【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地下水修复，具体涉及一种可渗透反应墙。
技术介绍
1、地下水是生态环境的重要组成部分，是人类赖以生存的重要自然资源，支持着人类农业种植和工业生产活动。随着全球经济的发展，石油成为人类不可或缺的能源。目前，石油污染已成为世界性的环境问题，特别是近年来，地下水的石油烃污染问题受到越来越多的关注。
2、石油烃污染地下水修复技术中，可渗透反应墙（prb）技术是目前较为成熟、广泛采用的污染地下水原位修复技术。prb技术修复污染地下水的核心是其反应材料，它将反应材料垂直于地下水中污染羽状体的流动方向放置，当这种羽状体流经反应墙时，与反应材料发生物理、化学及生物等作用而使污染羽状体得到处理。而传统填料普遍存在吸附降解能力较弱、活性不够持久、造价昂贵以及二次污染等问题。因此，有必要研发更加高效、环境友好的prb填料。
3、cn201610955659.1公开了一种用于修复石油烃污染地下水的生物反应墙介质材料，所述的介质材料由草炭土、珍珠岩、粉煤灰、沸石粉按一定体积比组成。该专利技术填补了用生物反应墙技术处理石油烃污染地下水技术中介质材料研究的空白，所用介质材料取材方便、无毒无害、价格低廉，同时对石油烃污染地下水有较好的处理效果。
4、cn200910217811.6公开了一种泥炭作为添加介质用于石油烃污染地下水的原位修复方法。包括将功能菌固化在经热处理后的湿状泥炭上，负载功能菌的泥炭和粗砂按照一定的体积比均匀混合制备成反应墙体支撑介质。该专利技术有效固定功能菌不易随地下水流动而流失，有效吸附地下
5、cn201610220717.6公开了一种用于受有机物污染地下水体原位修复的多功能缓释修复剂，应用于可渗透反应墙（prb）地下水修复技术，该修复剂主要成分为过氧化钙、粘土、铁盐、环糊精和黏合剂，以一定的比例制成内外两层结构的缓释球。内层是为自然水体中微生物提供生长繁殖所需的氧气，外层作用是降解地下水中有机污染物。缓释修复剂主要有如下几大功能：(1) 吸附地下水体中有机污染物，重金属，减少污染的扩散和污染物在水体中的浓度；(2) 促进有机污染物的氧化，降低其毒性，提高可生化性；(3) 为微生物提供氧气，促进土著微生物快速增长，彻底降解水体中污染物。
6、上述现有技术公开的prb要么仅用于吸附特定污染物、要么仅用于提升微生物降解性能、有机物的化学催化降解性能有限，导致prb的修复效果有待进一步提升。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可渗透反应墙。本专利技术提供的可渗透反应墙具有良好的吸附和催化氧化降解性能，提高了可渗透反应墙的催化氧化修复效果，可实现对污染地下水的高效、稳定修复。
2、本专利技术提供的可渗透反应墙，主要包括缓慢释氧层和催化氧化层，从底部起先铺入缓慢释氧层，再铺入催化氧化层，以此交替铺设；其中，缓慢释氧层的主要成分为cao2粉末、凹凸棒粉和粗砂；催化氧化层的主要成分是在催化氧化复合载体上负载活性金属的催化剂，所述催化氧化复合载体包括活性炭、无机氧化物复合土、4a分子筛和粘结剂组分，所述4a分子筛相对结晶度为30～60；所述复合材料具有三维孔道，且三维孔道由交联互通孔道彼此连通，其中一维孔道的孔直径为0.1～1.5nm，二维孔道的孔直径为1.5～5nm，三维孔道的孔直径为5～50nm，其中一维孔道的孔的孔容占总孔容的15%以上，优选为20%～30%，二维孔道的孔的孔容占总孔容的25%以上，优选为35%～40%，三维孔道的孔的孔容占总孔容的60%以下，优选为30%～40%。
3、本专利技术中，所述的缓慢释氧层中，cao2粉末、凹凸棒粉和粗砂的质量比为(1～3):(1～3):1，混匀后作为缓慢释氧层的填充材料。
4、本专利技术中，进一步的，所述缓慢释氧层中还加入一定量无机盐颗粒，所述无机盐颗粒是nacl、kcl、mgcl2等中的至少一种。无机盐颗粒的质量是与粗砂的质量比为0.01-0.05:1。
5、本专利技术中，所述的缓慢释氧层的厚度为10～25cm。
6、本专利技术中，所述的缓慢释氧层和催化氧化层交替铺设，直至可渗透反应墙体的高度达到饱和含水层顶部和地面之间，一般高于饱和含水层顶部30～60cm。
7、本专利技术中，所述的催化氧化层的厚度为10～25cm。
8、本专利技术中，所述催化氧化复合载体包括活性炭、无机氧化物复合土、4a分子筛和粘结剂组分，所述催化氧化复合载体中，以复合载体重量为基准，活性炭占10%～50%，优选为15%～30%；无机氧化物复合土占10%～60%，优选为30%～50%；4a分子筛占10%～50%，优选为25%～40%；粘结剂组分占2%～15%，优选为3%～8%。
9、所述催化氧化复合载体中，所述活性炭粒径为1～100微米，比表面积400～3500m2/g，平均孔径为0.4～5.0nm，且以孔容计量孔径1.2～3.6nm的孔占90%以上。
