CN116375269A - 一种含有机污染物的地下水修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有机污染物的地下水修复方法，包括以下步骤：1)将含有机污染物的地下水通过多个抽提泵抽出，按照固液比1:50～200的比例加入二价铁盐，混匀后，调节体系的pH值至6～8，得到中间处理液一；2)在所得中间处理液一中加入修复剂，混合搅拌反应3～6h，得到中间处理液二；3)将所得中间处理液二依次通入厌氧反应器和好氧池处理，达标后排放即可；所述厌氧反应器的填料中含有微生物，所述微生物包括反硝化细菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、印度芽孢杆菌、沙雷氏菌中的至少两种以上。本发明提供的修复方法具有修复效率高，有机物清除彻底且经济可行，有机物清除率可达98％以上。
Description
技术领域
本发明涉及地下水修复技术领域，更具体地，涉及一种含有机污染物的地下水修复方法。
背景技术
目前，国内外常见的地下水修复技术包括有抽出处理技术、生物修复技术、PRB可渗透反应墙技术、监测自然衰减技术、植物修复技术、原位化学氧化/还原技术等。这些方法虽然能在一定程度上对有机污染物的地下水进行修复，但在针对污染严重如垃圾填埋场地的地下水进行处理时，都存在各自的不足。总体存在处理成本高、修复不彻底，存在有机物残留等问题。
因此，如何提供一种处理效果高、有机物清除彻底且经济可行的处理方法是目前急需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含有机污染物的地下水修复方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种含有机污染物的地下水修复方法，包括以下步骤：
1)将含有机污染物的地下水通过多个抽提泵抽出，按照固液比1:50～200的比例加入二价铁盐，混匀后，调节体系的pH值至6～8，得到中间处理液一；
2)在所得中间处理液一中加入修复剂，混合搅拌反应3～6h，得到中间处理液二；所述修复剂的原料中包括以下各组分：
絮凝剂20～30份、活性炭15～25份、氧化钙20～30份、9,10-双(3,5-二羟基苯基)蒽10～20份、甲氧基苯酚5～10份、黏合剂3～6份；
3)将所得中间处理液二依次通入厌氧反应器和好氧池处理，达标后排放即可；所述厌氧反应器的填料中含有微生物，所述微生物包括反硝化细菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、印度芽孢杆菌、沙雷氏菌中的至少两种以上。
优选的，步骤2)中，所述修复剂的原料中包括以下各组分：
絮凝剂25份、活性炭20份、氧化钙25份、9,10-双(3,5-二羟基苯基)蒽15份、甲氧基苯酚8份、黏合剂5份。
优选的，所述修复剂的加入量按照固液比为1:100～300的比例加入。
优选的，所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酞胺的混合，所述聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酞胺的混合比为1～4:2～6:2～4。
优选的，步骤3)中，将中间处理液二输送至厌氧反应器的下端，通过配水装置经升流式通过厌氧反应器中部的填料区，经厌氧反应器上端的出口流出。
优选的，所述填料区的填料中包括气化炉渣20-40份、陶粒10-20份、金属铁5-10份、活性污泥50-70份。
优选的，所述气化炉渣的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将原料煤粉碎得到煤颗粒，将所得煤颗粒与水煤浆添加剂和氢氧化钾溶液混合，升温至100～200℃，反应30～60分钟，得到煤浆料；
步骤二：在加热炉中，将所得煤浆料在空气氛围中氧化反应3～6h，反应温度为200～250℃；反应结束后，在惰性气体氛围下，继续升温至800～950℃，反应2～3h，得到炭化料；
步骤三：将所得炭化料在惰性气体氛围下，通入水蒸气，在850～950℃下反应3～6h，得到气化炉渣。
