專利名稱：一種用于地下水原位化學修復的緩釋型高錳酸鉀氧化劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種受污染地下水的原位治理，尤其是有機污染物原位氧化降解的緩釋型氧化劑及其制備方法。
背景技術：
近年來，現代工業社會日益發達的同時，進入土壤中的污染物亦日益增多。而且， 土壤和地下水相互作用，相互影響。土壤一旦受到污染，會直接影響農作物，污染物還會對地表水和地下水形成二次污染，并通過飲用水或土壤植物系統，經由食物鏈進入人體，直接危及人體健康，對社會、經濟發展和生態環境有著無法估量的影響。因此，地下水的污染問題受到了越來越多的關注。
污染土壤和地下水修復通常可采用異位修復和原位修復兩種操作方式。異位修復需要挖掘土壤，使得工程設施較多、費用較高，且易破壞土壤的結構性質，一般只適用于污染區受污面積較小時或實驗室模擬實驗中。而原位修復操作簡單，對環境的破壞較小。 因此，原位修復在目前來說是研究污染土壤和地下水修復的熱點問題。針對土壤和地下水污染的現狀，人們已經對原位修復開發了多種修復技術，包括生物修復、植物修復和化學修復等。生物修復法中的微生物，在土壤中的遷移性差，易受污染物的毒性效應的抑制，且運行周期緩慢，易對修復環境帶來次生污染；植物修復中超積累植物對污染物的吸收和積累極為緩慢，修復往往需要幾個生長季節，運行周期較生物修復還要緩慢；與前兩者相比較，化學修復具有所需周期短、見效快、成本低和處理效果好等優點。故原位化學修復技術 ISCO(in situ chemical oxidation)正在發展成為土壤和地下水污染原位修復的新技術。
ISCO采用的氧化劑包括高錳酸鹽(KMnO4)、！7enton試劑、O3、二氧化氯[11]和雙氧水等。自從上世紀90年代初，利用KMnO4對地下水的化學原位修復技術(ISCO)得到了廣泛重視。由于其高效、低價，不受離子強度和PH值影響，并且由于產物的生成，可以有自催化氧化有機物的特性。但其也有不足之處，首先，KMnO4注射至地下后迅速與污染物反應，不宜長期發揮作用，并且過量投加會有毒性及二次污染風險，投量不足又會導致污染物去除效率低；其次，MnO2沉淀與(X)2氣體的生成使多孔介質的滲透性降低；最后，MnO2沉淀在較高飽和重質非水相流體(DNAPL)周圍，使得MnO4-擴散到有機污染物的高濃度區的效率降低。 因此，近幾年國外有研究者將KMnO4與作為承載體的樹脂在圓柱模具中混合，室溫下成型， 制備得到的緩釋型KMnO4 (CRP)可以釋放Μη04_達數年之久。Lee等在大型沙箱試驗中，將以樹脂為承載體的緩釋型KMnO4圓柱插入到可滲透反應墻(PRB)中，對流經的地下水進行三氯乙烯(TCE)的去除，經過3層PRB后，初始濃度分別為87 μ g/L和172 μ g/L的TCE降解率高達74%和65%，有非常好的應用前景。
綜上可以看出，緩釋型KMnO4的制備與應用目前尚處于初始階段，現有技術采用的承載體價格昂貴，不利于工程應用。發明內容
本發明的目的就是針對上述現有技術的不足，提供一種以石蠟作為廉價承載體的一種用于地下水原位化學修復的緩釋型KMnO4氧化劑。
本發明的另一目的是提供一種用于地下水原位化學修復的緩釋型KMnO4氧化劑的制備方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的
將KMnO4分散至熔融狀態的石蠟中，而后于模具中冷卻凝固，制成特定形狀的緩釋型KMnO4氧化劑，以此來達到緩釋型KMnO4氧化劑緩釋的目的。KMnO4顆粒均勻地包覆于石蠟內部，當緩釋型KMnO4氧化劑與地下水接觸時，石蠟內部KMnO4在一定的速率下向地下水中釋放，隨后氧化地下水中的有機污染物，釋放完成后可將剩余石蠟從地下取出。
緩釋型KMnO4氧化劑，主要成分質量百分比為
KMnO40. 8-2. 2%
石蠟97. 8-99. 2%
所述的石蠟為切片石蠟，熔點M-56 ；
緩釋型KMnO4氧化劑的制備方法包括以下順序和步驟
a、采用高速萬能粉碎機將KMnO4顆粒破碎至粒徑為10 μ m ；
b、將盛有切片石蠟的容器放入70°C的水浴中，待石蠟熔融；
C、將破碎完成的KMnO4顆粒以質量比為1 20_1 80加入到熔融態的石蠟中， 同時對混合物進行超聲處理10分鐘，此期間保持盛有石蠟的容器置于70°C的水浴；
d、將熔融態的混合物倒入模具中，模具內部形狀為直徑11mm，高為4. 8mm的圓柱形，待熔融態的混合物冷卻凝固后從模具中取出，即得到緩釋型KMnO4氧化劑。
