一种铬污染地下水原位化学生物联合修复方法技术

本发明专利技术提供了一种铬污染地下水原位化学生物联合修复方法，属于污染地下水修复技术领域，包括以下步骤：（1）布设地下水修复井井群，在修复井中间布设地下水监测井；（2）向各修复井内注入化学还原剂，直至地下水监测井中的六价铬浓度降低至1.5mg/L以下；（3）向各修复井加压注入六价铬还原菌液，持续注射压缩空气，所述六价铬还原菌液中包括施氏假单胞菌、细长赖氨酸芽胞杆菌和蜡状芽孢杆菌；（4）对各修复井进行曝气，使得地下水监测井中溶解氧浓度维持在2 mg/L以上，直至地下水中的六价铬达标为止。本发明专利技术的修复方法操作简单易行，修复成本低，环保无污染，可应用于大规模的铬污染地下水修复中，修复效果稳定性高。修复效果稳定性高。

【技术实现步骤摘要】
一种铬污染地下水原位化学生物联合修复方法


[0001]本专利技术属于污染地下水修复
，具体涉及一种铬污染地下水原位化学生物联合修复方法。

技术介绍

[0002]地下水是地球上最宝贵的自然资源之一，地下水污染对人类健康和环境造成严重影响，在经济持续发展的同时，地下水受到了各种污染的威胁。六价铬是一种有毒物质，对环境和人类健康造成潜在威胁。垃圾填埋场是铬污染地下水的来源之一，其中含有铬的垃圾，包括含铬的废弃物和渣滓，随着时间的推移，这些废弃物可能会渗出，并污染周围的地下水。常用的铬污染地下水处理方法：化学沉淀、电化学方法、生物修复等，其中化学还原技术使用较多，化学还原技术中使用硫系还原剂，修复时间维持短，难以保证修复效果的长期稳定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种铬污染地下水原位化学生物联合修复方法，修复方法操作简单易行，修复成本低，环保无污染，可应用于大规模的铬污染地下水修复中，修复效果稳定性高，应用前景广阔。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种铬污染地下水原位化学生物联合修复方法，所述方法包括以下步骤：（1）布设地下水修复井井群，在修复井中间布设地下水监测井；（2）向各修复井内注入化学还原剂，直至地下水监测井中的六价铬浓度降低至1.5mg/L以下；其中，所述化学还原剂的制备方法为：将大豆壳在500~550 ℃下热解4~6h，粉碎，过80目筛，得到粉末；在氮气氛围下，将粉末和6~8g/L FeCl3·
6H2O水溶液按照固液比1：35~45混合，搅拌20~30h，继续加入改性羧甲基纤维素、聚乙烯醇和改性凹凸棒土，继续搅拌10~15h，真空抽滤后，放入烘箱70~80℃干燥15~25h，得到化学还原剂；（3）向各修复井加压注入六价铬还原菌液，持续注射压缩空气20~30分钟； 所述六价铬还原菌液中包括施氏假单胞菌、细长赖氨酸芽胞杆菌和蜡状芽孢杆菌；（4）对各修复井进行曝气，使得地下水监测井中溶解氧浓度维持在2 mg/L以上，直至地下水中的六价铬达标为止。
[0005]进一步地，所述改性羧甲基纤维素的制备方法为：在氮气氛围下，将质量比10：3：1：0.1：0.5：100的羧甲基纤维素、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、过硫酸铵、亚甲基双丙烯酰和水混合，搅拌均匀，82℃下反应4.5h，清洗、烘干，得到改性羧甲基纤维素。
[0006]进一步地，所述改性凹凸棒土的制备方法为：凹凸棒土与25~35v/v%硝酸水溶液的料液比为1g/30~40mL，混合后，在25~40℃搅拌反应30~40min，离心、洗至中性后，烘干、研磨。
[0007]进一步地，所述改性凹凸棒土的比表面积为19~21m2/g，平均孔容为0.095~
0.104cm3/g，平均孔径为21.5~22nm。
[0008]进一步地，所述改性羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性凹凸棒土与粉末的质量比为1~3：2~4：1：3~6；更进一步选择所述改性羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性凹凸棒土与粉末的质量比为2：3：1：5。
[0009]硫系还原剂因使用大量含硫物质，极易造成二次污染，并且修复的稳定性差。本专利技术提供一种新型的化学还原剂，选用内蒙古地区常见的成本低廉的大豆壳制备改性生物炭，负载纳米铁基材料物质；采用改性羧甲基纤维素、聚乙烯醇和改性凹凸棒土进行复配产生相互促进的关系，可以高效实现羧基和羟基的结合，使化学还原剂不易团聚，通过将凹凸棒土、羧甲基纤维素进行改性，得到的改性物添加到反应体系中，可以延长铬污染地下水的修复稳定性，同时可以加强生物协同修复效果，延长化学还原剂的修复期。2 ，4
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二氯苯酚属于常见的氯酚类污染物，具难降解、毒性大的特点，2，4
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二氯苯酚在水污染中的存在和释放对于环境和人类健康都具有潜在的危害。2，4
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二氯苯酚在水中很难降解，而且具有一定的生物蓄积性，这意味着它在生物体内会逐渐积累并逐渐上升到食物链的高层次，当食物链中的物种摄取含有2，4
