CN109019819A - 用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂及其制备与使用方法 - Google Patents

用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂及其制备与使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂及其制备与使用方法，该药剂中的原料按质量百分比计包含：微米级零价铁25‑50％、小米糠15‑40％、预糊化淀粉5‑15％、白砂糖5‑15％、乳酸钠5‑15％、磷酸二氢钠2‑5％、碳酸氢钠2‑5％、尿素1‑3％和1‑3％的维生素B2。本发明还公开了该还原药剂的制备方法和使用方法。其在使用时，首先将药剂与清水配置成药浆，然后再通过注射杆采用直接推进高压注射的方式将药浆注入地下。本发明对地下水中多种常见的氯代烃污染物均有较好的还原修复效果，脱氯速度快、脱氯反应完全、药效持续时间长，药剂的制备和使用均简单方便，原料便宜易得，无毒无害。

Description

用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂及其制备与使用 方法
技术领域
本发明涉及一种污染场地修复技术领域的药剂的制备和使用方法，具体地，涉及一种可应用于氯代烃污染地下水原位还原修复的还原药剂及其制备方法与其在原位修复工程中的用途。
背景技术
随着工业的迅速发展，氯代烃类物质作为干洗剂、金属表面清洗剂、萃取剂、脱脂剂和化工原料被广泛应用。由于工业过程中相应环保技术措施和管理手段的缺失，经常会导致氯代烃类物质进入地下环境系统。一旦进入地下的氯代烃类污染物的量超过地下环境本身的自净能力，将会严重威胁到土壤和地下水环境，并通过一定的直接或间接的途径进入人体，危害人体健康。
氯代烃污染地下水在我国广泛存在。常见的氯代烃污染物有氯乙烯(VC)、四氯化碳(CT)、二氯乙烯(DCE)、二氯乙烷(DCA)、三氯乙烯(TCE)、三氯乙烷(TCA)和四氯乙烯(PCE)等。在自然条件下，还原脱氯作用被认为是土壤地下水中最常见的氯代烃降解途径，因此采用还原药剂强化的原位还原脱氯修复技术是目前国内外针对氯代烃污染地下水的一项主要修复技术。
氯代烃污染地下水的还原脱氯修复是指在污染地下水中人为加入适量针对性的还原药剂，通过化学还原脱氯作用和生物还原脱氯作用，使地下水中的各类氯代烃污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质，从而达到降低健康风险并实现修复效果的目的。在国内现有地下水修复技术水平和修复工程实践经验的情况下，氯代烃污染地下水的原位还原修复技术因其修复效果好、修复周期较短、二次污染小、施工安全方便等突出特点而得到广泛应用。因此，对于一种经济有效、安全稳定、脱氯速度快、脱氯反应完全、持续还原时间长的适用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的需求较为迫切。
发明内容
本发明的目的是提供可用于氯代烃污染地下水原位还原修复的还原药剂与制备方法以及采用该药剂原位修复处理氯代烃污染地下水的使用方法，对地下水中常见的氯代烃污染物均有良好的还原修复效果。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂，其中，所述的药剂包含以下原料：微米级零价铁、小米糠、预糊化淀粉、白砂糖、乳酸钠、磷酸二氢钠、碳酸氢钠、尿素和维生素B2。该药剂主要由以上9种原料按照一定的质量百分比复配而成。
上述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂，其中，所述的药剂中的原料按质量百分比计包含：微米级零价铁25-50％、小米糠15-40％、预糊化淀粉5-15％、白砂糖5-15％、乳酸钠5-15％、磷酸二氢钠2-5％、碳酸氢钠2-5％、尿素1-3％和1-3％的维生素B2。
上述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂，其中，所述的微米级零价铁的粒径小于200目，小米糠的粒径小于200目，其余原料粒径的范围均小于或等于200目。微米级零价铁是指微米级别的铁单质粉末。
本发明也提供了上述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的制备方法，其中，所述的制备方法为：按比例称取固体粉料状的各原料成分，再分别将各成分的固体粉料在机械粉碎机中粉碎至200目或更细，然后将粉碎后的各成分全部置于搅拌器中混合并搅拌均匀，最后进行包装待用。所得的药剂形态为固态颗粒。
本发明也提供了上述的制备方法制备的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其中，所述的使用方法为：首先将药剂与清水配置成药浆，然后再通过注射杆采用直接推进高压注射的方式将药浆注入地下。
上述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其中，所述的药剂与清水的质量比为20-40％。