优选的，步骤一中，所述原料煤和所述氢氧化钾溶液的固液比为1:0.3～0.6；所述水煤浆添加剂的加入量与所述原料煤的重量比为1:80～100；所述水煤浆添加剂为羧甲基纤维素和磺化腐值酸钾中的一种或组合；所述氢氧化钾溶液的浓度为15～30wt％。
优选的，所述有机污染物包括：石油烃、2-氯甲苯、苄蒽、2，4-二硝基甲苯、1，2-二氯苯、1、2-二氯乙烷中的一种多或多种。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的含有机污染物的地下水修复方法，通过将含有有机物污染的地下水通过多个水泵抽提至地面，然后加入二价铁盐，进行预先处理，然后通过加入修复剂，可快速去除地下水中的大部分有机污染物质，同时也可在一定程度上对一些无机污染物进行处理，处理效果高；具体的，通过修复剂中的絮凝剂、9,10-双(3,5-二羟基苯基)蒽以及甲氧基苯酚等组分与地下水中的有机物进行化学反应吸收，即地下水中的有机物可通过化学键与9,10-双(3,5-二羟基苯基)蒽、甲氧基苯酚等结合在一起，同时再结合絮凝剂进行絮凝沉淀去除大部分有机残留物，未沉淀完全的物质，也可结合后续的厌氧反应器和好氧池处理，可进一步的将其中残留的未处理完的有机物进行彻底处理，整体修复更彻底。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1制备气化炉渣
步骤一：将原料煤粉碎成10-20目，得到煤颗粒，将所得煤颗粒与水煤浆添加剂按照重量比90:1的比例混合均匀，再按照煤颗粒与氢氧化钾溶液固液比(g/ml)为1:0.5的比例加入氢氧化钾溶液，混合均匀后，加热至150℃反应45min，得到煤浆料；其中氢氧化钾溶液的浓度为20wt％；水煤浆添加剂为羧甲基纤维素和磺化腐值酸钾和混合，且混合重量比为1:3；
步骤二：在加热炉中，将所得煤浆料在空气氛围中氧化反应4h，反应温度为230℃；反应结束后，在氮气气体氛围下，继续升温至870℃，反应2.5h，得到炭化料；
步骤三：将所得炭化料在氮气气氛氛围下，通入水蒸气，在900℃下反应5h，得到气化炉渣A。
将所得气化炉渣A进行相关测定，各项指标如下：
比表面积：1327m2/g，按照标准GB/T7702.20-2008测定得到；
容重：0.51g/cm3，按照NY/T 1121.4-2006测定得到；
饱和含水率：205％，按照NY/T 1121.21-2008测定得到。
实施例2制备气化炉渣
步骤一：将原料煤粉碎成10-20目，得到煤颗粒，将所得煤颗粒与水煤浆添加剂按照重量比100:1的比例混合均匀，再按照煤颗粒与氢氧化钾溶液固液比(g/ml)为1:0.4的比例加入氢氧化钾溶液，混合均匀后，加热至200℃反应30min，得到煤浆料；其中氢氧化钾溶液的浓度为30wt％；水煤浆添加剂为羧甲基纤维素和磺化腐值酸钾和混合，且混合重量比为1:2；
步骤二：在加热炉中，将所得煤浆料在空气氛围中氧化反应3h，反应温度为250℃；反应结束后，在惰性气体氛围下，继续升温至950℃，反应2h，得到炭化料；
步骤三：将所得炭化料在惰性气体氛围下，通入水蒸气，在950℃下反应3.5h，得到气化炉渣B。
将所得气化炉渣B进行相关测定，各项指标如下：
比表面积：1405m2/g，按照标准GB/T7702.20-2008测定得到；
容重：0.48g/cm3，按照NY/T 1121.4-2006测定得到；
饱和含水率：198％，按照NY/T 1121.21-2008测定得到。
实施例3制备气化炉渣
步骤一：将原料煤粉碎成10-20目，得到煤颗粒，将所得煤颗粒与水煤浆添加剂按照重量比80:1的比例混合均匀，再按照煤颗粒与氢氧化钾溶液固液比(g/ml)为1:0.6的比例加入氢氧化钾溶液，混合均匀后，加热至120℃反应60min，得到煤浆料；其中氢氧化钾溶液的浓度为15wt％；水煤浆添加剂为羧甲基纤维素和磺化腐值酸钾和混合，且混合重量比为1:4；
步骤二：在加热炉中，将所得煤浆料在空气氛围中氧化反应5h，反应温度为210℃；反应结束后，在惰性气体氛围下，继续升温至820℃，反应3h，得到炭化料；
步骤三：将所得炭化料在惰性气体氛围下，通入水蒸气，在870℃下反应5.5h，得到气化炉渣C。
将所得气化炉渣C进行相关测定，各项指标如下：
比表面积：1357m2/g，按照标准GB/T7702.20-2008测定得到；
