CN106145306A - 一种使用钢渣净化受污染地下水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下水修复领域，具体是一种使用钢渣净化受污染地下水的方法，是将钢渣疏松柱置于地下含水层中，受污染的地下水流过钢渣疏松柱后得到净化。本发明的地下水净化方法的操作和维护成本非常低，而且用到的钢渣为固体废弃物，达到了以废治废的目的；使用的钢渣层具有制备简单、原料来源丰富、成本低廉、可更换等特点，对地下水中高价重金属和有机污染物均具有良好的去除效果。

Description

一种使用钢渣净化受污染地下水的方法

技术领域

本发明涉及环境保护中地下水修复领域，具体地说，是一种使用钢渣净化受污染地下水的方法，是将钢渣安置于受污染地下水中，去除污染物。

背景技术

地下水污染引发社会的普遍关注，常见的原位地下水修复技术包括原位化学氧化和还原、地下水抽提、原位微生物降解、原位曝气、渗透反应墙等。其中渗透反应墙技术具有操作简单、成本较低、处理效果好等优点，近年来备受关注。渗透反应墙技术通常在被污染的地下水的中放置的一个阻拦墙，墙体中吸附材料或者氧化还原材料与沙混合，以提供反应过程合适的渗透率用于污染物的氧化还原，以降低水中的某些污染物到预期的水平。另外，渗透反应墙的设置通常是垂直于地下水的流动方向。

另外，在污染的地下水中添加低价态的铁，通过还原作用去除高价态的金属离子和含氯有机化合物，这一技术被确定是用于从去除污染物的新技术。常见的是零价铁或氧化亚铁，其中零价铁的成本较高。

钢渣的化学组成与水泥熟料相似，是一种具有潜在活性的胶凝材料，含有大量不稳定的游离FeO，因此可以将钢渣用于地下水中污染物的去除，达到以废治废的目的。

中国专利文献CN104923544A公开了一种重金属危废原位封存和地下水污染防治方法，其中设置可渗透反应墙修复地下水污染；所述可渗透反应墙墙腔内设置有用于修复污染地下水的混合填料，所述混合填料由粒径为0.4-1mm的钢渣、粒径为0.4-1mm的铁渣、粒径为1.2-1.6mm的煤渣、粒径为1.8-2.4mm颗粒污泥、粒径为2.6-3.0mm的核桃壳粒组成。中国专利文献CN105251446A公开了一种地下水复合重金属污染修复材料，按重量份，包括以下原料：活性炭1份、沸石1.3-2份和钢渣5-17份；将上述原料经混匀、制粒后在150-200℃下焙烧1-5h得到所述修复材料。但是关于一种结合渗透反应墙的拦截作用、低价态铁的还原作用和钢渣中的氧化亚铁成分净化受污染地下水的方法目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于结合渗透反应墙、低价态铁的还原作用和钢渣中的氧化亚铁成分，制备钢渣隔离层用于地下水中污染物的去除，具体是提供一种利用钢渣净化受污染地下水的方法，将钢渣疏松柱置于地下含水层中，受污染的地下水流过钢渣疏松柱后得到净化。本发明主要结合渗透反应墙的拦截作用、低价态铁的还原作用和钢渣中的氧化亚铁成分，充分发挥三者的优势，能够高效促进地下水中污染物的去除。

为了实现上述目的，本发明提供一种使用钢渣净化受污染地下水的方法，是将钢渣疏松柱置于地下含水层中，受污染的地下水流过钢渣疏松柱后得到净化；所述钢渣的粒径为0.2-2.0厘米，钢渣的粒径越小越好，粒径越小越容易与污染物接触，但是，为了避免钢渣从柱形框架中流失掉，选择粒径适中的。所述钢渣成分中至少含有10％的FeO；所述地下水中的污染物为六价铬或氯代有机物。

优选的，为了避免引入新的污染，所述钢渣疏松柱置于地下含水层之前先用2～5倍体积的清水淋洗。

优选的，所述钢渣疏松柱置于预先打好的地下水井中，为了便于安装钢渣疏松柱，水井孔径为20～25cm。

优选的，所述钢渣疏松柱是将钢渣放置在用铁质框架和铁丝网制备的圆柱形框架中，见图2，所述钢渣疏松柱直径为15～20cm，高度为100～300cm。

优选的，相邻地下水井之间的间距为30～50cm。地下水井交错排列，根据需要可设置单排或多排，目的是保证污染羽能够全部流过钢渣层(见图1)。

优选的，在所述的地下水井下游抽取地下水，使地下水容易流过钢渣疏松柱。

优选的，所述钢渣疏松柱可以根据需要更换新鲜的钢渣。通过检测下游地下水监测井中污染物的浓度确定钢渣的有效性，当检出的污染物浓度增大后需更换钢渣(见图1)。

本发明优点在于：

1、本发明主要结合渗透反应墙的拦截作用、低价态铁的还原作用和钢渣中的氧化亚铁成分，用于地下水中污染物的去除，特别适合用于去除受污染的地下水中六价铬和氯代有机物。钢渣具有不规则的表面结构，渗透空隙较大，为地下水与钢渣表面的接触提供了充足停留时间。这种地下水净化方法的操作和维护成本非常低，而且用到的钢渣为固体废弃物，达到了以废治废的目的；

