一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方法技术

技术编号:11599757 阅读:137 留言:0更新日期:2015-06-12 17:31
本发明专利技术涉及一种加强活化过氧化钙去除地下水中氯代烯烃的方法,主要利用过氧化钙(CaO2)的氧化作用,去除地下水中存在的氯代烯烃污染物,属于环境治理技术领域;本发明专利技术的方法是在处理过程中,保证过氧化钙存在的条件下,添加三价铁离子对氧化剂进行活化,加入柠檬酸强化活化效果,氧化处理氯代烯烃污染物。本方法的优越性在于:过氧化钙作为一种新型绿色氧化剂,具有氧化能力强、稳定性高、氧化作用持久的特点;三价铁及柠檬酸能够保证持续有效活化过氧化钙,提高氧化作用的时效性;高效绿色修复治理氯代烯烃污染地下水,无中间产物累积,不造成二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水处理
,具体地说,是一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方法
技术介绍
地下水是地球上最为重要的淡水资源之一。随着工农业的迅速发展,越来越多的地下水被污染。大量应用于脱脂、干洗等现代工业中的三氯乙烯、四氯乙烯、氯仿等氯代烃类有机溶剂,在世界各地地下水中被频繁检出,已然成为了地下水污染的主要来源。又因其具有“三致”效应,其中绝大部分已被各国列为优先控制的有毒有害污染物。鉴于地下环境氯代烃类污染的广泛性以及氯代烃类污染物对环境生态的强危害性,国内外学者广泛开展了地下水环境中的氯代烃类污染物的控制与修复治理技术。目前,国内外污染地下水修复技术主要分为异位修复和原位修复两种操作方式。异位修复需要挖掘土壤或抽出地下水,费用较高,一般适用于污染区域较小的场地。原位修复可节约成本,操作简单,对环境破坏小。现有的原位修复技术主要包括原位热处理、微生物修复、植物修复、渗透性反应墙和原位化学氧化技术等。原位化学氧化是将氧化剂直接注入地下,能够快速有效降解有机污染物,是目前最具潜力的地下水污染修复技术之一。原位化学氧化技术常用的氧化剂包括高锰酸盐、Fenton试剂、臭氧和过硫酸盐等。其中Fenton试剂因其能够氧化大多数有机物,具有无选择性、反 应迅速、处理彻底、原料经济易得、操作简便、反应条件温和、无二次污染等特点,成为较有前景的原位修复技术。但H2O2具有不稳定性,且高浓度H2O2操作上具有一定危险性,限制了Fenton试剂在原位化学氧化修复中的应用。过氧化钙(CaO2)是一种新型的原位化学氧化剂,其是钙的过氧化物,因易与水反应而释放H2O2,俗称固体双氧水。CaO2为强氧化剂,具有成本低、使用安全性高、作用温度范围宽、无污染、无异味的特点,是一种理想的绿色氧化剂。此外,CaO2对微生物没有毒性,因此其与生物修复技术的兼容性较高,在地下水污染治理领域逐渐受到重视。与Fenton反应相似,Fe2+为有效活化CaO2的手段之一,但CaO2与Fe2+反应十分迅速,导致氧化剂在地下的影响半径减小,而且CaO2与Fe2+反应的最佳pH值在2~4之间,原位使用时需添加大量酸液保持溶液pH值,易破坏生态系统。因此需要开发一种能够有效控制CaO2活化速率,增强其原位使用的影响半径,且能够扩大反应可适用pH值范围的新技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方法。该技术使用Fe3+活化CaO2,Fe3+能够持续缓慢生成Fe2+,维持CaO2活化效率,延长氧化剂作用时间;添加柠檬酸提高溶解性铁的浓度,提高铁的有效性,扩大pH适用范围,强化活化效果。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方法,其具体步骤为,向浓度为20mg/L氯代烯烃污染地下水溶液中投加相对氯代烯烃摩尔比例为4∶1~ 8∶1的过氧化钙(CaO2)固体粉末进行反应,再投加硫酸铁(Fe2(SO4)3)对过氧化钙进行活化,再投加柠檬酸(C6H8O7)强化活化效果,在不同的时间段从反应器中进行取样,用气相色谱测定样品的氯代烯烃浓度,发现经上述反应过程后,氯代烯烃去除效果显著。所述的氯代烯烃为三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE);所述的反应条件是:控制反应温度为18℃,同时对反应过程进行磁力搅拌,转速为600r/min;所述的过氧化钙(CaO2)是一种新型的原位化学氧化剂。