容重：0.47g/cm3，按照NY/T 1121.4-2006测定得到；
饱和含水率：210％，按照NY/T 1121.21-2008测定得到。
实施例4制备气化炉渣
本实施例与实施例1的区别仅在于将步骤1中的氢氧化钾溶液等量替换成纯净水。其余步骤和参数均不变。制备得到气化炉渣D。
将所得气化炉渣D进行相关测定，各项指标如下：
比表面积：1208m2/g，按照标准GB/T7702.20-2008测定得到；
容重：0.72g/cm3，按照NY/T 1121.4-2006测定得到；
饱和含水率：132％，按照NY/T 1121.21-2008测定得到。
实施例5地下水修复
选取某垃圾处理场地地下水作为处理对象。
首先通过多个抽提泵抽出，先测定其中的各污染物含量，具体如下表1所示：
表1：某垃圾处理厂地下水水质
| 污染物 | 污染物含量 | 单位 |
| 石油烃 | 279350 | μg/L |
| 卤代烃 | 28510 | μg/L |
| 苯并芘 | 57.6 | μg/L |
| 2,4-二硝基甲苯 | 64.2 | μg/L |
| 铬 | 714 | μg/L |
| COD | 3552 | mg/L |
1)将含有机污染物的地下水按照地下水与硫酸亚铁按照液固比为120mL:1g的比例加入硫酸亚铁；混匀后，调节体系的pH值至7左右，得到中间处理液一；
2)在所得中间处理液一中按照液固比为200mL:1g的比例加入修复剂，混合搅拌反应5h，得到中间处理液二；
修复剂中包括以下各组分：絮凝剂25份、活性炭20份、氧化钙25份、9,10-双(3,5-二羟基苯基)蒽15份、甲氧基苯酚8份、黏合剂5份；
其中，絮凝剂由聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酞胺按照重量比为2:3:2的比例混合得到；黏合剂为醋酸纤维素；
3)将所得中间处理液二首先输送至厌氧反应器的下端，通过配水装置经升流式通过厌氧反应器中部的填料区，经厌氧反应器上端的出口流出；流出后的地下水再输送至好氧池中进行进一步处理，处理完成达标排放即可；
其中，厌氧反应器的初始填料中包括以下各组分：气化炉渣A35份(实施例1制备所得)、陶粒15份、金属铁8份、活性污泥60份；
活性污泥中含有微生物，微生物包括假单胞菌、枯草芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、印度芽孢杆菌、沙雷氏菌中等多种微生物；且假单胞菌、枯草芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、印度芽孢杆菌、沙雷氏菌的活菌数之比为1:1.5:0.8:0.5:0.7。
对修复后的地下水(好氧池出水)的地下水进行污染物测定，测定结果如下表2所示：
表2：处理后水质
| 污染物 | 处理后含量 | 单位 | 去除率 |
| 石油烃 | 1108 | μg/L | 99.6％ |
| 卤代烃 | 132 | μg/L | 99.54％ |
| 苯并芘 | 0.37 | μg/L | 99.35％ |
| 2,4-二硝基甲苯 | 0 | μg/L | 100％ |
| 铬 | 47 | μg/L | 98.62％ |
| COD | 26.4 | mg/L | 98.13％ |
实施例6
选取某工业污染场地地下水作为处理对象。
首先通过多个抽提泵抽出，先测定其中的各污染物含量，具体如下表3所示：
表3：某工业污染场地的地下水水质
1)将含有机污染物的地下水按照地下水与硫酸亚铁按照液固比为180mL:1g的比例加入硫酸亚铁；混匀后，调节体系的pH值至7左右，得到中间处理液一；
2)在所得中间处理液一中按照液固比为300mL:1g的比例加入修复剂，混合搅拌反应3h，得到中间处理液二；
修复剂中包括以下各组分：絮凝剂30份、活性炭25份、氧化钙30份、9,10-双(3,5-二羟基苯基)蒽20份、甲氧基苯酚10份、黏合剂6份；
其中，絮凝剂由聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酞胺按照重量比为2:4:3的比例混合得到；黏合剂为醋酸纤维素；
