一种地下水原位修复的缓释氧化剂及其传输的实验方法技术

本发明专利技术涉及地下水污染修复技术领域，公开了一种地下水原位修复的缓释氧化剂及其传输的实验方法。缓释氧化剂，包括石蜡、高锰酸钾粉、硅砂和活性炭，石蜡、高锰酸钾、活性炭以及硅砂的重量比为(2.8

【技术实现步骤摘要】
一种地下水原位修复的缓释氧化剂及其传输的实验方法


[0001]本专利技术涉及地下水污染修复
，具体涉及一种地下水原位修复的缓释氧化剂及其传输的实验方法。

技术介绍

[0002]地下水资源是人类生活、生产中不可或缺的重要资源，起着非常重要的作用。但随着经济社会的快速发展，地下水污染问题日益突出，地下水污染现状不容乐观，地下水污染调查数据显示，目前超过90％的地下水资源都遭到了一定程度的污染，60％左右的地下水遭到了严重污染。保护地下水环境，对经济社会发展及生态环境安全都具有重要意义。
[0003]地下水污染修复是目前一个重要的研究领域。目前，常用地下水修复技术有抽出
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处理技术、可渗透性反应墙技术、原位生物修复技术、原位化学氧化/还原技术等。其中，原位化学氧化技术具有场地适应性强、修复彻底、处理污染物种类较多、处理时间较短、成本相对低廉等显著优势，在地下水修复中得到广泛运用。原位化学氧化技术是指借用一定的技术设备将固、液或气态氧化药剂注入到地下水中，利用氧化剂的强氧化性，使污染物质氧化分解，转变成低毒或者无毒物质的方法，其修复效果取决于污染含水层深度、药剂在含水层介质中的迁移扩散能力，以及药剂与污染物的接触和反应效率等，其中注入方式的选择对药剂在含水层介质中的迁移扩散能力具有重要影响。
[0004]当前地下水修复原位注入技术主要包括直压式高压注射法、注射井法、高压旋喷注射法、Geoprobe技术、电动化学注浆、深层搅拌等。大量研究及实践表明，现有的原位注入技术普遍存在钻注不同步、注入效率差、作用深度及影响半径有限、模块化程度低等问题，而氧化剂的影响半径直接决定着修复的效果。研究表明上述氧化剂注入方式的影响半径随岩性的不同有变化很大，可以从致密黏土层的0.75m变化到透水性砂土层的7.5m。然而，对于一个实际的修复场地而言这个影响半径是远远不够的，这就要求在修复场地上设置多个氧化剂注入点，这样修复成本也会大大增加。因此，提高氧化剂注入后的影响半径就至关重要。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种地下水原位修复的缓释氧化剂及其传输的实验方法，解决现有地下水原位注入化学氧化技术中存在的注入深度浅、药剂注入影响半径小、效率低等问题，为地下水的原位修复提供理论和数据支持。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。
[0007]一种地下水原位修复的缓释氧化剂，包括石蜡、高锰酸钾粉、硅砂和活性炭，石蜡、高锰酸钾、活性炭以及硅砂的重量比为(2.8
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3.2)∶(2.7
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3.3)∶(1.8
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2.2)∶1。
[0008]优选的，缓释氧化剂制备方法包括以下步骤：
[0009]步骤S1，将石蜡加热至熔化，加入高锰酸钾粉，搅拌均匀，得到第一混合物；
[0010]步骤S2，第一混合物中加入硅砂和活性炭，混合搅拌均匀，得到第二混合物；
[0011]步骤S3，将第二混合物冷却至凝固，得到缓释氧化剂。
[0012]一种地下水原位修复的缓释氧化剂传输的实验方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1，搭建地下水污染修复实验装置，实验装置包括渗流槽和设置于所述渗流槽中的循环井；
[0014]步骤2，将缓释氧化剂加入到渗流槽中；
[0015]步骤3，向渗流槽中注满水，开启循环井，进行缓释氧化剂的传输实验。
[0016]优选的，步骤1中渗流槽包括上部开口的矩形的壳体和设置于壳体中的含水介质；壳体右壁下端设置有第一进水口，第一进水口连接有水泵；壳体左壁上端设置有第一出水口，壳体内靠近第一进水口处垂向设置有第一挡板，壳体内靠近第一出水口处垂向设置有第二挡板，第一挡板和第二挡板上分别设置有多个孔，第一挡板和第二挡板下端分别与壳体底壁上表面固定连接，第一挡板和第二挡板前后两侧分别与壳体前壁和后壁固定连接，第一挡板和第二挡板的高度与壳体前壁齐平，第一挡板与壳体右壁之间及第二挡板与壳体左壁之间分别形成布水区；第一挡板和第二挡板之间的壳体前壁设置有多个取样口，取样口连接有带有阀门的取样管；
[0017]循环井包括垂向设置在壳体中的第一圆管，第一圆管顶部设置有顶盖，底部封闭；第一圆管从下至上由设置有下实段、下筛段、中实段、上筛段和上实段；下实段、中实段和上实段管壁不透水，下筛段和上筛段管壁设有多个透水孔；中实段中部水平设置有不透水的隔板；第一圆管内部中心设置有同轴的第一管道，第一管道下端依次穿过顶盖和隔板且向下延伸至下筛段；还包括第二管道，第二管道下端穿过顶盖，向下延伸至上筛段；还包括蠕动泵，第一管道上端与蠕动泵的进水口连接；第二管道上端与蠕动泵的出水口连接。
