一种界面靶向活化过硫酸盐降解有机污染物的方法技术

一种界面靶向活化过硫酸盐降解有机污染物的方法：将两性表面微米零价铁的悬浮液和过硫酸盐通过原位注入到地下水含水层，去除地下水中的有机污染物；两性表面微米零价铁是通过下述方法得到：A)用水浸泡微米零价铁后分离；B)将钠盐、表面活性剂和浸泡后的微米零价铁混合球磨，通过钠盐的促进作用将表面活性剂修饰到零价铁表面。本发明专利技术是在零价铁表面分别形成亲过硫酸盐的亲水端和亲有机物的疏水端，形成两性表面零价铁，将本发明专利技术的两性表面微米零价铁通过原位注入到污染羽降解地下水中典型有机污染物，降解效率达到95％以上，材料在含水层中迁移能力相对于未改性零价铁提升3倍。本发明专利技术具有经济高效和绿色环保的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种界面靶向活化过硫酸盐降解有机污染物的方法
本专利技术属于地下水修复材料制备及应用领域，具体地涉及一种界面靶向活化过硫酸盐降解有机污染物的方法。
技术介绍
石油化工行业的快速发展，导致地下水有机物污染严重，长期暴露于有机物污染水体会影响人体健康。因此，地下水有机物污染治理迫在眉睫。地下水有机污染修复的主流技术为高级氧化技术。其中过硫酸盐氧化技术具有安全高效的优势受到广泛关注。然而，该技术的全面应用于地下水原位修复还存在活化困难的问题。为了提升过硫酸盐活化效率，研究人员提出将传统的均相活化技术改为非均相活化技术，利用非均相活化剂的缓慢释放效果耦合过硫酸盐活化来修复地下水中的有机污染物。其中零价铁被认为是最有潜力的一种活化剂。零价铁根据粒径大小主要分为纳米零价铁和微米零价铁两种，其中纳米零价铁的活化效果要远远优于微米零价铁。但是纳米零价铁成本太贵，暂时不适用于实际场地修复，而微米零价铁自身存在易钝化和腐蚀速率慢的问题，导致活化过硫酸盐降解污染物效率低。基于此，有人提出了添加活性炭，构建铁碳原电池强化零价铁活化过硫酸盐降解污染物，并取得了较好的效果。在此基础上，本专利技术人认识到要想进一步提升过硫酸盐活化降解污染物的效率，就需要提升零价铁靶向活化过硫酸盐和过硫酸盐靶向降解污染物的能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种界面靶向活化过硫酸盐降解有机污染物的方法为实现上述目的，本专利技术提供的界面靶向活化过硫酸盐降解有机污染物的方法是：将两性表面微米零价铁的悬浮液和过硫酸盐通过原位注入到地下水含水层，去除地下水中的有机污染物；其中，两性表面微米零价铁是通过下述方法得到：A)用水浸泡微米零价铁，浸泡后分离；B)将钠盐、表面活性剂和浸泡后的微米零价铁按质量比0.1:1-10:1-100混合置于球磨机中球磨，通过钠盐的促进作用将表面活性剂修饰到零价铁表面，得到两性表面微米零价铁。所述的方法中，两性表面微米零价铁的悬浮液和过硫酸盐注入到污染羽区域。所述的方法中，两性表面微米零价铁的注入量为1-5g/L，过硫酸盐的注入量为80-100mM。所述的方法中，浸泡微米零价铁的时间依据体系pH判断，当溶液pH值上升0.5个单位则停止浸泡，形成表面弱腐蚀零价铁。所述的方法中，钠盐为氯化钠、硫酸钠和/或硝酸钠；表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂；零价铁为微米级的废铁屑和/或铁粉。所述的方法中，球磨时间为1-5h，球磨转速大于300转/分钟。本专利技术的有益效果：1)本专利技术提供的界面靶向活化过硫酸盐降解有机污染物修复技术，通过改性零价铁亲水端吸附过硫酸盐，疏水端吸附有机污染物，形成一个界面反应区域，提升零价铁靶向活化过硫酸盐和过硫酸盐靶向氧化降解污染物的能力，同时零价铁的迁移能力得到大幅提升，全面降低了该技术修复污染物的成本。2)本专利技术通过钠盐的促进作用将表面活性剂修饰到零价铁表面，制得两性表面微米零价铁材料，最后通过原位注入的方式将两性表面微米零价铁添加到地下水含水层，用于地下水中有机污染物的去除，两性表面微米零价铁能够强化有机污染物和过硫酸盐的吸附，增加含水层土壤吸附的污染物释放，提高污染物去除效率，并且相对于未改性微米零价铁，在某多环芳烃污染场地，两性表面微米零价铁迁移能力为4.5m，而未改性零价铁迁移距离为1.5m。3)本专利技术的两性表面微米零价铁制备工艺简单，球磨罐不需抽真空，也不需外加惰性气体保护。