3)将所得中间处理液二首先输送至厌氧反应器的下端，通过配水装置经升流式通过厌氧反应器中部的填料区，经厌氧反应器上端的出口流出；流出后的地下水再输送至好氧池中进行进一步处理，处理完成达标排放即可；
其中，厌氧反应器的初始填料中包括以下各组分：气化炉渣B40份(实施例2制备所得)、陶粒20份、金属铁10份、活性污泥70份；
活性污泥中含有微生物，微生物包括假单胞菌、枯草芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、沙雷氏菌中等多种微生物；且假单胞菌、枯草芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、印度芽孢杆菌、沙雷氏菌的活菌数之比为1:1.5:0.8:0.5:0.7。
对修复后的地下水(好氧池出水)的地下水进行污染物测定，测定结果如下表4所示：
表4：修复后水质
实施例7
本实施例与实施例5中处理的水质一致；
修复的方法也基本一致；区别仅在于将修复剂的组分和厌氧反应器中的填料组分进行调整，具体为：
修复剂中包括以下各组分：絮凝剂20份、活性炭15份、氧化钙20份、9,10-双(3,5-二羟基苯基)蒽10份、甲氧基苯酚5份、黏合剂4份；
其中，絮凝剂由聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酞胺按照重量比为4:2:3的比例混合得到；黏合剂为醋酸纤维素；
厌氧反应器的初始填料中包括以下各组分：气化炉渣C25份(实施例3制备所得)、陶粒10份、金属铁6份、活性污泥55份；
活性污泥中含有微生物，微生物包括假单胞菌、枯草芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、印度芽孢杆菌、沙雷氏菌中等多种微生物；且假单胞菌、枯草芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、印度芽孢杆菌、沙雷氏菌的活菌数之比为1:1.5:0.8:0.5:0.7。
对修复后的地下水(好氧池出水)的地下水进行污染物测定，测定结果如下表5所示：
表5：修复后水质
| 污染物 | 处理后含量 | 单位 | 去除率 |
| 石油烃 | 1229 | μg/L | 99.56％ |
| 卤代烃 | 162 | μg/L | 99.43％ |
| 苯并芘 | 0.42 | μg/L | 99.27％ |
| 2,4-二硝基甲苯 | 0 | μg/L | 100％ |
| 铬 | 8.8 | μg/L | 98.57％ |
| COD | 69 | mg/L | 98.06％ |
对比例1
本实施例与实施例5中处理的水质一致；
修复的方法也基本一致；区别仅在于省略步骤2)；即直接将步骤1)处理后得到的中间处理液一直接输送至厌氧反应器的下端进行后续的处理。
将好氧池出水进行污染物测定，测定结果如下表6所示：
表6：处理后水质
| 污染物 | 处理后含量 | 单位 | 去除率 |
| 石油烃 | 41288 | μg/L | 85.22％ |
| 卤代烃 | 3050 | μg/L | 89.3％ |
| 苯并芘 | 25 | μg/L | 56.6％ |
| 2,4-二硝基甲苯 | 11.1 | μg/L | 82.7％ |
| 铬 | 125 | μg/L | 79.6％ |
| COD | 612 | mg/L | 82.77％ |
对比例2
本实施例与实施例6中处理的水质一致；
修复的方法也基本一致；区别仅在于省略步骤3)。即仅仅进行步骤1和步骤2的处理。
测定处理后的水质，测定结果如下表7所示：
表7：
对比例3
本实施例与实施例5中处理的水质一致；
修复的方法也基本一致；区别仅在于将厌氧反应器中的填料组分进行调整，具体为：
将其中的气化炉渣A等量替换为实施例4制备得到的气化炉渣D。
测定处理后的水质，测定结果如下表8所示：
表8：
| 污染物 | 处理后含量 | 单位 | 去除率 |
| 石油烃 | 28400 | μg/L | 89.48％ |
| 卤代烃 | 2560 | μg/L | 91.02％ |
| 苯并芘 | 5.95 | μg/L | 89.67％ |
| 2,4-二硝基甲苯 | 7.2 | μg/L | 88.79％ |
