一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛制造技术

本发明专利技术公开了一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，该亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛为圆柱状，由氧化剂、激活剂、分散剂和凝固剂组成，并由氧化剂缓释层和激活剂缓释层顺序熔连而成；氧化剂为过硫酸盐，激活剂由亚铁离子化合物、零价铁粉和高铁粉煤灰组成，具备亚铁、磁铁自激活功能。本发明专利技术与水接触后能够自己激活，具备可控的硫酸根自由基缓释能力，从而适用于不同有机污染场地地下水的原位氧化修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下水修复
，具体是一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛。
技术介绍
原位化学氧化（ISCO）修复技术是治理地下水污染的重要修复技术，常用的化学氧化药剂有臭氧、Fenton试剂、过氧化氢、高锰酸盐和过硫酸盐等，其中过硫酸盐由于其强大的氧化能力，稳定持久的作用效果、广泛的pH适用性而备受关注。过硫酸盐在一般条件下相对较为稳定，其单独使用效果不明显，但在加热、过渡金属离子、强碱性环境等常见的活化条件下，能产生强氧化性的硫酸根自由基，其标准氧化还原电位为2.6V，可降解大部分的有机污染物。与其他过渡金属离子（Co、Mn、Ag）相比，亚铁盐廉价易得且高效无毒，成为目前研究最为广泛的激活过硫酸盐的过渡金属离子，现有的研究表明：在常温常压下，零价铁、亚铁、三价铁、以及磁铁矿、赤铁矿、硫化亚铁和黄铁矿等含铁矿物均可催化过硫酸盐产生强氧化性的硫酸根自由基，从而降解水体中的有机污染物，例如：氯代烃、硝基苯、石油烃等。在实际污染场地地下水修复工程应用中，过硫酸盐氧化剂、亚铁离子激活剂主要是以溶液形式直接注入地下水环境中，修复初期效果显著，但由于溶液形式的氧化剂、激活剂进入地下水环境后无方向的快速分散，使得地下修复区域的氧化剂分配不足，导致修复中后期效率较低，修复效果较差。另外，还存在：亚铁激活过硫酸盐的反应速度过快，距离注入井较远的位置，氧化化学反应不能正常进行；亚铁-过硫酸盐体系中会发生亚铁与硫酸根自由基的反应，过量的亚铁成为硫酸根自由基的抑制剂，严重阻碍原位氧化修复效率；亚铁-过硫酸盐体系，容易形成三价铁离子，易析出氢氧化铁沉淀，降低有机污染物的去除率，且容易堵塞可渗透反应墙介质，降低地下环境的渗透能力等系列问题。国外研究者通过序批地向反应体系中投加少量的亚铁离子和向体系中加入螯合剂的方式来提高地下水的过硫酸盐原位氧化修复效果。另外，研究者利用过硫酸盐、水泥、砂子以及过硫酸盐、石蜡制备过硫酸盐缓释材料来解决过硫酸盐无序、快速扩散等问题。但尚无同时解决氧化剂和激活剂协同缓释的材料与方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述
技术介绍
中的问题和不足，提供一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛。为实现上述目的，本专利技术提供的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，为圆柱状，由相等直径、相等高度的氧化剂缓释层和激活剂缓释层顺序熔连而成。所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，氧化剂缓释层由质量百分比为15%-35%的氧化剂、5%-35%的分散剂和30%-80%的凝固剂组成。所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，激活剂缓释层由质量百分比为15%-35%的激活剂、5%-35%的分散剂和30%-80%的凝固剂组成。所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，氧化剂为过二硫酸盐，是过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钙和过硫酸铵中的一种或多种按照任意比例混合后得到的混合物，作为优选，所述氧化剂为纯度≥99%，粒度为50目-140目的过硫酸钠。所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，激活剂由摩尔比为1:0.2:0.1-0.2的亚铁离子化合物、零价铁粉和高铁粉煤灰组成。所述的亚铁离子化合物为氯化亚铁、七水合硫酸亚铁、硝酸亚铁和硫酸亚铁铵中的一种或多种按照任意比例混合后得到的混合物。所述的零价铁粉为粒度为60目-100目的零价铁粉。所述的高铁粉煤灰为铁含量为35%-50%，粒度为100目-150目的粉煤灰。所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，分散剂为粒度为20目-100目的粉煤灰。所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，凝固剂为熔点在50℃-64℃范围内的全精炼石蜡。所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛为直径为1.5cm-4cm，长度为5-15cm的圆柱形。