CN111777186A - 一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用 - Google Patents

一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111777186A
CN111777186A CN202010664673.2A CN202010664673A CN111777186A CN 111777186 A CN111777186 A CN 111777186A CN 202010664673 A CN202010664673 A CN 202010664673A CN 111777186 A CN111777186 A CN 111777186A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction zone
stage
persulfate
valent iron
response type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010664673.2A
Other languages
English (en)
Inventor
李耀辉
罗章
向猛
杜鹏
尹交英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Lunzhi Environmental Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Lunzhi Environmental Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Lunzhi Environmental Technology Co ltd filed Critical Beijing Lunzhi Environmental Technology Co ltd
Priority to CN202010664673.2A priority Critical patent/CN111777186A/zh
Publication of CN111777186A publication Critical patent/CN111777186A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
    • C02F1/705—Reduction by metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/347—Use of yeasts or fungi
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/36—Organic compounds containing halogen

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用，属于地下水污染修复技术领域，其技术方案要点包括污染羽，所述污染羽的下游设置有两级反应墙，所述两级反应墙内部分别形成的一级反应区和二级反应区，且一级反应区位于二级反应区上游，所述一级反应区内部填充有混合填料，所述二级反应区的内部填充有缓释填料，所述一级反应区的顶端种植多年生深根性植物，且所述多年生深根性植物根系周围接种有耐铁性外生菌根，本发明通过两个反应区协同修复地下水氯代烃有机污染物，污染物修复高效，不存在二次污染风险，具有更加经济高效和生态环保的优势。

