CN102241454A

CN102241454A - 一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法

Info

Publication number: CN102241454A
Application number: CN 201110138656
Authority: CN
Inventors: 马军; 杨友强; 高国瀛; 胡兴霞; 赵竟博; 杨晶晶
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2011-11-16

Abstract

一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，涉及一种修复受污染的地下水的方法。本发明是要解决现有地下水修复技术投资大、效能低的问题。方法：一、先将过硫酸盐或过硫酸盐复合氧化剂加入水中，然后使用防腐泵泵入到地下待修复的水体中；二、待过硫酸盐或过硫酸盐复合氧化剂与地下水混合10～24h后，向地下待修复的水体中泵入高压水蒸汽，1～2天后即完成受污染地下水的修复。本发明的方法工程量小，技术投资小，不向水中引入新的有毒物质，易于实施，污染物的去除率达85％～95％。应用于地下污水处理领域。

Description

一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法

技术领域

本发明涉及一种修复受污染的地下水的方法。

背景技术

近年来，由于持续的工农业污染，使大量的难降解的有毒有害污染物进入到水体中，造成了水质的恶化，严重影响了环境和社会的可持续发展，特别是进入地下水中的污染物，更是在数年甚至数百年的时间里也得不到有效的降解，为人类开发利用地下水埋下了深深的隐患。

常规的地下水修复技术一般要将地下水抽到地表，再用地表水处理的常规方法进行处理。这种方法不仅耗费大量能量，占用大量场地，还需要很多配套的附属水处理设施，经济技术效益差。最近几年还出现了向地下水中加入强氧化剂进行原位修复的技术，但是因为强氧化剂在到达待修复地点前就有很大一部分和土壤及水中的无害还原性物质发生反应消耗掉，导致这种处理方法的效能很低。

发明内容

本发明是要解决现有地下水修复技术投资大、效能低的问题，提供一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法。

本发明一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，按以下步骤进行：一、先将过硫酸盐或过硫酸盐复合氧化剂加入水中，然后使用防腐泵泵入到地下待修复的水体中，使待修复的水体中的过硫酸盐的质量浓度为0.1～250mg/L，过硫酸盐复合氧化剂的质量浓度为0.1～250mg/L；二、待过硫酸盐或过硫酸盐复合氧化剂与地下水混合10～24h后，向地下待修复的水体中泵入高压水蒸汽，待修复的水体中泵入的高压水蒸汽质量浓度为0.3～200g/L，1～2天后即完成受污染地下水的修复。

本发明是将过硫酸盐复合氧化剂溶液和高压水蒸汽通过不同的管路输送到地下的待修复地点，过硫酸盐复合氧化剂在热蒸汽的活化作用下产生氧化能力很强的活性中间产物，这些活性中间产物对地下水中的污染物有很强的氧化和矿化作用。过硫酸盐是一种强氧化剂，但是在常温常压没有活化剂的条件下其氧化能力很弱，本发明利用过硫酸盐的这一特点，在过硫酸盐到达待修复位置之前不对其进行活化，这样过硫酸盐就不会因为和土壤中还原性物质反应而消耗掉。在泵入过硫酸盐的同时通过另一条管道向待修复水体中通入水蒸气，在待修复位置使过硫酸盐被水蒸气活化，分解产生强氧化性的中间产物，这些中间产物与水中的污染物发生反应，起到修复受污染地下水的作用。

本发明使用的过硫酸盐为绿色氧化剂，其反应后产物为少量硫酸根，硫酸盐的浓度小于250mg/L，达到生活饮用水标准的标准(GB 5749-2006中规定为250mg/L)，对人体无害。本发明的方法工程量小，技术投资小，不向水中引入新的有毒物质，易于实施，利用过硫酸盐热活化技术实现地下水中污染物的高效去除，污染物的去除率达85％～95％，对于受有机物及还原性无机物污染的地下水具有很好的修复效果。本发明可以去除的污染物为有机物或还原性的无机物。

附图说明

图1为具体实施方式十四中二氯酚的去除率随时间的变化曲线。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，按以下步骤进行：一、先将过硫酸盐或过硫酸盐复合氧化剂加入水中，然后使用防腐泵泵入到地下待修复的水体中，使待修复的水体中的过硫酸盐的质量浓度为0.1～250mg/L，过硫酸盐复合氧化剂的质量浓度为0.1～250mg/L；二、待过硫酸盐或过硫酸盐复合氧化剂与地下水混合10～24h后，向地下待修复的水体中泵入高压水蒸汽，待修复的水体中泵入的高压水蒸汽质量浓度为0.3～200g/L，1～2天后即完成受污染地下水的修复。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐的质量浓度为10～200mg/L。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐的质量浓度为50～150mg/L。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐的质量浓度为100mg/L。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐复合氧化剂的质量浓度为10～200mg/L。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐复合氧化剂的质量浓度为50～150mg/L。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐复合氧化剂的质量浓度为100mg/L。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤一中所述的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸锂、过氧硫酸氢钾或过氧硫酸氢钠。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中所述的过硫酸盐复合氧化剂为过硫酸盐和沸石的混合物或过硫酸盐和粉末活性炭的混合物；其中过硫酸盐和沸石的混合物中过硫酸盐和沸石的质量比为1∶0.5～50，过硫酸盐和粉末活性炭的混合物中过硫酸盐和粉末活性炭的质量比为1∶0.5～100。其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二中待修复的水体中泵入的高压水蒸汽质量浓度为10～180g/L。其它与具体实施方式一至九之一相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二中待修复的水体中泵入的高压水蒸汽质量浓度为50～150g/L。其它与具体实施方式一至九之一相同。

