合劑、分散劑組成，所述過硫酸鹽和激活劑的摩爾比約為0.5:1~5:1，以過硫酸鹽和激活劑的混合物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述粘合劑的加入量為基準(zhǔn)的10%~15%，所述分散劑的加入量為基準(zhǔn)的1%~5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑，其特征在于:所述過硫酸鹽可以是過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸鈣中一種或多種按照任意配比混合后得到的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑，其特征在于:所述過硫酸鹽為過硫酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑，其特征在于:所述激活劑為過氧化鈣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑，其特征在于:所述粘合劑為預(yù)糊化淀粉、甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素中的一種或幾種按照任意配比混合后得到的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自激活型過硫酸鹽氧化藥劑，其特征在于:所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、α -烯基磺酸鈉中的一種或多種按照任意配比混合后得到的混合物。
7.—種權(quán)利要求1所述自激活型過硫酸鹽氧化藥劑的制備方法，其特征在于，該方法具體為:將過硫酸鹽與 激活劑混合均勻，然后加入粘合劑和分散劑，再加入去離子水將上述成分混合均勻后，制成直徑為3~30 mm的顆粒，在溫度為(T30°C，真空度為0.1 kPa以上的條件下干燥12小時(shí)，得到自激活型過硫酸鹽氧化藥劑；所述過硫酸鹽和激活劑的摩爾比為0.5:1~5:1,以過硫酸鹽和激活劑的混合物的質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述粘合劑的加入量為基準(zhǔn)的10%~15%，所述分散劑的加入量為基準(zhǔn)的1%~5%，所述去離子水加入量為基準(zhǔn)的5%~?Ο%。
8.—種權(quán)利要求1所述的自激活型過硫酸鹽氧化藥劑的用途，其特征在于，該用途具體為:將自激活型過硫酸鹽氧化藥劑應(yīng)用于處理受到氯代烴、BTEX、PAHs, TPHs, MTBE, PCBs污染的水體、土壤。
【文檔編號】B09C1/08GK104071886SQ201410306555
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】胡清, 張鶴清, 林斯杰, 唐一 申請人:中節(jié)能大地環(huán)境修復(fù)有限公司