一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛制造技术

本发明专利技术公开了一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，该亚铁激活剂缓释蜡烛为圆柱状，由质量百分比为15%‑35%的激活剂、5%‑35%的分散剂和30%‑80%的凝固剂组成，其中：激活剂由亚铁离子化合物、零价铁粉和高铁粉煤灰组成。本发明专利技术具有可控、可调的亚铁激活剂缓释速率，并具有零价铁、磁铁矿促进亚铁激活过硫酸盐功能，从而能够适用于不同过硫酸盐激活需求的有机污染场地地下水原位氧化修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下水修复
，具体是一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛。
技术介绍
亚铁盐廉价易得且高效无毒，成为目前研究最为广泛的激活过硫酸盐的过渡金属离子，研究表明：在常温常压下，零价铁、亚铁、三价铁、以及磁铁矿、赤铁矿、硫化亚铁和黄铁矿等含铁矿物均可催化过硫酸盐产生强氧化性的硫酸根自由基，从而降解水体中的有机污染物，例如：氯代烃、硝基苯、石油烃等。但在利用亚铁作为激活剂用于原位氧化修复地下水时，主要是以溶液形式直接注入地下水修复环境中，这种方式主要存在以下问题：1.亚铁激活过硫酸盐的反应速度过快，导致前期修复效果显著，修复后期修复效果显著下降，特别是距离注入井较远的位置，氧化化学反应不能正常进行，严重影响修复效果。2.亚铁激活剂进入地下水环境后无方向快速分散，使得地下修复区域的激活剂浓度迅速降低，激活过硫酸盐能力有限。3.亚铁投加存在反应前期过量，体系中会发生亚铁与硫酸根自由基的反应，此时过量的亚铁成为硫酸根自由基的抑制剂，严重阻碍原位氧化修复效率。4.中性或碱性条件下，亚铁/过硫酸盐体系，容易形成三价铁离子，易析出氢氧化铁沉淀，降低有机污染物的去除率，且容易堵塞可渗透反应墙介质，降低地下环境的渗透能力。国外研究者在研究过硫酸盐降解TCE时提出，可通过序批地向反应体系中投加少量的亚铁离子和向体系中加入螯合剂的方式提高地下水的原位氧化修复效果。但上述方法尚未解决亚铁离子快速反应、无序快速扩散和反应过量等问题，而且需要经常序批地投加亚铁，在实际修复中存在操作工序复杂，费工、费力等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述
技术介绍
中的问题和不足，提供一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛。为实现上述目的，本专利技术提供的一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，为圆柱状，由质量百分比为15%-35%的激活剂、5%-35%的分散剂和30%-80%的凝固剂组成。所述的一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，激活剂由摩尔比为1:0.2:0.1-0.2的亚铁离子化合物、零价铁粉和高铁粉煤灰组成。所述的亚铁离子化合物为氯化亚铁、七水合硫酸亚铁、硝酸亚铁和硫酸亚铁铵中的一种或多种按照任意比例混合后得到的混合物。所述的零价铁粉为粒度为60目-100目的零价铁粉。所述的高铁粉煤灰为铁含量为35%-50%，粒度为100目-150目的粉煤灰。所述的一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，分散剂为粒度为20目-100目的粉煤灰。所述的一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，凝固剂为熔点在50℃-64℃范围内的全精炼石蜡。所述的一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，亚铁激活剂缓释蜡烛的形状为直径为1.5cm-4cm，长度为5-15cm的圆柱形。所述的一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，亚铁激活剂释放速率为0.4mg/d/g-15mg/d/g。本专利技术提供的制备上述亚铁激活剂缓释蜡烛的方法，主要步骤为：（1）将凝固剂：全精炼石蜡，质量比30%-80%，置于500mL烧杯中，将烧杯置于70℃-75℃的恒温水浴锅中，加热直至凝固剂完全熔化；（2）将激活剂：质量比15%-35%，亚铁离子化合物、零价铁粉、高铁粉煤灰的摩尔比为：1:0.2:0.1-0.2；分散剂：粉煤灰，质量比5%-35%；顺序加入已经完全熔化的凝固剂中；（3）将上述亚铁激活剂缓释材料混合体在恒温电动磁力搅拌机中，150r/min转速搅拌30min，并在恒温超声清洗机中超声搅拌20min；（4）将上述充分混合的亚铁激活剂缓释材料混合体迅速倒入直径为1cm-4cm，长度为5-15cm的圆柱形蜡烛模具内；（5）待亚铁激活剂缓释材料混合体冷却成型后，从模具中取出，放在18℃-25℃室温通风处，阴凉18-36h，待其充分冷却后即得到亚铁激活剂缓释蜡烛样品。