CN102417213B - 一种用于修复硝基苯污染地下水的渗透反应介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硝基苯污染地下水修复的渗透反应介质，是由零价铁和秸秆粉采用粘合剂胶结成颗粒状，零价铁粉和秸秆粉的含量分别为25质量%~35质量%和55质量%~65质量%，粘合剂含量占6质量%~11质量%。本发明选用零价铁粉和秸秆粉末作为渗透反应墙填充介质的原材料，两者胶合成颗粒状，能将化学反应及物理吸附合理地结合，对硝基苯的处理效果良好，修复周期短、无二次污染；零价铁粉和秸秆粉价廉易得；在合理成本前提下达到良好的硝基苯处理效果，前景广阔。

Description

一种用于修复硝基苯污染地下水的渗透反应介质

技术领域

       本发明属于治理污染环境的技术领域，具体涉及一种修复硝基苯污染的地下水的渗透反应介质。具有材料廉价易得，可高效地修复硝基苯污染的地下水的特点，对解决水体中硝基苯污染问题和保障地下水安全具有十分重要的意义。

背景技术

       地下水污染是目前一个非常严重的环境问题，具有复杂性、隐蔽性和难恢复性的特点。地下水三种污染大类中，有机污染超过了重金属污染和放射性污染，成为当下地下水污染的主要形式，硝基苯污染属于有机污染中的一种。一旦含水层遭受了污染，恢复和净化是一个漫长的过程。

       硝基苯是化工市场中应用广泛的化工初级原料，主要用于染料、香料、农药及炸药等行业。硝基苯属于高毒性和难降解性有机物，它结构稳定，不易分解转化，种类多而复杂。由于其密度大于水，进入水体的硝基苯会沉入水底，长时间保持不变，又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间。

       国内处理硝基苯的方法主要有物理吸附法，化学法(包括光化学氧化法，Fenton试剂法，臭氧组合处理法，超临界水氧化法等)，生物法(包括活性污泥法，厌氧处理法等)。

       可渗透反应墙(Permeable reactive barrier，简称PRB)，是当今欧美发达国家普遍研究并开始初步商业化应用的一种地下水污染修复技术。根据美国环保局(EPA)的定义：“PRB是一个填充有活性反应介质材料的被动反应区，当被污染的地下水通过渗透性反应墙时，污染物质能被降解或固定。污染物质依靠自然水力运输通过预先设计好的反应介质时，介质可对溶解的有机物、金属、核素及其他污染物进行降解、吸附、沉淀或去除”。PRB技术突破性的研究进展是在90年代初由加拿大的相关机构完成，一些专业环境顾问公司如Golder Associate Ltd等也进行了专门研究和工程实践。

    以零价铁为墙体介质材料的渗透反应墙作为现场地下水修复技术，已经有研究表明，由于其容易取材，价格便宜等优势，因而能够长期有效地运作，且施工简单，维护费用极低。而用零价铁作为墙体内介质也对硝基苯有较好的转化率。但是单纯地用零价铁去除硝基苯的方法存在的易生成苯胺，造成二次污染的问题。欧美一些发达国家已经对其进行了大量的试验及工程技术研究，我国则起步较晚，还处于试验及理论研究阶段，现场应用还没有出现，对于渗透反应墙，反应介质的成本和效能是核心问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的问题而提供一种用于修复硝基苯污染地下水的渗透反应介质，改介质以零价铁粉及秸秆粉混合而成的颗粒作为硝基苯污染修复剂。

具体地讲，本发明是采用以下技术方案来实现的：

一种用于修复硝基苯污染地下水的渗透反应介质，其特征在于渗透反应介质是零价铁和秸秆粉末通过粘合剂胶结而成的吸附颗粒，其中零价铁粉含量为25质量%~35质量%、秸秆粉含量为55质量%~65质量%、粘合剂含量为6质量%~11质量%。