2、使用的钢渣疏松柱具有制备简单、原料来源丰富、成本低廉、可更换等特点，对地下水中高价重金属和有机污染物均具有良好的去除效果。

附图说明

图1.钢渣疏松柱布置图；

图2.钢渣疏松柱示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

实施例1

实验室小试实验：选取FeO含量大于10％的钢渣，并通过筛网得到粒径介于0.2-2.0厘米钢渣。制作尺寸为20cm*20cm*20cm的正方体框架，并用铁丝网包裹，将筛选出的钢渣均匀地填充其中。配制模拟废水溶液，其中六价铬的浓度为5mg/L，六氯苯的浓度为5000ug/L。利用二苯碳酰二肼分光光度法测定六价铬的初始浓度为5.2mg/L，采用气相色谱仪测定六氯苯的初始浓度为4899.3ug/L。将溶液均匀垂直地喷洒在正方体框架的一面，洒水量控制在10mL/min，同时在钢渣下测接水，每隔20min测定一次方框下方流出液的浓度。实验结果如表1所示。

表1中试实验中钢渣框架下侧流出液中污染物的浓度

从表1中可以看出，钢渣下侧流出液中六价铬和六氯苯的浓度明显低于两者的初始浓度，说明钢渣疏松柱对六价铬和六氯苯具有很好的去除效果，可以用于两种污染物的去除。

实施例2

修复场地中试实验：在被六价铬和六氯苯的地下水的下游布置10个钢渣安装井，相邻安装井之间的间距为50cm。采用专业的打井设备打井，打井深度为8米，井孔径为20cm。制备钢渣圆柱体，选取FeO含量大于10％的钢渣，并通过筛网得到粒径介于0.2-2.0厘米钢渣。利用铁质框架和铁丝网制备圆柱体框架，圆柱直径为15cm，高度为200cm。将钢渣装入圆柱形框架中。利用吊机将钢渣框架装入预打好的井中。在钢渣注入井的一侧(地下水的上游)10米处设置取样井，取样测定地下水中污染物的浓度，另外，在钢渣注入井的另外一侧(地下水的下游)10米处设置取样井，取样测定地下水中污染物的浓度。实验结果如表2所示。

表2修复场地中试实验中上下游地下水中污染物的浓度

从表2中可以看出，钢渣井下游地下水中六价铬、石油烃、4-氯苯胺和六氯苯的浓度明显低于地下水上游中污染物的浓度，说明钢渣疏松柱对几种污染物具有很好的去除效果，可以用于地下水的修复。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种使用钢渣净化受污染地下水的方法，其特征在于，是将若干个钢渣疏松柱置于地下含水层中，受污染的地下水流过钢渣疏松柱后得到净化；所述钢渣疏松柱是将钢渣放置在用铁质框架和铁丝网制备的圆柱形框架中，所述钢渣的粒径为0.2-2.0厘米；所述钢渣成分中至少含有10％的FeO；所述地下水中的污染物为六价铬或氯代有机物。

2.根据权利要求1所述的使用钢渣净化受污染地下水的方法，其特征在于，所述钢渣疏松柱置于地下含水层之前先用2～5倍体积的清水淋洗。

3.根据权利要求1所述的使用钢渣净化受污染地下水的方法，其特征在于，所述钢渣疏松柱直径为15～20cm，高度为100～300cm。

4.根据权利要求3所述的使用钢渣净化受污染地下水的方法，其特征在于，所述钢渣疏松柱置于地下水井中，水井孔径为20～25cm。

5.根据权利要求3所述的使用钢渣净化受污染地下水的方法，其特征在于，设置单排或多排地下水井，地下水井交错排列，相邻地下水井之间的间距为30～50cm，保证受污染的地下水能够全部流过钢渣疏松柱。

6.根据权利要求5所述的使用钢渣净化受污染地下水的方法，其特征在于，在所述的地下水井下游抽取地下水，使地下水流过钢渣疏松柱。

7.根据权利要求1所述的使用钢渣净化受污染地下水的方法，其特征在于，所述钢渣疏松柱根据需要更换新鲜的钢渣。