所述的氧化剂活化方式:投加硫酸铁固体粉末进行活化,投加柠檬酸固体颗粒进行强化,硫酸铁和过氧化钙的摩尔比在1∶1~2∶1之间,柠檬酸和硫酸铁摩尔比在1∶2~1∶4之间效果最佳;与现有技术相比,本专利技术的积极效果是:(1)本专利技术操作简单易行且效果显著;(2)过氧化钙价格低廉,作为氧化剂可直接制备;(3)过氧化钙稳定性强,便于实际运输与操作;(4)硫酸铁价格低廉,性质稳定,对过氧化钙活化效果明显,能够持续产生Fe2+,维持过氧化钙活化作用,提高原位使用的影响半径;(5)柠檬酸的加入拓展了反应过程的适宜pH范围,提高了溶解性铁离子的有效性,强化了活化效果;(6)本专利技术的化学氧化过程中没有二次污染产生,最终产物为二氧化碳和水;(7)本专利技术中使用的过氧化钙氧化能力强,和氯代烯烃的摩尔比例在4∶1~8∶1时,氯代烯烃去除率可达到99.9%;(8)本专利技术的反应过程受环境影响较小,适合的环境较宽,产物无毒性,便于后续处理,具有广泛应用前景。【具体实施方式】以下提供本专利技术一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方法的具体实施方式。实施例1在三氯乙烯(TCE)初始浓度为20mg/L的250mL水溶液中,依次投加14.6mg CaO2、60.8mg Fe2(SO4)3和16.0mg柠檬酸,在化学氧化过程中充分搅拌,同时反应温度控制为18℃,反应时间90min,分别在5、10、20、30、60、90min进行取样萃取,然后用气相色谱分析样品中TCE浓度,结果经本专利技术技术处理的TCE在90min后去除率达到99.9%。实施例2在三氯乙烯(TCE)初始浓度为20mg/L的250mL水溶液中,依次投加14.6mg CaO2、60.8mg Fe2(SO4)3和32.0mg柠檬酸,在化学氧化过程中充分搅拌,同时反应温度控制为18℃,反应时间90min,分别在5、10、20、30、60、90min进行取样萃取,然后用气相色谱分析样品中TCE浓度,结果经本专利技术技术处理的TCE在90min后去除率达到99%。实施例3在三氯乙烯(TCE)初始浓度为20mg/L的250mL水溶液中,依次投加 29.3mg CaO2、60.8mg Fe2(SO4)3和16.0mg柠檬酸,在化学氧化过程中充分搅拌,同时反应温度控制为18℃,反应时间90min,分别在5、10、20、30、60、90min进行取样萃取,然后用气相色谱分析样品中TCE浓度,结果经本专利技术技术处理的TCE在60min后去除率达到99.9%。实施例4在四氯乙烯(PCE)初始浓度为20mg/L的250mL水溶液中,依次投加14.6mg CaO2、60.8mg Fe2(SO4)3和16.0mg柠檬酸,在化学氧化过程中充分搅拌,同时反应温度控制为18℃,反应时间90min,分别在5、10、20、30、60、90min进行取样萃取,然后用气相色谱分析样品中PCE浓度,结果经本专利技术技术处理的PCE在90min后去除率达到99.9%。实施例5在四氯乙烯(PCE)初始浓度为20mg/L的250mL水溶液中,依次投加29.3mg CaO2、60.8mg Fe2(SO4)3和16.0mg柠檬酸,在化学氧化过程中充分搅拌,同时反应温度控制为18℃,反应时间90min,分别在5、10、20、30、60、90min进行取样萃取,然后用气相色谱分析样品中PCE浓度,结果经本专利技术技术处理的PCE在60min本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方法,其特征在于,具体步骤为,向含有氯代烯烃的污染地下水溶液中投加过氧化钙固体粉末进行反应,再投加硫酸铁对氧化剂进行活化;投加柠檬酸与三价铁离子螯合,强化活化效果;实现污染地下水中氯代烯烃的氧化去除。

【技术特征摘要】
1.一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方法,其特征在于,具体
步骤为,向含有氯代烯烃的污染地下水溶液中投加过氧化钙固体粉末进行反
应,再投加硫酸铁对氧化剂进行活化;投加柠檬酸与三价铁离子螯合,强化
活化效果;实现污染地下水中氯代烯烃的氧化去除。
2.如权利要求1所述的一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方
法,其特征在于,所述的氯代烯烃为污染地下水中常见的污染物:三氯乙烯
和四氯乙烯。
3.如权利要求1所述的一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方
法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕树光顾小钢邱兆富隋倩张祥傅晓日缪周伟徐旻辉薛云飞王琰涤
申请(专利权)人:华东理工大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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