上述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其中，所述的使用方法包含：步骤1、设置搅拌罐，并使其通过注射泵与注射杆连接；步骤2、在搅拌罐内加入适量本复配型还原药剂和清水，按照20-40％的质量比配置成药剂浆液，配置过程中罐内搅拌桨持续慢速转动搅拌；步骤3、将注射杆推进至某一个注射点位的地下设定深度，打开高压注射泵开始药剂注射，注射过程中搅拌桨持续慢速转动搅拌；步骤4、完成一个注射点某一个注射深度的设定药剂注入量后，继续将注射杆向下推进至下一个设定深度，并重复前述注射操作，直至到达设定的最大注射深度并完成注射，以此作为一个注射点药剂注射工作的完成。
上述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其中，步骤1所述的搅拌罐，其底部设出料口，用钢质管道连接高压注射泵进口，注射泵出口与顶端带注射孔的注射杆通过高压软管相连。
上述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其中，所述的步骤3中的注射速率控制在10-50L/min，注射压力控制在0.1-0.5MPa之间。
上述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其中，所述的步骤4中每个注射点的每个注射深度的间隔一般控制在0.5-1m。
本发明提供的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂及其制备与使用方法具有以下优点：
对目标污染物的广谱性，对地下水中常见的氯代烃污染物均有良好的还原修复效果；脱氯速度快、脱氯反应完全、药效持续时间长；药剂的制备和使用均简单方便；药剂原料均为食品级原料、普通的工业原料或者农业肥料，便宜易得，无毒无害，在制备和使用过程中不会对人体造成健康危害，注入地下后不会产生二次污染。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明提供的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂，该药剂包含以下原料：微米级零价铁、小米糠、预糊化淀粉、白砂糖、乳酸钠、磷酸二氢钠、碳酸氢钠、尿素和维生素B2。该药剂主要由以上9种原料按照一定的质量百分比复配而成。
优选地，该药剂中的原料按质量百分比计包含：微米级零价铁25-50％、小米糠15-40％、预糊化淀粉5-15％、白砂糖5-15％、乳酸钠5-15％、磷酸二氢钠2-5％、碳酸氢钠2-5％、尿素1-3％和1-3％的维生素B2。
微米级零价铁的粒径小于200目，小米糠的粒径小于200目，其余原料粒径的范围均小于或等于200目。微米级零价铁是指微米级别的铁单质粉末。
本发明也提供了该用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的制备方法，该制备方法为：按比例称取固体粉料状的各原料成分，再分别将各成分的固体粉料在机械粉碎机中粉碎至200目或更细，然后将粉碎后的各成分全部置于搅拌器中混合并搅拌均匀，最后进行包装待用。所得的药剂形态为固态颗粒。
本发明也提供了该制备方法制备的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，该使用方法为：首先将药剂与清水配置成药浆，然后再通过注射杆采用直接推进高压注射的方式将药浆注入地下。
优选地，药剂与清水的质量比为20-40％。
该使用方法包含：步骤1、设置搅拌罐，并使其通过注射泵与注射杆连接；步骤2、在搅拌罐内加入适量本复配型还原药剂和清水，按照20-40％的质量比配置成药剂浆液，配置过程中罐内搅拌桨持续慢速转动搅拌；步骤3、将注射杆推进至某一个注射点位的地下设定深度，打开高压注射泵开始药剂注射，注射过程中搅拌桨持续慢速转动搅拌；步骤4、完成一个注射点某一个注射深度的设定药剂注入量后，继续将注射杆向下推进至下一个设定深度，并重复前述注射操作，直至到达设定的最大注射深度并完成注射，以此作为一个注射点药剂注射工作的完成。
搅拌罐底部设出料口，用钢质管道连接高压注射泵进口，注射泵出口与顶端带注射孔的注射杆通过高压软管相连。
步骤3中的注射速率控制在10-50L/min，注射压力控制在0.1-0.5MPa之间。
步骤4中每个注射点的每个注射深度的间隔一般控制在0.5-1m。
下面结合实施例对本发明提供的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂及其制备与使用方法做更进一步描述。
实施例1～4。
某场地浅层地下水受氯乙烯污染，氯乙烯的最高检出浓度在36μg/L，修复目标值10μg/L。采用原位还原脱氯修复技术对上述氯代烃污染地下水进行修复处理，采用的复配型还原修复药剂的配方比例(质量比)如下表所示。
表1.还原药剂的配方比例(按质量比计)。
表2.还原药剂与清水的配置比例(按质量比计)。
按任一实施例的比例称取固体粉料状的各原料成分，再分别将各成分的固体粉料在机械粉碎机中粉碎至200目或更细，然后将粉碎后的各成分全部置于搅拌器中混合并搅拌均匀，最后进行包装待用。所得的药剂形态为固态颗粒。
