CN103787485A - 碱性缓释型过硫酸盐氧化剂去除地下水中氯代烃的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碱性缓释型过硫酸盐氧化剂去除地下水中氯代烃的方法，是利用一定比例过硫酸盐、氢氧化钠、水泥、砂、水混合制成碱性缓释型过硫酸盐氧化剂，得到的氧化剂与污染地下水接触时，长期缓慢释放过硫酸盐，并能够提高溶液pH值，克服过硫酸盐反应过程的酸化影响，通过碱活化过硫酸盐的方式有效降解氯代烃污染物。本发明的优越性在于：提出的碱性缓释型过硫酸盐氧化剂能够长期缓慢释放过硫酸盐，提高氧化剂传输能力和利用效率，通过碱活化过硫酸盐的形式修复氯代烃污染地下水，适合原位修复应用。

Description

碱性缓释型过硫酸盐氧化剂去除地下水中氯代烃的方法

【技术领域】

本发明涉及地下水污染修复领域，具体涉及碱性缓释型过硫酸盐处理地下水中氯代烃污染的方法。

【背景技术】

随着我国城市工业污染企业的搬迁、工业“三废”的不合理排放等原因引发的土壤及地下水污染问题已十分严重。氯代烃类溶剂是重要的化工原料和有机溶剂，广泛应用于化工、医药、电子、制革、印刷等行业。由于生产、使用、运输、储存等过程中的不当操作，导致其成为地下水中广泛存在的有机污染物之一。大部分氯代烃为重质非水相液体，具有高挥发性、低黏性、低水溶性、难降解性等特点，大部分具有三致效应(致癌、致畸、致突变)，进入环境后能够穿透土壤及含水层而滞留在含水层底部，对人类健康和生态环境产生长远的不利影响。

原位化学氧化修复技术是指在不移动污染土壤或地下水的情况下，将氧化剂导入地表下，经氧化作用使污染物矿化或转化为无害物质的土壤及地下水修复方法，常用的氧化剂包括过氧化氢、高锰酸盐、臭氧及过硫酸盐。过硫酸盐应用于环境治理是近年来发展的新技术，作为一种强氧化剂，其氧化还原电位(E⁰)高达2.01V。常温下过硫酸盐比较稳定，与有机物反应速率较低。在光、热、过渡金属离子、碱、过氧化氢等条件下，过硫酸盐可活化分解产生硫酸根自由基(E⁰≈2.6V)，理论上可降解大部分有机污染物。应用过硫酸盐原位修复技术的场地，约60％采用碱活化过硫酸盐技术。

氧化剂的传输能力是影响原位化学修复效率的主要因素。应用过硫酸盐原位修复技术时，往往采用向地下注入液体的形式，而过硫酸盐液体在传输过程中容易被地下环境中的还原性物质消耗，导致其在土壤及地下水中的持久性降低。此外，污染物所在区域的土质可能渗透率较低，导致注入液体很难穿透土壤与污染物接触。因此，增强过硫酸盐地下传输能力，开发过硫酸盐缓慢释放的方法以提高污染地下水处理效率是研究的重点。

【发明内容】

本发明的目的在于解决上述问题，提供具有碱性缓释效果的长效过硫酸盐氧化剂，去除地下水中氯代烃污染物。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种碱性缓释型过硫酸盐氧化剂去除地下水中氯代烃的方法，将过硫酸盐、氢氧化钠、水泥、砂、水混合均匀，然后于模具中养护定型，制成圆柱形状的碱性缓释型过硫酸盐氧化剂，所制得的碱性缓释型过硫酸盐氧化剂与地下水接触时，能够释放过硫酸盐，通过碱活化过硫酸盐的方式有效降解地下水中氯代烃污染物。

所述的过硫酸盐、水泥、砂、水质量比为：1：(1～3)：(0.2～0.4)：(0.5～1)。

所述的碱性缓释型过硫酸盐氧化剂为直径2.5～5.0cm，高为1.5～3.0cm的圆柱体。

所述的氯代烃为地下水中常见的氯代烃污染物：三氯乙烯、四氯乙烯和1，1，1-三氯乙烷。

一种碱性缓释型过硫酸盐氧化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取氢氧化钠溶解于水中，搅拌溶解，冷却至室温；

(2)将过硫酸盐、水泥、砂、水加入到氢氧化钠溶液中，搅拌混合均匀；

所述的氢氧化钠、过硫酸盐摩尔比为：(0.5～5)：1。

所述的过硫酸盐、水泥、砂、水质量比为：1：(1～3)：(0.2～0.4)：(0.5～1)。

(3)将步骤(2)配制的混合物填充到模具中，模具内部形状为直径2.5～5.0cm，高为1.5～3.0cm的圆柱体，室温(20±1℃)养护7天，定型后从模具中取出，即得到碱性缓释型过硫酸盐氧化剂。

所述的氯代烃为地下水中常见的氯代烃污染物：三氯乙烯、四氯乙烯和1，1，1-三氯乙烷。

将制得的碱性缓释型过硫酸盐氧化剂置于氯代烃污染地下水中，通过碱活化过硫酸盐反应降解目标污染物，在不同时间段分析溶液pH值、过硫酸盐浓度、氯代烃污染物浓度，发现制得的氧化剂能够长期缓慢释放过硫酸盐，能够有效去除氯代烃污染物。

本发明利用过硫酸盐、氢氧化钠、水泥、砂、水的复合作用，制成碱性缓释型过硫酸盐氧化剂，制作过程简便，成本低廉。本发明提出的碱性缓释型过硫酸盐氧化剂能够长期缓慢释放过硫酸盐，提高氧化剂传输效率，克服过硫酸盐液体直接注入地下时还原性物质及土壤低渗透率的不利影响，加入氢氧化钠能够使缓释氧化剂具有碱性，克服过硫酸盐反应过程的酸化影响，促成碱活化过硫酸盐反应，有效去除地下水中的氯代烃污染物。