Description

一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性 反应墙装置及应用
技术领域
本发明涉及地下水污染修复技术领域，更具体地说，涉及一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用。
背景技术
工业快速发展，导致地下水中氯代烃污染严重，影响到周边居民的饮用水安全，同时也阻碍了经济的可持续发展。急需对氯代烃污染地下水进行修复。目前地下水氯代烃修复方法主要分为原位修复和异位修复两种。异位修复存在污染物反弹等原因，导致修复不彻底，越来越不受到修复领域重视。而原位修复技术则相对能够彻底去除污染物，尤其是原位可渗透性反应墙技术，能够较好控制污染羽流向，起到很好的污染物修复效果。
但是传统渗透性反应墙也存在墙体堵塞和去除效率下降的问题，长时间使用后需要更换填料，另外，氯代烃是一类比较复杂的污染物，单一的还原或者是氧化不能有效去除污染物，会存在有毒副产物。为了克服以上问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用，其优点在于能够确保一级还原反应中的零价铁墙体不堵塞，二级氧化反应中的过硫酸盐材料能够彻底矿化氯代烃。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，包括污染羽，所述污染羽的下游设置有两级反应墙，所述两级反应墙内部分别形成的一级反应区和二级反应区，且一级反应区位于二级反应区上游，所述一级反应区内部填充有混合填料，所述二级反应区的内部填充有缓释填料。
进一步的，所述一级反应区的顶端种植多年生深根性植物，且所述多年生深根性植物根系周围接种有耐铁性外生菌根。
进一步的，所述混合填料由零价铁和粘土混合而成，且零价铁与粘土的质量比为1:0.5～2。
进一步的，所述多年生深根性植物为油松、木棉和梧桐中的任意一种。
进一步的，所述所述多年生深根性植物5种植间距依照污染物浓度确定，确定步骤如下：
污染物浓度超过地下水三类标准5倍以内，种植密度为7X7m；
污染物浓度在5倍到10倍之间种植密度5X5m；
污染物浓度超标大于10倍，种植密度为3X3m。
进一步的，所述耐铁性外生菌根为一种铁矿区土壤中分离纯化培养制备得到的菌根。
进一步的，所述所述耐铁性外生菌根3添加量由反应墙体深度确定，确定步骤如下：
反应墙体深度0-5m，按照真菌占土壤质量为0.1％-0.3％投加真菌；
反应墙体深度5-10m，按照0.3％-0.5％投加真菌；
反应墙体深度大于10m，按照0.5％-1％投加真菌。
进一步的，所述缓释材料为pH响应型过硫酸盐材料，且缓释填料释放包裹在内核的过硫酸盐的pH范围在6.8-7.8之间。
本发明HIA提供一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置的应用，包括以下步骤：
S1、建立反应区：在污染羽下游修建两级反应墙体，形成一级反应区和二级反应区；
S2、反应区填料：在一级反应区内部填充零价铁和粘土按一定比例构成的混合填料，通过多年生深根性植物和耐铁性外生菌根耦合作用，零价铁还原去除部分污染物，同时将部分不宜直接氧化的污染物还原成易被氧化的形态，流入二级反应区，；
S3、步骤S2中流入的污染物，在pH为6.8-7.8之间的条件下，pH响应型过硫酸盐缓释材料会释放过硫酸盐，过硫酸盐被一级反应区流下来的铁离子激活，产生强氧化性自由基氧化污染物；
S4、完成对地下水中氯代烃污染物修复。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本方案针对地下水中氯代烃污染物修复，设置多年生深根性植物和耐铁性外生菌根，通过植物和微生物耦合作用，强化零价铁还原去除部分污染物，防止零价铁钝化和提升体系的pH，同时将部分不宜直接氧化的污染物还原成易被氧化的形态，形成的铁离子流入下一级反应区，经过二级反应区活化过硫酸盐氧化污染物，协同修复地下水氯代烃有机污染物，污染物修复高效，不存在二次污染风险，具有更加经济高效和生态环保的优势。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中标号说明：
1、污染羽；2、混合填料；3、耐铁性外生菌根；4、零价铁；5、多年生深根性植物；6、一级反应区；7、缓释填料；8、二级反应区；9、粘土。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，包括污染羽1，污染羽1的下游设置有两级反应墙，两级反应墙内部分别形成的一级反应区6和二级反应区8，且一级反应区6位于二级反应区8上游，一级反应区6内部填充有混合填料2，二级反应区8的内部填充有缓释填料7。
混合填料2由零价铁4和粘土9混合而成，且零价铁4与粘土9的质量比为1:0.5～2，零价铁4和粘土9的混填比例依据污染物浓度和种类确定，浓度高和种类多选择高质量比，零价铁4还原去除部分污染物，同时将部分不宜直接氧化的污染物还原成易被氧化的形态，流入下一反应区。。
一级反应区1的顶端种植多年生深根性植物5，且多年生深根性植物5根系周围接种有耐铁性外生菌根3，多年生深根性植物5为油松、木棉和梧桐中的任意一种；多年生深根性植物5种植间距依照污染物浓度确定，确定步骤如下：污染物浓度超过地下水三类标准5倍以内，种植密度为7X7m；污染物浓度在5倍到10倍之间种植密度5X5m；污染物浓度超标大于10倍，种植密度为3X3m。
耐铁性外生菌根3为一种铁矿区土壤中分离纯化培养制备得到的菌根，具有较强的耐铁能力，耐铁性外生菌根3添加量由反应墙体深度确定，确定步骤如下：反应墙体深度0-5m，按照真菌占土壤质量为0.1％-0.3％投加真菌；反应墙体深度5-10m，按照0.3％-0.5％投加真菌；反应墙体深度大于10m，按照0.5％-1％投加真菌。
缓释材料7为pH响应型过硫酸盐材料，且缓释填料7释放包裹在内核的过硫酸盐的pH范围在6.8-7.8之间，在pH为6.8-7.8之间pH响应型过硫酸盐材料会释放过硫酸盐，过硫酸盐被一级反应区流下来的铁离子激活，产生强氧化性自由基氧化污染物。
本发明还提供一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置的应用，包括以下步骤：
S1、建立反应区：在污染羽下游修建两级反应墙体，形成一级反应区6和二级反应区8；