10、所述催化氧化复合载体中，所述无机氧化物复合土为粉末状颗粒物，颗粒直径为1～100μm，颗粒中80wt%以上是si和al的氧化物，其中si的氧化物和al的氧化物的质量比为1～2:1，比表面积5～500m2/g，平均孔径2.0～30.0nm，以孔容计量孔径为5.0～15.0nm的孔占80%以上。
11、所述催化氧化复合载体中，所述粘结剂组分为制备复合载体过程中使用的无机粘结剂，可以选自硅酸盐类无机粘结剂、磷酸盐类无机粘结剂中的一种或多种；所述硅酸盐类无机粘结剂具体可以是硅酸铝、硅酸钠、硅酸钙、硅酸二钙和硅酸三钙中的一种或几种，优选为硅酸钠和/或硅酸铝；所述磷酸盐类无机粘结剂具体可以是磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸二氢钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或几种，优选为磷酸二氢铝和/或三聚磷酸钠。
12、所述催化氧化复合载体中，所述4a分子筛是由无机氧化物复合土经氢氧化钠水溶液和热处理后得到，集中分布于复合材料外表面。
13、所述催化剂中，活性金属包括ce，同时包括fe、mn、cu等中的至少一种。以金属氧化物计，ce的负载量为2%～5%，fe、mn、cu中的至少一种，负载量为4～13%。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
15、（1）本专利技术提供的可渗透反应墙交替铺设缓慢释氧层和催化氧化层，具有良好的吸附和催化氧化降解性能，提高了可渗透反应墙的催化氧化修复效果，可实现对污染地下水的高效、稳定修复。
16、（2）本专利技术在缓慢释氧层中加入无机盐颗粒，有助于调控cao2的速度，实现cao2的长期稳定释放。
17、（3）本专利技术提供的催化氧化复合材料具有稳定的三维孔道结构，不仅能够高效吸附脱除地下水中污染物，且具有良好支撑性能，有利于污染地下水的长久稳定修复。
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1.一种可渗透反应墙，其特征在于：主要包括缓慢释氧层和催化氧化层，从底部起先铺入缓慢释氧层，再铺入催化氧化层，以此交替铺设；其中，缓慢释氧层的主要成分为CaO2粉末、凹凸棒粉和粗砂；催化氧化层的主要成分是在催化氧化复合载体上负载活性金属的催化剂，所述催化氧化复合载体包括活性炭、无机氧化物复合土、4A分子筛和粘结剂组分，所述4A分子筛相对结晶度为30～60；所述复合材料具有三维孔道，且三维孔道由交联互通孔道彼此连通，其中一维孔道的孔直径为0.1～1.5nm，二维孔道的孔直径为1.5～5nm，三维孔道的孔直径为5～50nm，其中一维孔道的孔的孔容占总孔容的15%以上，二维孔道的孔的孔容占总孔容的25%以上，三维孔道的孔的孔容占总孔容的60%以下。
2.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：其中一维孔道的孔的孔容占总孔容的20%～30%，二维孔道的孔的孔容占总孔容的35%～40%，三维孔道的孔的孔容占总孔容的30%～40%。
3.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述的缓慢释氧层中，CaO2粉末、凹凸棒粉和粗砂的质量比为(1～3):(1～3)
4.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述缓慢释氧层中还加入无机盐颗粒，无机盐颗粒是NaCl、KCl、MgCl2中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的可渗透反应墙，其特征在于：无机盐颗粒的质量是与粗砂的质量比为0.01-0.1:1，优选0.02-0.05:1。
6.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述的缓慢释氧层的厚度为10～25cm。
7.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述的缓慢释氧层和催化氧化层交替铺设，直至可渗透反应墙体的高度达到饱和含水层顶部和地面之间，优选高于饱和含水层顶部30～60cm。
8.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述的催化氧化层的厚度为10～25cm。
9.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述催化氧化复合载体中，以复合载体重量为基准，活性炭占10%～50%，优选为15%～30%；无机氧化物复合土占10%～60%，优选为30%～50%；4A分子筛占10%～50%，优选为25%～40%；粘结剂组分占2%～15%，优选为3%～8%。
10.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述催化氧化复合载体中，所述活性炭粒径为1～100微米，比表面积400～3500m2/g，平均孔径为0.4～5.0nm，且以孔容计量孔径1.2～3.6nm的孔占90%以上。
