CN112358012A - 一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法 - Google Patents

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贺珍贵
向猛
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Abstract

本发明公开了一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，属于地下水修复技术领域，其技术方案要点在于将碳酸氢钠、膨润土、沸石、水按照质量比为1:0.3‑1.6:1‑2.5:0.5‑0.8造粒制备CO2缓释材料；再将氧化剂、膨润土、沸石、CO2缓释颗粒、水泥、水按照质量比为1:0.5‑1.0:0.8‑2.3:0.6‑1.2:0.4‑0.8:0.3‑0.9制备氧化剂材料；分步骤浸泡1％‑8％甲基纤维素乙醇溶液和石蜡油，得到缓释材料，本发明具有缓释过硫酸盐的目的，保障可渗透反应墙的长期运行，提高污染物的降解效率。

Description

一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法
技术领域
本发明涉及地下水修复技术领域，更具体地说，涉及一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法。
背景技术
地下水是人类赖以生存的饮用水源，随着经济的发展，地下水有机污染越来越严重，其主要来源是有机废水的排放、生活污水管道滴漏、垃圾填埋场垃圾渗滤液下渗、地下输油管道的破裂、以及农业生产过程中农药和化肥的大量使用等，有机污染物不仅种类繁多，但其在水中的浓度一般很小，不易察觉，同时地下水环境的特殊性，也导致有机污染物难以降解，长期存在于地下水环境中，。许多有机污染物对人体健康有严重影响，具有“三致”作用。因此，对于地下水有机污染的治理技术的需求也越来越迫切。
针对有机物污染的地下水一般采用的技术主要有抽出处理、可渗透反应墙以及化学氧化等，其中可渗透反应墙属于一种被动式地下水修复技术，其后续维护成本较低，被用于地下水修复案例较多。考虑到可渗透反应墙技术在实际应用过程中，需要受污染的地下水随着水流穿过可渗透墙体，往往无法短时间内全部经过墙体实现有机物的去除，因此修复效果的好坏依赖于可渗透反应墙内部的填充材料的长效性，需保证足够的反应材料与受污染地下水接触。
然而在实际应用过程中，大部分作为墙体的修复材料会在短时间内和地下水中其他物质反应，无法保证材料长期有效性，如零价铁材料会在地下水环境中不断与水分子反应，形成大量的铁泥，而影响铁材料的有效性。另外，特别是针对难降解有机物一般采用化学氧化技术去除效果较好，但作为氧化剂的过硫酸盐或高锰酸钾属于无机盐类，易溶于水，无法作为可渗透反应墙的材料。。
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地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，其优点在于既能用于填充墙体，同时也可实现长效缓释的目的。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备CO2缓释颗粒，留作备用；
步骤二、取步骤一中制备的CO2缓释颗粒，制备氧化剂材料，留作备用；
步骤三、配置质量百分比为1％-8％甲基纤维素乙醇溶液，将步骤二中制备的氧化剂材料，浸泡进甲基纤维素乙醇溶液中30min后，捞出室内空气干燥2h，待用；
步骤四、将步骤三中制备的浸泡后的材料放入石蜡油内浸泡5-10min，再室内干燥2h，即得到所制备的缓释材料。
进一步的，所述步骤一中CO2缓释颗粒是通过以下步骤制备的：
S1、按照质量比为1:0.3-1.6:1-2.5将碳酸氢钠、膨润土、沸石搅拌混合；
S2、再加质量比0.5-0.8水搅拌后，由造粒机进行造粒；
S3、对颗粒进行室内干燥后制得CO2缓释颗粒。
进一步的，所述步骤二中氧化剂材料制备方法包括以下步骤：
S1、按照质量比为1:0.5-1.0:0.8-2.3:0.6-1.2:0.4-0.8依次称取过硫酸盐、膨润土、沸石、CO2缓释颗粒、水泥；
S2、将称取后的材料加入质量比为0.3-0.9水搅拌，通过造粒机进行造粒；
S3、将上述颗粒干燥处理，制备得到氧化剂材料。
进一步的，所述造粒机造粒的颗粒粒径范围为0.2-0.6cm。
进一步的，所述干燥环境温度低于25℃。
进一步的，所述氧化剂材料造粒的粒径控制在0.5cm以下。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过石蜡和甲基纤维素的作用，在将氧化剂包括在石蜡层内，起到缓慢释放氧化剂的目的；
(2)本材料在制备过程中，将碳酸氢钠单独制成颗粒材料，再与氧化剂等材料混合制备成缓释材料，可解决过硫酸盐与碳酸氢钠的快速反应所造成的损耗问题；
(3)本材料在使用过程中，氧化剂的存在将降低局部pH值，引起CO2缓释材料释放CO2，在CO2的作用下会在颗粒材料外面包裹的石蜡层形成诸多小孔洞，可用于内部过硫酸盐缓释，从而可通过碳酸氢钠的含量，调整缓释速率。
附图说明
图1为本发明的过硫酸盐浓度变化柱形图。
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，一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备CO2缓释颗粒，留作备用；