S2、反应区填料：在一级反应区6内部填充零价铁4和粘土9按一定比例构成的混合填料2，通过多年生深根性植物5和耐铁性外生菌根3耦合作用，零价铁4还原去除部分污染物，同时将部分不宜直接氧化的污染物还原成易被氧化的形态，流入二级反应区8，；
S3、步骤S2中流入的污染物，在pH为6.8-7.8之间的条件下，pH响应型过硫酸盐缓释材料会释放过硫酸盐，过硫酸盐被一级反应区6流下来的铁离子激活，产生强氧化性自由基氧化污染物；
S4、完成对地下水中氯代烃污染物修复。
本发明的工作原理是：针对地下水中氯代烃污染物修复，设置多年生深根性植物5和耐铁性外生菌根3，通过植物和微生物耦合作用，强化零价铁4还原去除部分污染物，防止零价铁4钝化和提升体系的pH，同时将部分不宜直接氧化的污染物还原成易被氧化的形态，形成的铁离子流入下一级反应区，经过二级反应区8活化过硫酸盐氧化污染物，协同修复地下水氯代烃有机污染物，污染物修复高效，不存在二次污染风险，具有更加经济高效和生态环保的优势。
实施例1
在一个实施例中，在一个工业氯代烃污染场地，其中地下水中四氯化碳浓度为0.25mg/L，三氯化碳浓度为0.15mg/L，三氯乙烯浓度为0.89mg/L，四氯乙烯浓度为0.56mg/L，氯乙烯浓度为0.19mg/L；
在污染羽1下游修建了一个深1m，长3m，宽1m的渗透性反应墙装置，其中一级反应区6长2m，二级反应区8长1m，在一级反应区6墙体表面种植木棉，木棉种植密度为3X3m，外生菌根的施加量为0.2％；运行8年后，地下水所有氯代烃均符合地下水三类标准，且墙体渗透系数保持不变，没有堵塞。
综上，本渗透性反应墙装置能够修复地下水氯代烃有机污染物的同时，不存在二次污染风险，具备良好经济效益的同时，具有良好的生态环保优势。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，包括污染羽(1)，其特征在于，所述污染羽(1)的下游设置有两级反应墙，所述两级反应墙内部分别形成的一级反应区(6)和二级反应区(8)，且一级反应区(6)位于二级反应区(8)上游，所述一级反应区(6)内部填充有混合填料(2)，所述二级反应区(8)的内部填充有缓释填料(7)。
2.根据权利要求1所述的一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，其特征在于：所述一级反应区(1)的顶端种植多年生深根性植物(5)，且所述多年生深根性植物(5)根系周围接种有耐铁性外生菌根(3)。
3.根据权利要求1所述的一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，其特征在于：所述混合填料(2)由零价铁(4)和粘土(9)混合而成，且零价铁(4)和粘土(9)的质量比为1:0.5～2。
4.根据权利要求2所述的一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，其特征在于：所述多年生深根性植物(5)为油松、木棉和梧桐中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，所述多年生深根性植物(5)种植间距依照污染物浓度确定，确定步骤如下：
污染物浓度超过地下水三类标准5倍以内，种植密度为7X7m；
污染物浓度在5倍到10倍之间种植密度5X5m；
污染物浓度超标大于10倍，种植密度为3X3m。
6.根据权利要求5所述的一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，所述耐铁性外生菌根(3)为一种铁矿区土壤中分离纯化培养制备得到的菌根。
7.根据权利要求6所述的一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，其特征在于：所述耐铁性外生菌根(3)添加量由反应墙体深度确定，确定步骤如下：
反应墙体深度0-5m，按照真菌占土壤质量为0.1％-0.3％投加真菌；
反应墙体深度5-10m，按照0.3％-0.5％投加真菌；
反应墙体深度大于10m，按照0.5％-1％投加真菌。
8.根据权利要求1所述的一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置，其特征在于：所述缓释材料(7)为pH响应型过硫酸盐材料，且缓释填料(7)释放包裹在内核的过硫酸盐的pH范围在6.8-7.8之间。
9.一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置的应用，用于应用所述防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置来修复地下水氯代烃有机污染物，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建立反应区：在污染羽下游修建两级反应墙体，形成一级反应区(6)和二级反应区(8)；
S2、反应区填料：在一级反应区(6)内部填充零价铁(4)和粘土(9)按一定比例构成的混合填料(2)，通过多年生深根性植物(5)和耐铁性外生菌根(3)耦合作用，零价铁(4)还原去除部分污染物，同时将部分不宜直接氧化的污染物还原成易被氧化的形态，流入二级反应区(8)，；
S3、步骤S2中流入的污染物，在pH为6.8-7.8之间的条件下，pH响应型过硫酸盐缓释材料会释放过硫酸盐，过硫酸盐被一级反应区(6)流下来的铁离子激活，产生强氧化性自由基氧化污染物；
S4、完成对地下水中氯代烃污染物修复。
CN202010664673.2A 2020-07-10 2020-07-10 一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用 Pending CN111777186A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010664673.2A CN111777186A (zh) 2020-07-10 2020-07-10 一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010664673.2A CN111777186A (zh) 2020-07-10 2020-07-10 一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111777186A true CN111777186A (zh) 2020-10-16