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术首次提出采用亚铁离子化合物、零价铁粉、高铁粉煤灰、粉煤灰和石蜡共同制备亚铁激活剂缓释蜡烛，其中：亚铁离子、零价铁粉、高铁粉煤灰作为激活剂，粉煤灰作为分散剂，石蜡作为凝固剂。（2）本专利技术采用亚铁离子化合物作为主要的亚铁激活剂原料，用于向地下水环境以可控速度缓慢向地下水环境中释放亚铁离子，用于长期激活过硫酸盐；零价铁粉可以为缓释蜡烛内部提供还原条件，防止产生三价铁离子，进而避免析出氢氧化铁沉淀，提高地下可渗透反应墙体的防止堵塞能力；高铁粉煤灰含有大量磁铁矿，高铁粉煤灰具有单独激活过硫酸能力，用于制备亚铁激活剂缓释蜡烛时，起到促进激活过硫酸盐作用，提升激活过硫酸盐能力。（3）本专利技术可以通过调节激活剂剂量、分散剂与凝固剂之间配比，以及分散剂粒度，控制缓释蜡烛的缓释通道大小，进而控制缓释蜡烛的亚铁激活剂缓释速率，从而适应激活不同过硫酸盐浓度需要，使得应用范围更加广泛。（4）本专利技术可以通过调节亚铁激活剂缓释蜡烛的形状和规格大小，制备成利于更换的缓释剂模块组件，并用于不同的修复场景。（5）本专利技术可以与过硫酸盐缓释剂配合使用，对于原位氧化修复苯系物、多环芳烃、甲基叔丁基醚等石油烃污染地下水具有较好的修复效果和长期稳定性。（6）本专利技术在达到使用寿命后，便于更换，而且分散剂、凝固剂可以回收，重新用于制备缓释材料。（7）本专利技术所用的原料价格低廉，其中：石蜡、粉煤灰可以重复利用，生产成本较低，适于全面推广和应用。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释。实施例1按照下面的激活剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备亚铁激活剂缓释蜡烛。激活剂：七水合硫酸亚铁、零价铁粉、高铁粉煤灰的摩尔比为1:0.2:0.1，质量比例15%，5.4g；分散剂：粉煤灰，质量比例5%，50目-100目，2.7g；凝固剂：全精炼石蜡，质量比例80%，熔点58℃，29g；所制备亚铁激活剂缓释蜡烛规格为：直径2cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对亚铁激活剂缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试亚铁激活剂浓度，分析其释放性能。结果表明：64天内硫酸亚铁的平均释放速率为0.57mg/d/g。实施例2按照下面的激活剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备亚铁激活剂缓释蜡烛。激活剂：七水合硫酸亚铁、零价铁粉、高铁粉煤灰的摩尔比为1:0.2:0.1，质量比例15%，3.1g；分散剂：粉煤灰，质量比例5%，50目-100目，1g；凝固剂：全精炼石蜡，质量比例80%，熔点58℃，16.3g；所制备亚铁激活剂缓释蜡烛规格为：直径1.5cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对亚铁激活剂缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试亚铁激活剂浓度，分析其释放性能。结果表明：64天内硫酸亚铁的平均释放速率为0.43mg/d/g。实施例3按照下面的激活剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备亚铁激活剂缓释蜡烛。激活剂：七水合硫酸亚铁、零价铁粉、高铁粉煤灰的摩尔比为1:0.2:0.15，质量比例20%，8.1g；分散剂：粉煤灰，质量比例10%，50目-100目，4.1g；凝固剂：全精炼石蜡，质量比例70%，熔点58℃，28.5g；所制备亚铁激活剂缓释蜡烛规格为：直径2c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，其特征在于由质量百分比为15%‑35%的激活剂、5%‑35%的分散剂和30%‑80%的凝固剂组成。

【技术特征摘要】
1.一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，其特征在于由质量百分比为15%-35%的激活剂、5%-35%的分散剂和30%-80%的凝固剂组成。2.根据权利要求1所述的一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，其特征在于，所述的激活剂由摩尔比为1:0.2:0.1-0.2的亚铁离子化合物、零价铁粉和高铁粉煤灰组成。3.根据权利要求2所述的一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，其特征在于，所述的亚铁离子化合物为氯化亚铁、七水合硫酸亚铁、硝酸亚铁和硫酸亚铁铵中的一种或多种按照任意比例混合后得到的混合物。4.根据权利要求2所述的一种用于原位修复地下水的亚铁激活剂缓释蜡烛，其特征在于，所述的零价铁粉为粒度为60目-100目的零价铁粉。5.根据权利要求2所述的一种用于原位修复地...

【专利技术属性】
技术研发人员：马会强，李爽，姜虎生，石珍瑜，詹琪，师鹏飞，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21