具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二中待修复的水体中泵入的高压水蒸汽质量浓度为100g/L。其它与具体实施方式一至九之一相同。

具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤二中的高压水蒸气由高压蒸汽锅炉产生，蒸汽压力为0.1～3MPa。其它与具体实施方式一至十二之一相同。

本实施方式中高压蒸汽锅炉可以直接使用市政管网给水；若待修复地点离市区较远，也可以采用经软化处理后的待修复地点地下水作为高压蒸汽锅炉的给水水源，地下水软化措施包括离子交换和电渗析。

具体实施方式十四：本实施方式一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，按以下步骤进行：一、向待修复含水层中打入两种管道，管道A用于输送过硫酸盐，管道B用于输送高压水蒸汽，用于输送过硫酸盐的管道为PVC管材，用于输送高压水蒸气的管道采用HDPE管材；二、先将过硫酸钠溶于水中，形成过硫酸钠溶液，然后向地下待修复的水体中通过管道A泵入过硫酸钠溶液，使待修复的水体中的过硫酸钠的质量浓度为50mg/L；三、待过硫酸钠与地下水混合24h后，通过管道B向地下待修复的水体中泵入高压水蒸汽，高压水蒸气由高压蒸汽锅炉产生，蒸汽压力为2MPa，待修复的水体中泵入的高压水蒸汽质量浓度为10g/L，2天后即完成受污染地下水的修复。

本实施方式待修复的地下水体中的污染物为二氯酚，二氯酚的质量浓度为0.2mg/L。采用本实施方式的方法对待修复的地下水体进行修复，二氯酚的去除率随时间的变化曲线如图1所示，从图中可以看出随着过硫酸盐复合氧化剂和高压水蒸汽与待修复水体接触时间的延长，二氯酚的去除率逐渐提高，在12小时二氯酚的去除率达到90％。12h后二氯酚的浓度从开始的0.2mg/L降为0.02mg/L(GB 5749-2006生活饮用水卫生标准规定的标准限制为0.03mg/L)，达到生活饮用水卫生标准。二氯酚降解的产物为氯离子、少量有机酸和二氧化碳，经处理后的地下水毒性大大降低，氯化物浓度(小于12μmol/L)远小于国家标准(GB 5749-2006中规定为250mg/L)。

Claims

1.一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，按以下步骤进行：一、先将过硫酸盐或过硫酸盐复合氧化剂加入水中，然后使用防腐泵泵入到地下待修复的水体中，使待修复的水体中的过硫酸盐的质量浓度为0.1～250mg/L，过硫酸盐复合氧化剂的质量浓度为0.1～250mg/L；二、待过硫酸盐或过硫酸盐复合氧化剂与地下水混合10～24h后，向地下待修复的水体中泵入高压水蒸汽，待修复的水体中泵入的高压水蒸汽质量浓度为0.3～200g/L，1～2天后即完成受污染地下水的修复。

2.根据权利要求1所述的一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐的质量浓度为10～200mg/L。

3.根据权利要求1所述的一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐的质量浓度为50～150mg/L。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐复合氧化剂的质量浓度为10～200mg/L。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于步骤一中待修复的水体中的过硫酸盐复合氧化剂的质量浓度为50～150mg/L。

6.根据权利要求4所述的一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于步骤一中所述的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸锂、过氧硫酸氢钾或过氧硫酸氢钠。

7.根据权利要求6所述的一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于步骤一中所述的过硫酸盐复合氧化剂为过硫酸盐和沸石的混合物或过硫酸盐和粉末活性炭的混合物；其中过硫酸盐和沸石的混合物中过硫酸盐和沸石的质量比为1∶0.5～50，过硫酸盐和粉末活性炭的混合物中过硫酸盐和粉末活性炭的质量比为1∶0.5～100。

8.根据权利要求7所述的一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于步骤二中待修复的水体中泵入的高压水蒸汽质量浓度为10～180g/L。

9.根据权利要求7所述的一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于步骤二中待修复的水体中泵入的高压水蒸汽质量浓度为50～150g/L。

10.根据权利要求8所述的一种基于过硫酸盐热活化技术原位修复受污染的地下水的方法，其特征在于步骤二中的高压水蒸气由高压蒸汽锅炉产生，蒸汽压力为0.1～3MPa。