本专利技术提供的制备上述亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛的方法，主要步骤为：1.氧化剂缓释层制备（1）将凝固剂：全精炼石蜡、质量比30%-80%，置于500mL烧杯中，将烧杯置于70℃-75℃的恒温水浴锅中，加热直至凝固剂完全熔化；（2）将氧化剂：过硫酸钠、质量比15%-35%，分散剂：粉煤灰、质量比5%-35%，顺序加入已经完全熔化的凝固剂中；（3）将上述氧化剂缓释材料混合体在恒温电动磁力搅拌机中，150r/min转速搅拌10min，并在恒温超声清洗机中超声搅拌20min；（4）将上述充分混合的氧化剂缓释材料混合体迅速倒入直径为1cm-4cm，长度为5-15cm的圆柱形蜡烛模具内；（5）待氧化剂缓释材料混合体冷却成型后，从模具中取出，放在18℃-25℃室温通风处，阴凉18-36h，待其充分冷却后即得到氧化剂缓释层样品。2.激活剂缓释层制备（1）将凝固剂：全精炼石蜡，质量比30%-80%，置于500mL烧杯中，将烧杯置于70℃-75℃的恒温水浴锅中，加热直至凝固剂完全熔化；（2）将激活剂剂：质量比15%-35%，其中：亚铁离子化合物、零价铁粉、高铁粉煤灰的摩尔比为：1:0.2:0.1-0.2；分散剂：粉煤灰，质量比5%-35%；顺序加入已经完全熔化的凝固剂中；（3）将上述激活剂缓释材料混合体在恒温电动磁力搅拌机中，150r/min转速搅拌30min，并在恒温超声清洗机中超声搅拌20min；（4）将上述充分混合的激活剂缓释材料混合体迅速倒入直径为1cm-4cm，长度为5-15cm的圆柱形蜡烛模具内；（5）待激活剂缓释材料混合体冷却成型后，从模具中取出，放在18℃-25℃室温通风处，阴凉18-36h，待其充分冷却后即得到激活剂缓释层样品。3.熔连成型（1）将氧化剂缓释层、激活剂缓释层根据需要分别切割成1-5cm长度。（2）将氧化剂缓释层放置于直径为1cm-4cm，长度为5-15cm的圆柱形蜡烛模具内，迅速滴入少量已经熔化的全精炼石蜡，然后将同规格的激活剂缓释层放入圆柱形蜡烛模具内；（3）再迅速滴入少量已经熔化的全精炼石蜡，然后再放入氧化剂缓释层、少量已经熔化的全精炼石蜡、激活剂缓释层等，直至氧化剂缓释层、激活剂缓释层放完，并且数量一致；（4）待氧化剂缓释层、激活剂缓释层连接体冷却成型后，从模具中取出，放在18℃-25℃室温通风处，阴凉18-36h，待其充分冷却后即得到亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛样品。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术首次提出采用过硫酸盐、亚铁离子化合物、零价铁粉、高铁粉煤灰、粉煤灰和石蜡共同制备亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，其中：过硫酸盐作为氧化剂，亚铁离子、零价铁粉、高铁粉煤灰作为激活剂，粉煤灰作为分散剂，石蜡作为凝固剂。（2）本专利技术施用于污染地下水时，激活剂缓释层以可控速度向地下水环境中释放亚铁离子，氧化剂缓释层以可控速度向地下水环境中释放过硫酸根离子，亚铁离子激活过硫酸根离子定量产生硫酸根自由基，用于原位氧化有机污染物。（3）零价铁粉可为缓释蜡烛内部提供还原环境，防止产生三价铁离子，进而避免析出氢氧化铁沉淀，提高地下修复区域的防止堵塞能力。高铁粉煤灰含有大量磁铁矿，高铁粉煤灰具有促进激活过硫酸盐能力，可有效提高缓释蜡烛持续有效的原位氧化能力。（4）本专利技术可以通过调节氧化剂量、激活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于由相等直径、相等高度的圆柱形氧化剂缓释层和圆柱形激活剂缓释层顺序熔连而成。

【技术特征摘要】
1.一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于由相等直径、相等高度的圆柱形氧化剂缓释层和圆柱形激活剂缓释层顺序熔连而成。2.根据权利要求1所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于，所述的氧化剂缓释层由质量百分比为15%-35%的氧化剂、5%-35%的分散剂和30%-80%的凝固剂组成。3.根据权利要求1所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于，所述的激活剂缓释层由质量百分比为15%-35%的激活剂、5%-35%的分散剂和30%-80%的凝固剂组成。4.根据权利要求2所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于，所述的氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钙和过硫酸铵中的一种或多种按照任意比例混合后得到的混合物。5.根据权利要求3所述的一种原位氧化修复地下水的亚铁激活过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于，所述的激活剂由摩尔比为：1:0.2:0.1-0.2的亚铁离子化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：马会强，李爽，姜虎生，石珍瑜，詹琪，师鹏飞，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21