具体实施方式本专利技术的技术方案如下：1)首先用自来水浸泡微米零价铁颗粒，零价铁为微米级的废铁屑和/或铁粉，浸泡后分离，然后利用星云式高能球磨机球磨钠盐、表面活性剂和浸泡后的微米零价铁，将表面活性剂修饰到零价铁表面，制得两性表面微米零价铁材料。2)最后通过原位注入的方式将两性表面微米零价铁添加到地下水含水层，进行污染物去除，两性表面微米零价铁注入井间距为4.5m。按上述方案，自来水与微米零价铁按照质量比0.2-1:1添加。按上述方案，钠盐、表面活性剂和微米零价铁质量比为0.1:1-10:1-100。按上述方案，球磨时间1-5h，球磨转速大于300转/分钟。按上述方案，球磨后材料直接用于污染物修复，无需其它处理。按上述方案，所述的表面活性剂包括阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。按上述方案，所述两性表面微米零价铁的投加量为1-5g/L的悬浮液，通过原位注入的方式将两性表面微米零价铁注入到污染羽区域。实施例1首先称量4g微米零价铁粉，浸泡在0.8g水中，浸泡35min，分离后添0.04g氯化钠、0.4g阳离子表面活性剂，设定球磨机参数为500转/分钟，时间为1h，球磨后收取样品两性表面微米零价铁，用于1mM多环芳烃修复，两性表面微米零价铁的投加量为1g/L，过硫酸盐浓度为100mM，注入井间距为4.5m，反应30min后井中多环芳烃浓度降为0.03mM，降解率为97％。比较例1将实施例1中的两性表面微米零价铁改用原始零价铁，其余条件同实施例1，井中多环芳烃浓度降为0.7mM，降解率为30％。实施例2首先称量6g微米零价铁粉，浸泡在6g水中，浸泡50min，分离后添加0.006g硫酸钠、0.06g阴离子表面活性剂，设定球磨机参数为550转/分钟，时间为3h，球磨后收取样品两性表面微米零价铁，用于1mM多环芳烃修复，两性表面微米零价铁的投加量为41g/L，过硫酸盐浓度为100mM，注入井间距为4.5m，反应30min后井中多环芳烃浓度降为0.04mM，降解率为96％。比较例2将实施例2中的两性表面微米零价铁改用原始零价铁，其余条件同实施例2，井中多环芳烃浓度降为0.7mM，降解率为30％。实施例3首先称量5g微米零价铁粉，浸泡在2.5g水中，浸泡40min，分离后添加0.025g硝酸钠，0.25g非离子表面活性剂，设定球磨机参数为300转/分钟，时间为5h，球磨后收取样品两性表面微米零价铁，用于1mM多环芳烃修复，两性表面微米零价铁的投加量为1g/L，过硫酸盐浓度为90mM，注入井间距为4.5m，反应30min后井中多环芳烃浓度降为0.05mM，降解率为95％。比较例3将实施例3中的两性表面微米零价铁改用原始零价铁，其余条件同实施例3，井中多环芳烃浓度降为0.7mM，降解率为30％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种界面靶向活化过硫酸盐降解有机污染物的方法：/n将两性表面微米零价铁的悬浮液和过硫酸盐通过原位注入到地下水含水层，去除地下水中的有机污染物；/n其中，两性表面微米零价铁是通过下述方法得到：/nA)用水浸泡微米零价铁，浸泡后分离；/nB)将钠盐、表面活性剂和浸泡后的微米零价铁按质量比0.1:1-10:1-100混合置于球磨机中球磨，通过钠盐的促进作用将表面活性剂修饰到零价铁表面，得到两性表面微米零价铁。/n

【技术特征摘要】
1.一种界面靶向活化过硫酸盐降解有机污染物的方法：
将两性表面微米零价铁的悬浮液和过硫酸盐通过原位注入到地下水含水层，去除地下水中的有机污染物；
其中，两性表面微米零价铁是通过下述方法得到：
A)用水浸泡微米零价铁，浸泡后分离；
B)将钠盐、表面活性剂和浸泡后的微米零价铁按质量比0.1:1-10:1-100混合置于球磨机中球磨，通过钠盐的促进作用将表面活性剂修饰到零价铁表面，得到两性表面微米零价铁。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，两性表面微米零价铁的悬浮液和过硫酸盐注入到地下水污染羽区域。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昱，姜永海，席北斗，徐祥健，韩旭，夏甫，生贺，尚长健，金博涛，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11