一種新型地下水修復緩釋材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于地下水修復行業，通過對本產品的開發實現地下水修復，可修復地下水有機物修，可使過硫酸鹽緩慢釋放，延長地下水化學氧化修復時效，具有很好的修復效果O
【背景技術】
[0002]隨著人類工業社會的發展，許多工業污染排放到水體、土壤等環境介質中，通過滲透作用和地下水補給進入地下水環境，從而造成地下水污染。目前國內外研究者已開展了較多地下水修復技術，并將多種技術用于地下水修復工程實踐。地下水修復技術根據修復位置可分為原位修復和異位修復，根據修復方法的類型可分為物理化學技術和生物技術坐寸ο
[0003]地下水原位化學氧化技術是一種較為成熟的地下水修復技術，該技術已用于國內地下水修復工程，且取得了良好的效果，修復技術主要包括:可滲透反應墻(PRB)、微生物修復、化學氧化和原位電化學動力修復等技術。常見的氧化劑包括高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧等。通過向地下水的污染區域注入氧化劑，通過氧化作用，使地下水中的污染物轉化為無毒或相對毒性較小的物質。
[0004]氧化劑緩釋材料技術是通過研究材料的制備、釋放規律、釋放速度的影響因素、緩釋模型、降解性能等因素，使載入其中的氧化劑緩慢釋放的技術。氧化劑緩釋材料主要有兩種類型:包膜式和載體固定式。包膜式的材料是在氧化劑活性物質外圍包裹一層惰性低滲透物質，降低其溶出的速度，達到緩釋的目的，但包膜式材料存在使用壽命和適用性有限、滲透性不均一、合成及填充效率不高、穩定性較差等問題。目前研究中制備氧化劑緩釋材料主選方案是載體固定式，選擇的載體物質主要有石蠟和水泥混凝土。
【發明內容】
[0005]發明目的:本發明的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種能夠實現過硫酸鈉在地下水環境中緩慢釋放，提高過硫酸鹽傳輸能力的新型地下水修復緩釋材料及其制備方法。
[0006]技術方案:本發明所述的一種新型地下水修復緩釋材料，包括如下質量份的組分:
過硫酸鹽10份
水泥40-45份
砂30-35份
蒸餾水20-25份，
在地下水環境中，外層材料中過硫酸鹽首先釋放與水體中有機物反應，在材料中裝填的過硫酸鹽溶解后在材料內形成飽和溶液，由于內外濃度差緩慢釋放到水體中。
[0007]本發明還公開了一種新型地下水修復緩釋材料的制備方法，包括如下步驟: (1)將過硫酸鹽、水泥、砂以及蒸餾水按上述質量比攪拌混合均勻制得緩釋材料，后將該緩釋材料注入模具，制成中空立方體結構；
(2)在室溫條件下養護5天，定型后從模具中取出；
(3)將固體粉末狀的過硫酸鈉加入到中空立方體中，并用上述緩釋材料將該中空立方體進行封口處理，制得緩釋型過硫酸鈉氧化劑。
[0008]作為優化，步驟(I)所述中空立方體的內徑為3cm、外徑為5cm。
[0009]作為優化，步驟(3)所述固體粉末狀的過硫酸鈉的加入量為2.0克。
[0010]有益效果:本發明制成的一種材料包裹的緩釋型過硫酸鹽氧化劑，可作為可滲透反應墻(PRB)技術的填料，能夠實現過硫酸鈉在地下水環境中緩慢釋放，提高過硫酸鹽傳輸能力，用于地下水氯苯、氯乙烯等有機物的長期治理。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的各實施例實驗結果示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明:
實施例1
配置過氧化鈉緩釋材料，其方法為，將過硫酸鹽、水泥、砂、蒸餾水按1:4:3.5:2.5質量比例攪拌混合均勻后注入模具，制成內徑3cm、外徑5cm的中空立方體，室溫(20±1°C )養護5天，定型后從模具中取出，將2.0g固體粉末狀過硫酸鈉加入該立方體，后用上述制備的緩釋材料將該方體封口，制成緩釋型過硫酸鈉氧化劑。將緩釋過硫酸鹽氧化劑置于2L的10mg/L的氯苯溶液中，于避光的室溫環境下靜置。每24小時后測量溶液中氯苯，當氯苯溶液濃度低于3.0mg/L時，更換溶液，重新配置10mg/L氯苯溶液。I天內的氯苯去除率為83% ；之后每15天更換一次氯苯溶液，氯苯去除率保持在去除率55.6%-47.3%，如圖1所示。
[0013]實施例2
將過硫酸鹽、水泥、砂、蒸餾水按1:4.5:3:2.5質量比例攪拌混合均勻后注入模具，制成內徑3cm、外徑5cm的中空立方體，室溫(20±1°C )養護5天，定型后從模具中取出，將
2.0g固體粉末狀過硫酸鈉加入該立方體，后用上述制備的緩釋材料將該方體封口，制成緩釋型過硫酸鈉氧化劑。將緩釋過硫酸鹽氧化劑置于2L的10mg/L的氯苯溶液中，于避光的室溫環境下靜置。定期取1ml溶液檢測氯苯溶液濃度。I天內的氯苯去除率為78.6%;之后每15天更換一次氯苯溶液，氯苯去除率保持在去除率10.2%-14.8%，如圖1所示。