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二氯苯酚的生物体时，会导致毒素在生物体内积累，从而引发更大范围的生态问题。专利技术人还意外发现当所述改性羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性凹凸棒土与粉末的质量比为1~3：2~4：1：3~6时，可以提升对地下水中的2 ，4
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二氯苯酚降解率；原因在于本专利技术的体系中使用该比例条件制备的化学还原剂，产生复配效果产生相互协调的促进关系以进行生物联合修复，对2 ，4
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二氯苯酚具有良好的降解效果。
[0010]进一步地，化学还原剂和六价铬还原菌液的比例为60~90g/230~450mL。
[0011]进一步地，所述六价铬还原菌液中活性菌细胞密度为107~10
10
个/mL。
[0012]进一步地，所述六价铬还原菌液中施氏假单胞菌、细长赖氨酸芽胞杆菌和蜡状芽孢杆菌的细胞密度比例为2~6：1~3：1。
[0013]本专利技术通过将化学还原剂和六价铬还原菌液配比为60~90g/230~450mL进行联合修复，铬的去除率最高。当所述六价铬还原菌液中包括施氏假单胞菌、细长赖氨酸芽胞杆菌和蜡状芽孢杆菌时，对垃圾填埋场地下水的修复的稳定性高。猜测是垃圾填埋场的地下水环境有利这几种菌在体系中协同作用，进而促进六价铬的还原。专利技术人还意外发现所述六价铬还原菌液中施氏假单胞菌、细长赖氨酸芽胞杆菌和蜡状芽孢杆菌的细胞密度比例为2~6：1~3：1，可以降低垃圾填埋场地下水中的石油烃含量。
[0014]进一步地，所述铬污染地下水的pH为8~10。
[0015]进一步地，所述铬污染地下水为垃圾填埋场的地下水。
[0016]经专利技术人实地检测，内蒙古大部分地区的垃圾填埋场的地下水pH多为碱性，本专利技术的修复方法在pH为8~10的地下水中修复效果也较好。如在较低pH的地下水中使用时，可以适当调节pH以取得更好的效果。
[0017]进一步地，所述羧甲基纤维素的Mw为90000（其中，羧甲基纤维素钠的摩尔质量通常表示为Mw）。购自阿拉丁。
[0018]本专利技术使用的菌种：施氏假单胞菌（），美国菌种保藏中心，保藏编号：ATCC17588。
[0019]细长赖氨酸芽胞杆菌（Lysinibacillus macroides），上海保藏生物技术中心，保
藏编号：SHBCC D17917。
[0020]蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus），广东省微生物菌种保藏中心保藏编号：GDMCC 1.541。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果为：1. 本专利技术的目的是提供一种铬污染地下水原位化学生物联合修复方法，修复方法操作简单易行，修复成本低，环保无污染，可应用于大规模的铬污染地下水修复中，修复效果稳定性高，应用前景广阔。
[0022]2. 本专利技术提供一种新型的化学还原剂，选用内蒙古地区常见的成本低廉的大豆壳制备改性生物炭，负载纳米铁基材料物质，采用改性羧甲基纤维素、聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铬污染地下水原位化学生物联合修复方法，其特征在于，所述修复方法是针对pH为8~10的垃圾填埋场的地下水进行修复，所述修复方法包括以下步骤：（1）布设地下水修复井井群，在修复井中间布设地下水监测井；（2）向各修复井内注入化学还原剂，直至地下水监测井中的六价铬浓度降低至1.5mg/L以下；其中，所述化学还原剂的制备方法为：将大豆壳在500~550 ℃下热解4~6h，粉碎，过80目筛，得到粉末；在氮气氛围下，将粉末和6~8g/L FeCl3·
6H2O水溶液按照固液比1：35~45混合，搅拌20~30h，继续加入改性羧甲基纤维素、聚乙烯醇和改性凹凸棒土，继续搅拌10~15h，真空抽滤后，放入烘箱70~80℃干燥15~25h，得到化学还原剂；所述改性羧甲基纤维素的制备方法为：在氮气氛围下，将质量比10：3：1：0.1：0.5：100的羧甲基纤维素、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、过硫酸铵、亚甲基双丙烯酰和水混合，搅拌均匀，82℃下反应4.5h，清洗、烘干，得到改性羧甲基纤维素；所述改性凹凸棒土的制备方法为：凹凸棒土与25~35v/v%硝酸水溶液的料液比为1g/30~40mL，混合后，在25~40℃搅拌反应30~40min，离心、洗至中性后，烘干、研磨；所述改性羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性凹凸棒土与粉末的质量比为1~3：2~4：1：3~6；（3）向各修复井加压注入六价铬还原菌液，持续注射压缩空气20~30分钟；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志毅，李小川，马利军，
申请(专利权)人：包头市生态环境局综合保障中心包头市生态环境监控监测中心，
类型：发明
国别省市：