【具体实施方式】

以下提供本发明碱性过硫酸盐缓释型氧化剂去除地下水中氯代烃的方法的具体实施方式，但本发明并不局限于此。

实施例1

碱性缓释型过硫酸盐氧化剂配方：过硫酸钠20g，水泥40g，砂6g，水17g，氢氧化钠6.7g(氢氧化钠和过硫酸钠摩尔比为2：1)。

将6.7g氢氧化钠溶解于17g水中，冷却至室温。向氢氧化钠溶液中加入20g过硫酸钠，40g水泥和6g砂，搅拌混合均匀后注入模具，模具内部形状为直径3.175cm，高2cm的圆柱形，室温(20±1℃)养护7天，定型后从模具中取出，制成碱性缓释型过硫酸盐氧化剂。

室温条件下，制得的氧化剂置于100mL三氯乙烯污染浓度为20mg／L的溶液中，1天后三氯乙烯去除率达97.7％，溶液中过硫酸钠浓度为32.7g／L，溶液pH值为12.3，表明制成的氧化剂能够通过碱活化过硫酸盐作用有效降解地下水中的三氯乙烯。

实施例2

碱性缓释型过硫酸盐氧化剂配方：过硫酸钠20g，水泥40g，砂6g，水17g，氢氧化钠6.7g(氢氧化钠和过硫酸钠摩尔比为2：1)。

将6.7g氢氧化钠溶解于17g水中，冷却至室温。向氢氧化钠溶液中加入20g过硫酸钠，40g水泥和6g砂，搅拌混合均匀后注入模具，模具内部形状为直径3.175cm，高2cm的圆柱形，室温(20±1℃)养护7天，定型后从模具中取出，制成碱性缓释型过硫酸盐氧化剂。

室温条件下，制得的氧化剂置于100mL四氯乙烯污染浓度为20mg／L的溶液中，1天后四氯乙烯去除率达98.2％，溶液中过硫酸钠浓度为30.5g／L，溶液pH值为12.4，表明制成的氧化剂能够通过碱活化过硫酸盐作用有效降解地下水中的四氯乙烯。

实施例3

碱性缓释型过硫酸盐氧化剂配方：过硫酸钠20g，水泥40g，砂6g，水17g，氢氧化钠6.7g(氢氧化钠和过硫酸钠摩尔比为2：1)。

将6.7g氢氧化钠溶解于17g水中，冷却至室温。向氢氧化钠溶液中加入20g过硫酸钠，40g水泥和6g砂，搅拌混合均匀后注入模具，模具内部形状为直径3.175cm，高2cm的圆柱形，室温(20±1℃)养护7天，定型后从模具中取出，制成碱性缓释型过硫酸盐氧化剂。

室温条件下，制得的氧化剂置于100mL1，1，1-三氯乙烷污染浓度为20mg／L的溶液中，7天后1，1，1-三氯乙烷去除率达72.2％，溶液中过硫酸钠浓度为25.0g／L，溶液pH值为12.4，表明制成的氧化剂能够通过碱活化过硫酸盐作用有效降解地下水中的1，1，1-三氯乙烷。

本发明利用过硫酸盐、氢氧化钠、水泥、砂、水制成碱性缓释型过硫酸盐氧化剂。本发明的优越性在于：制作过程简单易行，成本低廉；能够置于地下环境长期缓慢释放氧化剂，提高过硫酸盐传输能力；能够通过碱活化过硫酸盐反应有效去除地下水中的氯代烃污染物；氯代烃污染物去除效果显著。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种碱性缓释型过硫酸盐氧化剂去除地下水中氯代烃的方法，其特征在于，过硫酸盐、氢氧化钠、水泥、砂、水混合均匀，然后于模具中养护定型，制成圆柱形状的碱性缓释型过硫酸盐氧化剂，所制得的碱性缓释型过硫酸盐氧化剂与地下水接触时，能够长期缓慢释放过硫酸盐，通过碱活化过硫酸盐的方式有效降解地下水中氯代烃污染物。

2.如权利要求1所述的一种碱性缓释型过硫酸盐氧化剂去除地下水中氯代烃的方法，其特征在于，所述的过硫酸盐、水泥、砂、水的质量比为：1：(1～3)：(0.2～0.4)：(0.5～1)。

3.如权利要求1所述的一种碱性缓释型过硫酸盐氧化剂去除地下水中氯代烃的方法，其特征在于，所述的碱性缓释型过硫酸盐氧化剂为直径2.5～5.0cm，高为1.5～3.0cm的圆柱体。

4.如权利要求1所述的一种碱性缓释型过硫酸盐氧化剂去除地下水中氯代烃的方法，其特征在于，所述的氯代烃为地下水中的氯代烃污染物：三氯乙烯、四氯乙烯和1，1，1-三氯乙烷中的一种或者几种组合。

5.一种碱性缓释型过硫酸盐氧化剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)称取氢氧化钠溶解于水中，搅拌溶解，冷却至室温；

(2)将过硫酸盐、水泥、砂、水加入到氢氧化钠溶液中，搅拌混合均匀；

所述的氢氧化钠、过硫酸盐摩尔比为：(0.5～5)：1；

所述的过硫酸盐、水泥、砂、水质量比为：1：(1～3)：(0.2～0.4)：(0.5～1)：

(3)将步骤(2)配制的混合物填充到模具中，模具内部形状为直径2.5～5.0cm，高为1.5～3.0cm的圆柱体，室温(20±1℃)养护7天，定型后从模具中取出，即得到碱性缓释型过硫酸盐氧化剂。