| 铬 | 61 | μg/L | 91.45％ |
| COD | 305 | mg/L | 91.41％ |
综上，可以看出本发明提供的修复方法，对于地下水中的有机污染物以及一些无机污染物如重金属的去除率均可达到98％以上，整体修复处理效率高，修复也更全面彻底。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种含有机污染物的地下水修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将含有机污染物的地下水通过多个抽提泵抽出，按照固液比1:50～200的比例加入二价铁盐，混匀后，调节体系的pH值至6～8，得到中间处理液一；
2)在所得中间处理液一中加入修复剂，混合搅拌反应3～6h，得到中间处理液二；所述修复剂的原料中包括以下各组分：
絮凝剂20～30份、活性炭15～25份、氧化钙20～30份、9,10-双(3,5-二羟基苯基)蒽10～20份、甲氧基苯酚5～10份、黏合剂3～6份；
3)将所得中间处理液二依次通入厌氧反应器和好氧池处理，达标后排放即可；所述厌氧反应器的填料中含有微生物，所述微生物包括反硝化细菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、印度芽孢杆菌、沙雷氏菌中的至少两种以上。
2.根据权利要求1所述的含有机污染物的地下水修复方法，其特征在于，步骤2)中，所述修复剂的原料中包括以下各组分：
絮凝剂25份、活性炭20份、氧化钙25份、9,10-双(3,5-二羟基苯基)蒽15份、甲氧基苯酚8份、黏合剂5份。
3.根据权利要求1所述的含有机污染物的地下水修复方法，其特征在于，所述修复剂的加入量按照固液比为1:100～300的比例加入。
4.根据权利要求2所述的含有机污染物的地下水修复方法，其特征在于，所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酞胺的混合，所述聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酞胺的混合比为1～4:2～6:2～4。
5.根据权利要求1所述的含有机污染物的地下水修复方法，其特征在于，步骤3)中，将中间处理液二输送至厌氧反应器的下端，通过配水装置经升流式通过厌氧反应器中部的填料区，经厌氧反应器上端的出口流出。
6.根据权利要求5所述的含有机污染物的地下水修复方法，其特征在于，所述填料区的填料中包括气化炉渣20-40份、陶粒10-20份、金属铁5-10份、活性污泥50-70份。
7.根据权利要求6所述的含有机污染物的地下水修复方法，其特征在于，所述气化炉渣的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将原料煤粉碎得到煤颗粒，将所得煤颗粒与水煤浆添加剂和氢氧化钾溶液混合，升温至100～200℃，反应30～60分钟，得到煤浆料；
步骤二：在加热炉中，将所得煤浆料在空气氛围中氧化反应3～6h，反应温度为200～250℃；反应结束后，在惰性气体氛围下，继续升温至800～950℃，反应2～3h，得到炭化料；
步骤三：将所得炭化料在惰性气体氛围下，通入水蒸气，在850～950℃下反应3～6h，得到气化炉渣。
8.根据权利要求7所述的含有机污染物的地下水修复方法，其特征在于，步骤一中，所述原料煤和所述氢氧化钾溶液的固液比为1:0.3～0.6；所述水煤浆添加剂的加入量与所述原料煤的重量比为1:80～100；所述水煤浆添加剂为羧甲基纤维素和磺化腐值酸钾中的一种或组合；所述氢氧化钾溶液的浓度为15～30wt％。
9.根据权利要求1-8任一所述的含有机污染物的地下水修复方法，其特征在于，所述有机污染物包括：石油烃、卤代烃、苯并芘、2，4-二硝基甲苯的一种多或多种。
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| CN202310381579.XA CN116375269A (zh) | 2023-04-11 | 2023-04-11 | 一种含有机污染物的地下水修复方法 |
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