[0014]實施例3
將過硫酸鹽、水泥、砂、蒸餾水按1:4:3:2質量比例攪拌混合均勻后注入模具，制成內徑3cm、外徑5cm的中空立方體，室溫(20±1°C )養護5天，定型后從模具中取出，將2.0g固體粉末狀過硫酸鈉加入該立方體，后用上述制備的緩釋材料將該方體封口，制成緩釋型過硫酸鈉氧化劑。將緩釋過硫酸鹽氧化劑置于2L的10mg/L的氯苯溶液中，于避光的室溫環境下靜置。定期取1ml溶液檢測氯苯溶液濃度。I天內的氯苯去除率為85.2%;之后每15天更換一次氯苯溶液，氯苯去除率保持在35.2%-38.8%，如圖1所示。
[0015]實施例4 將過硫酸鹽、水泥、砂、蒸餾水按1:4:3.5:2.5質量配比，制成內徑3cm、外徑5cm的中空立方體，加入2.0g固體粉末狀過硫酸鈉，將緩釋過硫酸鹽氧化劑置于2L的5mg/L的氯苯溶液中，于避光的室溫環境下靜置。定期取1ml溶液檢測氯苯溶液濃度。I天內的氯苯去除率為100% ;之后每15天更換一次氯苯溶液，氯苯去除率保持在去除率69.7%-72.1%，如圖1所示。
[0016]實施例5
將過硫酸鹽、水泥、砂、蒸餾水按1:4:3.5:2.5質量配比，制成內徑3cm、外徑5cm的中空立方體，加入2.0g固體粉末狀過硫酸鈉，將緩釋過硫酸鹽氧化劑置于2L的lmg/L的氯苯溶液中，于避光的室溫環境下靜置。定期取1ml溶液檢測氯苯溶液濃度。I天內的氯苯去除率為100% ;之后每15天更換一次氯苯溶液，氯苯去除率保持在去除率97.2%-100%，如圖1所示。
[0017]本發明以水泥、砂子、水混合物為基質，將過硫酸鹽與上述按一定比例基質混合，制備水泥質過硫酸鹽緩釋材料，并用磨具制成空心塊狀，在該塊狀緩釋材料體中填加過硫酸鹽氧化劑。當該過硫酸鹽緩釋材料置于地下水中，塊狀材料外側水泥基質中的過硫酸鹽首先溶解釋放，與地下水中含氯有機物發生氧化反應，地下水透過水泥材質滲透入塊狀材料中空內，形成過硫酸鹽溶液，由于水泥基質內外兩側存在過硫酸鹽濃度差，緩釋材料內部過硫酸鹽將向外滲透到地下水體，由于過硫酸鹽與固體存在于材料內部，因此在過硫酸鹽固體完全溶解前，內部處于飽和溶解狀態，這個過程中過硫酸鹽釋放速度是趨于穩定的，這樣可使得過硫酸鹽緩慢、長期釋放。
【主權項】
1.一種新型地下水修復緩釋材料，其特征在于:包括如下質量份的組分: 過硫酸鹽10份 水泥40-45份 砂30-35份 蒸餾水20-25份， 在地下水環境中，外層材料中過硫酸鹽首先釋放與水體中有機物反應，在材料中裝填的過硫酸鹽溶解后在材料內形成飽和溶液，由于內外濃度差緩慢釋放到水體中。
2.根據權利要求1所述的一種新型地下水修復緩釋材料的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將過硫酸鹽、水泥、砂以及蒸餾水按上述質量比攪拌混合均勻制得緩釋材料，后將該緩釋材料注入模具，制成中空立方體結構； (2)在室溫條件下養護5天，定型后從模具中取出； (3)將固體粉末狀的過硫酸鈉加入到中空立方體中，并用上述緩釋材料將該中空立方體進行封口處理，制得緩釋型過硫酸鈉氧化劑。
3.根據權利要求2所述的一種新型地下水修復緩釋材料的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述中空立方體的內徑為3cm、外徑為5cm。
4.根據權利要求2所述的一種新型地下水修復緩釋材料的制備方法，其特征在于:步驟(3)所述固體粉末狀的過硫酸鈉的加入量為2.0克。
【專利摘要】本發明公開了一種新型地下水修復緩釋材料及其制備方法，噶緩釋材料主要由硫酸鹽、水泥、砂以及蒸餾水制得，其制備方法將過硫酸鹽、水泥、砂以及蒸餾水按上述質量比攪拌混合均勻制得緩釋材料，后將該緩釋材料注入模具，制成中空立方體結構；其次在室溫條件下養護5天，定型后從模具中取出；最后將固體粉末狀的過硫酸鈉加入到中空立方體中，并用上述緩釋材料將該中空立方體進行封口處理，制得緩釋型過硫酸鈉氧化劑。本發明制成的一種材料包裹的緩釋型過硫酸鹽氧化劑，可作為可滲透反應墻（PRB）技術的填料，能夠實現過硫酸鈉在地下水環境中緩慢釋放，提高過硫酸鹽傳輸能力，用于地下水氯苯、氯乙烯等有機物的長期治理。
【IPC分類】C02F101-36, C02F1-72, C02F103-06
【公開號】CN104628120
【申請號】CN201510042484
【發明人】陸曉松, 王儒, 何允玉, 張帥帥
【申請人】南通國盛環境修復有限責任公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月28日