修复施工时首先按照任一实施例的中对应的质量比将固态的还原修复药剂与清水配置成浆液，再使用原位直推高压注入的方式将药浆注入地下。
具体步骤如下：
步骤1、设置搅拌罐，并使其通过注射泵与注射杆连接。
搅拌罐底部设出料口，用钢质管道连接高压注射泵进口，注射泵出口与顶端带注射孔的注射杆通过高压软管相连。
步骤2、在搅拌罐内加入适量本复配型还原药剂和清水，按比例配置成药剂浆液，配置过程中罐内搅拌桨持续慢速转动搅拌。
步骤3、将注射杆推进至某一个注射点位的地下设定深度，打开高压注射泵开始药剂注射，注射速率控制在10-50L/min，注射压力控制在0.1-0.5MPa之间。注射过程中搅拌桨持续慢速转动搅拌。
步骤4、完成一个注射点某一个注射深度的设定药剂注入量后，继续将注射杆向下推进至下一个设定深度，并重复前述注射操作，直至到达设定的最大注射深度并完成注射，以此作为一个注射点药剂注射工作的完成。每个注射点的每个注射深度的间隔一般控制在0.5-1m。
药剂注射完成60天后经检测，地下水中氯乙烯的最高浓度9.6μg/L，满足修复目标要求。
本发明提供的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂及其制备与使用方法，制备的复配型还原药剂为固体粉剂，含有的组分包括微米级零价铁(粒径小于200目)、小米糠(粒径小于200目)、预糊化淀粉、白砂糖、乳酸钠、磷酸二氢钠、碳酸氢钠、尿素和维生素B2。该还原药剂可通过将各种固体原料粉碎至200目或更细后再按比例复配混合制得。在使用时首先按照20-40％的质量比将药剂与清水配置成药浆，之后再通过注射杆采用直接推进高压注射的方式将药浆注入地下。该还原药剂对地下水中多种常见的氯代烃污染物均有较好的还原修复效果，脱氯速度快、脱氯反应完全、药效持续时间长，药剂的制备和使用均简单方便，原料便宜易得，无毒无害。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂，其特征在于，所述的药剂包含以下原料：
微米级零价铁、小米糠、预糊化淀粉、白砂糖、乳酸钠、磷酸二氢钠、碳酸氢钠、尿素和维生素B2。
2.如权利要求1所述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂，其特征在于，所述的药剂中的原料按质量百分比计包含：微米级零价铁25-50％、小米糠15-40％、预糊化淀粉5-15％、白砂糖5-15％、乳酸钠5-15％、磷酸二氢钠2-5％、碳酸氢钠2-5％、尿素1-3％和1-3％的维生素B2。
3.如权利要求2所述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂，其特征在于，所述的微米级零价铁的粒径小于200目，小米糠的粒径小于200目，其余原料粒径的范围均小于或等于200目。
4.一种如权利要求2所述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：按比例称取固体粉料状的各原料成分，再分别将各成分的固体粉料在机械粉碎机中粉碎至200目或更细，然后将粉碎后的各成分全部置于搅拌器中混合并搅拌均匀，最后进行包装待用。
5.一种如权利要求4所述的制备方法制备的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其特征在于，所述的使用方法为：
首先将药剂与清水配置成药浆，然后再通过注射杆采用直接推进高压注射的方式将药浆注入地下。
6.如权利要求5所述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其特征在于，所述的药剂与清水的质量比为20-40％。
7.如权利要求5所述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其特征在于，所述的使用方法包含：
步骤1、设置搅拌罐，并使其通过注射泵与注射杆连接；
步骤2、在搅拌罐内加入所述的还原药剂和清水，按照20-40％的质量比配置成药剂浆液，配置过程中罐内搅拌桨持续转动搅拌；
步骤3、将注射杆推进至一个注射点位的地下设定深度，打开高压注射泵开始药剂注射，注射过程中搅拌桨持续转动搅拌；
步骤4、完成一个注射点一个注射深度的设定药剂注入量后，继续将注射杆向下推进至下一个设定深度，并重复注射操作，直至到达设定的最大注射深度并完成注射，以此作为一个注射点药剂注射工作的完成。
8.如权利要求7所述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其特征在于，步骤1所述的搅拌罐，其底部设出料口，用钢质管道连接高压注射泵进口，注射泵出口与顶端带注射孔的注射杆通过高压软管相连。
9.如权利要求7所述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其特征在于，所述的步骤3中的注射速率为10-50L/min，注射压力为0.1-0.5MPa。
10.如权利要求7所述的用于氯代烃污染地下水原位修复的还原药剂的使用方法，其特征在于，所述的步骤4中每个注射点的每个注射深度的间隔为0.5-1m。
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