Family

ID=72767336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010664673.2A Pending CN111777186A (zh) 2020-07-10 2020-07-10 一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111777186A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100232883A1 (en) * 2007-09-26 2010-09-16 VeruTEK, Technologies, Inc. Polymer coated nanoparticle activation of oxidants for remediation and methods of use thereof
CN102583827A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 中国环境科学研究院 一种双层可渗透反应墙修复体系及制法和应用
CN106830267A (zh) * 2017-01-16 2017-06-13 中国科学技术大学苏州研究院 一种减轻纳米零价铁钝化的方法
CN108609716A (zh) * 2018-05-24 2018-10-02 上海亚新建设工程有限公司 一种铁-炭优化的缓释型过硫酸盐降解氯代烃的方法
CN108821446A (zh) * 2018-06-26 2018-11-16 绍兴文理学院 一种缓解零价铁钝化的渗透性反应墙的制备方法
CN110340132A (zh) * 2019-06-28 2019-10-18 广东自华科技有限公司 一种生物炭基零价铁与微生物协同修复铬污染土壤的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100232883A1 (en) * 2007-09-26 2010-09-16 VeruTEK, Technologies, Inc. Polymer coated nanoparticle activation of oxidants for remediation and methods of use thereof
CN102583827A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 中国环境科学研究院 一种双层可渗透反应墙修复体系及制法和应用
CN106830267A (zh) * 2017-01-16 2017-06-13 中国科学技术大学苏州研究院 一种减轻纳米零价铁钝化的方法
CN108609716A (zh) * 2018-05-24 2018-10-02 上海亚新建设工程有限公司 一种铁-炭优化的缓释型过硫酸盐降解氯代烃的方法
CN108821446A (zh) * 2018-06-26 2018-11-16 绍兴文理学院 一种缓解零价铁钝化的渗透性反应墙的制备方法
CN110340132A (zh) * 2019-06-28 2019-10-18 广东自华科技有限公司 一种生物炭基零价铁与微生物协同修复铬污染土壤的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
方海兰等: "《城市土壤生态功能与有机废弃物循环利用》", 31 January 2014, 上海科学技术出版社 *
杨万勤等: "《森林土壤生态学》", 30 November 2006, 四川科学技术出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105290101B (zh) 一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法
CN107720853B (zh) 基于污染阻控的地下水中dnapl污染修复***和方法
CN105347519B (zh) 一种纳米气泡发生器及其应用
CN105234164A (zh) 一种有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置和方法
CN106040728B (zh) 土壤石油烃和重金属复合污染修复处理结构及施工工艺
CN105417769B (zh) 一种实验室四氯化碳分离处理***及其处理工艺
CN103537481B (zh) 一种用于有机污染物的固化隔离防渗体的制备方法
CN104724818B (zh) 一种四氯化碳分离***及其分离工艺
CN110482737A (zh) 针对地下水有机污染物的循环井修复***
CN113500091A (zh) 一种重金属污染土壤及地下水的修复***及修复方法
CN112916609A (zh) 一种污染土壤阻隔填埋方法
CN109052656B (zh) 一种活性炭粉-降解菌组合物及地下水修复技术
CN111777186A (zh) 一种防堵塞型零价铁耦合响应型缓释过硫酸盐两级可渗透性反应墙装置及应用
CN213613318U (zh) 用于生物通风的水平抽提注气井
CN211538968U (zh) 一种石油类污染土壤及地下水原位生物修复***
CN113087060A (zh) 地下水空气注入井群
CN111018190B (zh) 基于工程屏障多级时序阻控的治理酸性矿山废水方法
CN104478027B (zh) 用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺
CN205851549U (zh) 一种用于污染场地修复的太阳能通风***装置
CN206184910U (zh) 一种污染土壤气相抽提与生物滤塔组合处理***
CN102367673A (zh) 一种用于生态环境修复的垂直柔性屏障***
CN210656457U (zh) 针对地下水有机污染物的循环井修复***
CN212924718U (zh) 一种浅层地下水中石油类污染物的修复***
CN111136093A (zh) 用于修复污染土壤及地下水的方法
CN211198834U (zh) 一种垂向多级可渗透反应墙

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20201016