有益效果本發明選擇石蠟作為KMnO4的承載體，易于將KMnO4分散于其中，價格低廉，方便回收。緩釋型KMnO4氧化劑既達到了對受污染的地下水進行原位化學修復的目的， 同時避免了 KMnO4 —次性投加過量而損失，或投加不足效果差，以及副產物MnO2對地下環境的影響。
具體實施例方式
下面結合實施例作進一步的詳細說明
緩釋型KMnO4氧化劑，主要成分質量百分比為
KMnO40. 8-2. 2%
石蠟97. 8-99. 2%
a、采用高速萬能粉碎機將KMnO4顆粒破碎至粒徑為10 μ m ；
b、將盛有切片石蠟的容器放入70°C的水浴中，待石蠟熔融；
C、將破碎完成的KMnO4顆粒以質量比為1 20_1 80加入到熔融態的石蠟中， 同時對混合物進行超聲處理10分鐘，此期間保持盛有石蠟的容器置于70°C的水浴；
d、將熔融態的混合物倒入模具中，模具內部形狀為直徑11mm，高為4. 8mm的圓柱形，待熔融態的混合物冷卻凝固后從模具中取出，即得到緩釋型KMnO4氧化劑。
實施例1
a、采用高速萬能粉碎機將KMnO4顆粒破碎至粒徑為10 μ m ；
b、將盛有切片石蠟的容器放入70°C的水浴中，待石蠟熔融；4
C、將破碎完成的KMnO4顆粒Ig加入到20g熔融態的石蠟中，同時對混合物進行超聲處理10分鐘，此期間保持盛有石蠟的容器置于70°C的水浴；
d、將熔融態的混合物倒入模具中，模具內部形狀為直徑11mm，高為4. 8mm的圓柱形，待熔融態的混合物冷卻凝固后從模具中取出，即得到緩釋型KMnO4氧化劑。
實施例2
a、采用高速萬能粉碎機將KMnO4顆粒破碎至粒徑為10 μ m ；
b、將盛有切片石蠟的容器放入70°C的水浴中，待石蠟熔融；
C、將破碎完成的KMnO4顆粒Ig加入到35g熔融態的石蠟中，同時對混合物進行超聲處理10分鐘，此期間保持盛有石蠟的容器置于70°C的水浴；
d、將熔融態的混合物倒入模具中，模具內部形狀為直徑11mm，高為4. 8mm的圓柱形，待熔融態的混合物冷卻凝固后從模具中取出，即得到緩釋型KMnO4氧化劑。
實施例3
a、采用高速萬能粉碎機將KMnO4顆粒破碎至粒徑為10 μ m ；
b、將盛有切片石蠟的燒杯放入70°C的水浴中，待石蠟熔融；
C、將破碎完成的KMnO4顆粒Ig加入到80g熔融態的石蠟中，同時對混合物進行超聲處理10分鐘，此期間保持盛有石蠟的燒杯置于70°C的水浴；
d、將熔融態的混合物倒入模具中，模具內部形狀為直徑11mm，高為4. 8mm的圓柱形，待熔融態的混合物冷卻凝固后從模具中取出，即得到緩釋型KMnO4氧化劑。
權利要求
1.一種用于地下水原位化學修復的緩釋型高錳酸鉀氧化劑，其特征在于，主要成分質量百分比包括KMnO40. 8-2. 2%石蠟97.8-99.2%。
2.按照權利要求1所述的緩釋型高錳酸鉀氧化劑，其特征在于，所述的石蠟為切片石蠟，熔點54-560C ο
3.按照權利要求1所述的緩釋型高錳酸鉀氧化劑的制備方法，其特征在于，包括以下順序和步驟a、用高速萬能粉碎機將KMnO4顆粒破碎至粒徑為10μ m ；b、將盛有切片石蠟的容器放入70°C的水浴中，待石蠟熔融；c、將破碎后的KMnO4顆粒按質量比為1 20-80加入到熔融態的石蠟中，之后對混合物進行超聲處理10分鐘，此期間保持盛有石蠟的容器置于70°C的水浴；d、將熔融態的混合物倒入模具中，模具內部形狀為直徑11mm，高為4.8mm的圓柱形，待熔融態的混合物冷卻凝固后從模具中取出，即得到緩釋型KMnO4氧化劑。
全文摘要
本發明涉及一種用于地下水原位化學修復的緩釋型高錳酸鉀氧化劑。是將KMnO4分散至熔融狀態的石蠟中，而后于模具中冷卻凝固，制成不同形狀的緩釋型KMnO4氧化劑，以此來達到緩釋型KMnO4氧化劑緩釋的目的。KMnO4顆粒均勻地包覆于石蠟內部，當緩釋型KMnO4氧化劑與地下水接觸時，石蠟內部KMnO4在一定的速率下向地下水中釋放，隨后氧化地下水中的有機污染物，釋放完成后可將剩余石蠟從地下取出。本發明選擇石蠟作為KMnO4的承載體，易于將KMnO4分散于其中，價格低廉，方便回收。緩釋型KMnO4氧化劑既達到了對受污染的地下水進行原位化學修復的目的，同時避免了KMnO4一次性投加過量而損失，或投加不足效果差，以及副產物MnO2對地下環境的影響。
文檔編號C01G45/12GK102491425SQ201110385920
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者周丹丹, 張建賓, 王艷龍, 王金, 董雙石 申請人:吉林大學