11.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述催化氧化复合载体中，所述无机氧化物复合土为粉末状颗粒物，颗粒直径为1～100μm，颗粒中80wt%以上是Si和Al的氧化物，其中Si的氧化物和Al的氧化物的质量比为1～2:1，比表面积5～500m2/g，平均孔径2.0～30.0nm，以孔容计量孔径为5.0～15.0nm的孔占80%以上。
12.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述催化氧化复合载体中，所述粘结剂组分为制备复合载体过程中使用的无机粘结剂，选自硅酸盐类无机粘结剂、磷酸盐类无机粘结剂中的一种或多种；所述硅酸盐类无机粘结剂具体是硅酸铝、硅酸钠、硅酸钙、硅酸二钙和硅酸三钙中的一种或几种，优选为硅酸钠和/或硅酸铝；所述磷酸盐类无机粘结剂具体是磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸二氢钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或几种，优选为磷酸二氢铝和/或三聚磷酸钠。
13.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述催化氧化复合载体中，所述4A分子筛是由无机氧化物复合土经氢氧化钠水溶液和热处理后得到，集中分布于复合材料外表面。
14.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述催化剂中，活性金属包括Ce，同时包括Fe、Mn、Cu中的至少一种。
15.根据权利要求1或14所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述催化剂中，以金属氧化物计，Ce的负载量为2%～5%，Fe、Mn、Cu的总负载量为4～13%。
...【技术特征摘要】
1.一种可渗透反应墙，其特征在于：主要包括缓慢释氧层和催化氧化层，从底部起先铺入缓慢释氧层，再铺入催化氧化层，以此交替铺设；其中，缓慢释氧层的主要成分为cao2粉末、凹凸棒粉和粗砂；催化氧化层的主要成分是在催化氧化复合载体上负载活性金属的催化剂，所述催化氧化复合载体包括活性炭、无机氧化物复合土、4a分子筛和粘结剂组分，所述4a分子筛相对结晶度为30～60；所述复合材料具有三维孔道，且三维孔道由交联互通孔道彼此连通，其中一维孔道的孔直径为0.1～1.5nm，二维孔道的孔直径为1.5～5nm，三维孔道的孔直径为5～50nm，其中一维孔道的孔的孔容占总孔容的15%以上，二维孔道的孔的孔容占总孔容的25%以上，三维孔道的孔的孔容占总孔容的60%以下。
2.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：其中一维孔道的孔的孔容占总孔容的20%～30%，二维孔道的孔的孔容占总孔容的35%～40%，三维孔道的孔的孔容占总孔容的30%～40%。
3.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述的缓慢释氧层中，cao2粉末、凹凸棒粉和粗砂的质量比为(1～3):(1～3):1。
4.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述缓慢释氧层中还加入无机盐颗粒，无机盐颗粒是nacl、kcl、mgcl2中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的可渗透反应墙，其特征在于：无机盐颗粒的质量是与粗砂的质量比为0.01-0.1:1，优选0.02-0.05:1。
6.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述的缓慢释氧层的厚度为10～25cm。
7.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述的缓慢释氧层和催化氧化层交替铺设，直至可渗透反应墙体的高度达到饱和含水层顶部和地面之间，优选高于饱和含水层顶部30～60cm。
8.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述的催化氧化层的厚度为10～25cm。
9.根据权利要求1所述的可渗透反应墙，其特征在于：所述催...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐佰青，单广波，蒋广安，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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