[0018]进一步优选的，多个取样口的数量为18个，多个取样口从上向下均匀设置为3排，每排取样口从左至右均匀设置6个。
[0019]优选的，步骤2中缓释氧化剂加入到循环井的上筛段的位置或缓释氧化剂填埋在循环井外的含水介质表层下方。
[0020]优选的，步骤3中缓释氧化剂的传输实验包括以下子步骤：
[0021]步骤3.1，开启水泵，向渗流槽中泵入水，然后启动蠕动泵，开启循环井；缓释氧化剂在水中释放出高锰酸钾；
[0022]步骤3.2，每隔一段时间在出水口取水样，测试其高锰酸钾的含量，得到缓释氧化剂的释放和迁移情况；同时每隔一段时间在每个取样口取水样，分别测试水样中的高锰酸钾的含量，得到缓释氧化剂在横向和纵向的迁移距离。
[0023]优选的，还包括：步骤4，向所述渗流槽中注满水，不开启循环井，进行缓释氧化剂的对照实验。
[0024]进一步优选的，步骤4中缓释氧化剂的对照实验包括以下子步骤：
[0025]步骤4.1，开启水泵，向渗流槽中泵入水；缓释氧化剂在水中释放出高锰酸钾；
[0026]步骤4.2，每隔一段时间在出水口取水样，测试其高锰酸钾的含量，得到缓释氧化剂的释放和迁移情况；同时每隔一段时间在每个取样口取水样，分别测试水样中的高锰酸钾的含量，得到缓释氧化剂在横向和纵向的迁移距离。
[0027]进一步优选的，缓释氧化剂的传输实验中，蠕动泵的抽提流量分别设置为10ml/min、20ml/min和40ml/min。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0029]本专利技术通过模拟循环井产生的循环水携带缓释氧化剂均匀的传输进入到含水层不同位置，且随着循环流流量及循环时间的增加，氧化剂的传输距离增大，传输速度变快，从而克服了传统技术氧化剂传输效率低、影响半径小的问题；
[0030]本专利技术的反复的水力循环使氧化剂的分布更加均匀，对于非均质地层的修复更加的有利；采用循环井耦合缓释氧化剂实现地下水原位修复药剂传输能够有效降低氧化剂的无效消耗，提高氧化剂的有效利用率；能够为地下水的原位修复提供理论和数据支持。
附图说明
[0031]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下水原位修复的缓释氧化剂，其特征在于，包括石蜡、高锰酸钾粉、硅砂和活性炭，石蜡、高锰酸钾、活性炭以及硅砂的重量比为(2.8
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3.2)∶(2.7
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3.3)∶(1.8
‑
2.2)∶1。2.根据权利要求1所述的地下水原位修复的缓释氧化剂，其特征在于，所述缓释氧化剂制备方法包括以下步骤：步骤S1，将石蜡加热至熔化，加入高锰酸钾粉，搅拌均匀，得到第一混合物；步骤S2，第一混合物中加入硅砂和活性炭，混合搅拌均匀，得到第二混合物；步骤S3，将第二混合物冷却至凝固，得到缓释氧化剂。3.一种地下水原位修复的缓释氧化剂传输的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，搭建地下水污染修复实验装置，所述实验装置包括渗流槽和设置于所述渗流槽中的循环井；步骤2，将所述缓释氧化剂加入到所述渗流槽中；步骤3，向所述渗流槽中注满水，开启循环井，进行缓释氧化剂的传输实验。4.根据权利要求3所述的地下水原位修复的缓释氧化剂传输的实验方法，其特征在于，所述步骤1中：所述渗流槽1包括上部开口的矩形的壳体11和设置于壳体中的含水介质；所述壳体右壁下端设置有第一进水口12，所述第一进水口12连接有水泵；壳体左壁上端设置有第一出水口13，壳体内靠近第一进水口12处垂向设置有第一挡板14，壳体内靠近第一出水口13处垂向设置有第二挡板15，所述第一挡板和第二挡板上分别设置有多个孔，第一挡板14和第二挡板15下端分别与所述壳体11底壁上表面固定连接，第一挡板14和第二挡板15前后两侧分别与所述壳体前壁和后壁固定连接，第一挡板14和第二挡板15的高度与壳体11前壁齐平，所述第一挡板与所述壳体右壁之间及第二挡板与所述壳体左壁之间分别形成布水区；第一挡板14和第二挡板15之间的壳体11前壁设置有多个取样口16，所述取样口16连接有带有阀门的取样管；所述循环井2包括垂向设置在所述壳体11中的第一圆管21，第一圆管顶部设置有顶盖，底部封闭；第一圆管21从下至上由设置有下实段211、下筛段212、中实段213、上筛段214和上实段215；所述下实段211、中实段213和上实段215管壁不透水，所述下筛段212和上筛段214管壁设有多个透水孔；所述中实段21...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪丽，乔微涵，董鲁钰，夏玉瑾，杨胜科，赵艳，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：