零价铁粉的粒径小于1mm，秸秆粉末的粒径小于1mm。

所述的吸附颗粒的粒径小于10mm。

       本发明的优势：渗透反应墙本质是一个填充有活性介质的被动反应区，墙体中含有可以去除污染物的介质，渗透反应墙一般安装在地下含水层中，垂直于地下水的流向，当地下水在水利梯度的作用下通过渗透反应墙时，反应介质通过化学或生物反应将污染物转化或截流，该方法具有造价低廉、安装施工方便、修复效果好、不破坏生态环境等优点，是地下水修复技术的发展方向。

       利用渗透反应墙系统处理污染地下水时，填充的介质可以分为两种：一种是与污染物发生化学反应的材料，分解污染物并使其转化为对人体和环境无害或危害较轻的组分。反应材料应满足以下条件：对目标污染物有选择反应性；抗生物降解、使用寿命长；生态友好，对环境无毒害；廉价易得，在反应中不易消耗；另一种是通过吸附作用将污染物从溶液中转移到固体颗粒表面，进而去除污染物。本发明选用的零价铁粉和秸秆粉末作为渗透反应墙填充介质的原材料，两者胶合成颗粒状，将化学反应及物理吸附合理地结合，对硝基苯的处理效果良好，修复周期短、无二次污染；而且，零价铁粉和秸秆粉价廉易得；在合理成本前提下达到良好的硝基苯处理效果，前景广阔。

具体实施方式：

    本发明实施方式中的渗透反应墙，厚度在30cm~100cm范围，设置在地下污染水流方向。渗透反应墙的材料（即硝基苯修复介质）是零价铁粉(购自天津市风船化学试剂科技有限公司)和秸秆粉组合而成的颗粒，颗粒的粒径小于10mm。其中，零价铁粉粒径小于1mm，秸秆粉的粒径为小于1mm。该渗透反应墙可以还原及吸附硝基苯污染地下水中的主要污染物，无毒害作用。

实施例1

用于修复硝基苯污染地下水的渗透反应墙，墙体的厚度约为30~100cm，介质是由25质量%零价铁粉、65质量%秸秆粉末，两者经10质量%的水泥混合在一起，经造粒机制备获得粒径为5mm的颗粒。

实施例2

用于修复硝基苯污染地下水的渗透反应墙，墙体的厚度约为30~100cm，介质是由34质量%零价铁粉、56质量%秸秆粉末，两者经10质量%的水泥混合在一起，经造粒机制备获得粒径为6mm的颗粒。

实施例3

用于修复硝基苯污染地下水的渗透反应墙，墙体厚度约为30~100cm，介质是由30质量%零价铁粉、60质量%秸秆粉末，两者经10质量%的水泥混合在一起，经造粒机制备获得粒径为3mm的颗粒。

实施例4

以实施例3制备得到的渗透反应墙为考察对象，研究本发明对硝基苯污染水的修复效果，结果表明，进水硝基苯浓度为30mg/L，经过厚为50cm的渗透反应墙后，出水的硝基苯去除率可达95.9%，苯胺的浓度仅为1.02 mg/L。可见，零价铁粉将污染水体中的硝基苯还原为可生物降解的苯胺，而秸秆粉同时可以吸附硝基苯和苯胺（主要是对所产生的苯胺具有良好的吸附效果），因此，本发明的渗透反应墙可以达到高效修复硝基苯污染水的效果。

Claims (1)

1.一种用于修复硝基苯污染地下水的渗透反应介质，其特征在于该介质是零价铁和秸秆粉末通过粘合剂胶结而成的吸附颗粒，其中零价铁粉含量为25质量%~35质量%、秸秆粉含量为55质量%~65质量%、粘合剂含量为6质量%~11质量%；所述的粘结剂为水泥；零价铁粉的粒径小于1mm，秸秆粉末的粒径小于1mm，所述的吸附颗粒的粒径小于10mm。