步骤二、取步骤一中制备的CO2缓释颗粒，制备氧化剂材料，留作备用；
步骤三、配置质量百分比为1％-8％甲基纤维素乙醇溶液，将步骤二中制备的氧化剂材料，浸泡进甲基纤维素乙醇溶液中30min后，捞出室内空气干燥2h，待用；
步骤四、将步骤三中制备的浸泡后的材料放入石蜡油内浸泡5-10min，再室内干燥2h，即得到所制备的缓释材料。
进一步的，所述步骤一中CO2缓释颗粒是通过以下步骤制备的：
S1、按照质量比为1:0.3-1.6:1-2.5将碳酸氢钠、膨润土、沸石搅拌混合；
S2、再加质量比0.5-0.8水搅拌后，由造粒机进行造粒，颗粒粒径范围为0.2-0.6cm；
S3、对颗粒进行室内干燥后制得CO2缓释颗粒。
进一步的，所述步骤二中氧化剂材料制备方法包括以下步骤：
S1、按照质量比为1:0.5-1.0:0.8-2.3:0.6-1.2:0.4-0.8依次称取过硫酸盐、膨润土、沸石、CO2缓释颗粒、水泥；
S2、将称取后的材料加入质量比为0.3-0.9水搅拌，通过造粒机进行造粒，粒径控制在0.5cm以下；
S3、将上述颗粒在低于25℃的环境干燥处理，制备得到氧化剂材料。
本发明的工作原理是：通过石蜡和甲基纤维素的作用，在将氧化剂包括在石蜡层内，起到缓慢释放氧化剂的目的；在制备过程中，将碳酸氢钠单独制成颗粒材料，再与氧化剂等材料混合制备成缓释材料，可解决过硫酸盐与碳酸氢钠的快速反应所造成的损耗问题；在使用过程中，氧化剂的存在将降低局部pH值，引起CO2缓释材料释放CO2，在CO2的作用下会在颗粒材料外面包裹的石蜡层形成诸多小孔洞，可用于内部过硫酸盐缓释，从而可通过碳酸氢钠的含量，调整缓释速率。
实施例1
一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备CO2缓释颗粒，留作备用；
步骤二、取步骤一中制备的CO2缓释颗粒，制备氧化剂材料，留作备用；
步骤三、首先配置质量百分比为5％甲基纤维素乙醇溶液，将制备的氧化剂材料浸泡进甲基纤维素乙醇溶液中30min后，捞出室内空气干燥2h，待用；
步骤四、将步骤三中制备的浸泡后的材料放入石蜡油内浸泡5-10min，在室内干燥2h，即得到所制备的缓释材料的粒径为8cm。
进一步的，所述步骤一中CO2缓释颗粒是通过以下步骤制备的：
S1、按照质量称取碳酸氢钠1000g、膨润土500g、0.2mm以下的沸石1000g，；
S2、再加水500g搅拌后，由造粒机进行造粒，颗粒粒径范围为0.2cm；
S3、对颗粒进行室内干燥后制得CO2缓释颗粒。
进一步的，所述步骤二中氧化剂材料制备方法包括以下步骤：
S1、称取过硫酸盐1000g、膨润土600g、沸石1000g、CO2缓释颗粒600g、水泥400g，搅拌混匀；
S2、将称取后的材料加入质量比为400g水搅拌，通过造粒机进行造粒，粒径控制在0.5cm以下；
S3、将上述颗粒在低于25℃的环境干燥处理，制备得到氧化剂材料。
如图1所示，称取100g缓释材料置于1000mL水溶液中，随着释放周数增加，过硫酸盐浓度逐渐增高，因此本发明材料具有缓释过硫酸盐的目，保障可渗透反应墙的长期运行，提高污染物的降解效率。
申请人申明，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、制备CO2缓释颗粒，留作备用；
步骤二、取步骤一中制备的CO2缓释颗粒，制备氧化剂材料，留作备用；
步骤三、配置质量百分比为1％-8％甲基纤维素乙醇溶液，将步骤二中制备的氧化剂材料，浸泡进甲基纤维素乙醇溶液中30min后，捞出室内空气干燥2h，待用；
步骤四、将步骤三中制备的浸泡后的材料放入石蜡油内浸泡5-10min，再室内干燥2h，即得到所制备的缓释材料。
2.根据权利要求1所述的一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，其特征在于：所述步骤一中CO2缓释颗粒是通过以下步骤制备的：
S1、按照质量比为1:0.3-1.6:1-2.5将碳酸氢钠、膨润土、沸石搅拌混合；
S2、再加质量比0.5-0.8水搅拌后，由造粒机进行造粒；
S3、对颗粒进行室内干燥后制得CO2缓释颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，其特征在于：所述步骤二中氧化剂材料制备方法包括以下步骤：
S1、按照质量比为1:0.5-1.0:0.8-2.3:0.6-1.2:0.4-0.8依次称取过硫酸盐、膨润土、沸石、CO2缓释颗粒、水泥；
S2、将称取后的材料加入质量比为0.3-0.9水搅拌，通过造粒机进行造粒；
S3、将上述颗粒干燥处理，制备得到氧化剂材料。
4.根据权利要求2所述的一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，其特征在于：所述造粒机造粒的颗粒粒径范围为0.2-0.6cm。
5.根据权利要求3所述的一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，其特征在于：所述干燥环境温度低于25℃。
6.根据权利要求3所述的一种地下水可渗透反应墙高效缓释填充材料制备方法，其特征在于：所述氧化剂材料造粒的粒径控制在0.5cm以下。
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