一种对地下水中重质非水相液体污染物密度调控的方法技术

一种对地下水中重质非水相液体污染物密度调控的方法，属环境领域。是将胶质双液泡沫与破乳剂先后加入到含有重质非水相液体的环境中完成密度调控。胶质双液泡沫在地下环境中具有良好的稳定性，对于重质非水相液体具有良好的密度调控功能，适合在地下水中具有重质非水相液体污染的情况下进行原位密度调控，对后续的联合修复具有重要意义。胶质双液泡沫在破乳之后释放轻质有机液体，其与重质非水相液体溶合后将重质非水相液体的密度调控到小于水的密度。

【技术实现步骤摘要】
一种对地下水中重质非水相液体污染物密度调控的方法
本专利技术属于环境领域，具体涉及一种胶质双液泡沫作为密度调控试剂的制备，并利用聚合氯化铝进行破乳后，对地下水中的重质非水相液体污染物进行密度调控。
技术介绍
重质非水相液体(DNAPL)是地下水污染的主要关注点，除了它们的毒性及低可生物降解性之外，它们较高的密度造成其向下迁移至地下更深层。而DNAPL向下迁移至非污染含水层区的风险是相关修复技术应用的主要限制。密度调控处理的目的就在于通过减少DNAPL相的密度或者增加其周围地下水的密度来提高DNAPL的浮力，从而联合其它修复技术使其达到容易处理的目的。密度调控通过对DNAPL污染场地的预处理，减小了DNAPL向下迁移至非污染含水层的风险，使得相关的场地处理技术得以发挥更高效的作用，例如，抽取-处理，表面活性剂冲洗等技术，从而使得整体场地修复成本较低，并且不会对场地造成很大的扰动，具有广阔的应用和发展前景。对DNAPL的密度调控技术，有水动力控制相关的技术，如垂直向上冲洗和高密度的盐溶液向上冲洗，垂直冲洗技术需要相对较大的动力支持，消耗能量大，并且密度调控效果不明显，高密度的盐溶液向上冲洗技术需要大量的高浓度的盐溶液，一方面使用不经济，并且在实际场地很难应用，另一方面，高浓度的盐溶液会改变原有场地的水文地质条件，对场地环境带来新的威胁。还有利用相关分配醇溶液冲洗技术进行对DNAPL的密度调控，该技术同样需要大量高浓度的醇溶液才能起到使DNAPL密度减小的作用，并且由于醇进行密度调控时依赖于在水相和NAPL相的平衡关系而使得密度调控可逆。然而利用胶质双液泡沫进行密度调控可以克服这些缺点。胶质双液泡沫进行密度调控的步骤为先将胶质双液泡沫注入到DNAPL污染的环境中，之后注入破乳剂对胶质双液泡沫进行破乳，使其释放出内部轻质有机质，该轻质有机质与DNAPL进行相溶而使DNAPL的密度降低，达到密度调控的目的。由于胶质双液泡沫具有外层水膜包覆内部非水溶性轻质有机质的结构，故其可在地下含水层中有效迁移，形成较大的修复区域，另一方面，胶质双液泡沫经过破乳后释放出的内部轻质有机质不溶于水，故其进行密度调控时不依赖于在水相和NAPL相的平衡关系，使得胶质双液泡沫对DNAPL的密度调控不可逆。同时，由于轻质有机质的低密度使其对DNAPL进行密度调控所需要的胶质双液泡沫的量较少，节约成本。胶质双液泡沫进行密度调控时需要经过破乳才能起作用，目前所用的破乳剂主要是高价阳离子破乳剂，包括氯化铝，硝酸铝等，且这些破乳剂需要在较高的浓度下才能发挥对胶质双液泡沫的破乳作用，破乳效率低，一方面造成经济成本的增加，另一方面会改变地下原有的水文地质条件，对地下环境带来新的危害。本专利技术提出利用聚合氯化铝作为破乳剂，一方面其对胶质双液泡沫具有良好的破乳效果，另一方面，其对胶质双液泡沫进行破乳时所需要的用量少，浓度低，节约经济成本，并且不会对原有场地的水文地质条件造成很大的影响。同时，本专利技术将三氯乙烯和硝基苯作为重质非水相液体污染物的代表，利用胶质双液泡沫分别对其进行密度调控，验证胶质双液泡沫的广泛应用范围和良好的密度调控效果。
技术实现思路
本专利技术针对在对DNAPL污染物进行密度调控过程中，密度调控可逆并且所需的密度调控试剂用量大的问题，提出一种新型的密度调控方法，即制备出一种内部包有非水溶性轻质有机质的胶质双液泡沫，然后利用聚合氯化铝作为破乳剂对其进行破乳使轻质有机质释放，该轻质有机质与DNAPL进行相溶而使DNAPL的密度降低，达到密度调控的目的。本专利技术包括以下步骤：步骤一：胶质双液泡沫的制备：将十二烷基硫酸钠溶液放于磁力搅拌器上搅拌一定时间使其充分起泡，之后将含有十二烷基醇聚氧乙烯-3-醚的正辛烷滴入起泡的十二烷基硫酸钠溶液中，控制滴定时间。步骤一中所述的胶质双液泡沫的制备步骤中，十二烷基硫酸钠溶液的浓度为3.5～6g/L，添加量为5～10mL，其搅拌30～50min充分起泡，控制搅拌速度为800～900rpm，十二烷基醇聚氧乙烯-3-醚与正辛烷的体积百分比为1％～1.5％，控制滴定的速度为0.5ml/min～0.8ml/min，控制滴定的时间为20～120min。步骤一中所述的胶质双液泡沫的制备步骤，其制备出的不同比例的胶质双液泡沫在光学显微镜下具有膜结构，并且具有剪切稀化的流变特性和良好的迁移特性。步骤二：胶质双液泡沫进行破乳：将聚合氯化铝加入到胶质双液泡沫中进行轻微震荡。步骤二中所述的胶质双液泡沫进行破乳的步骤中，聚合氯化铝的浓度为0.4g/L～0.9g/L，其与胶质双液泡沫进行完全破乳的最适体积比为1:4～1:2。步骤三：胶质双液泡沫对重质非水相液体进行密度调控：是将胶质双液泡沫加入到重质非水相液体存在的环境中，之后加入聚合氯化铝进行破乳完成密度调控。步骤三中所述的胶质双液泡沫对重质非水相液体进行密度调控的步骤中，胶质双液泡沫与重质非水相液体的比例与重质非水相液体自身的密度有关。例如，胶质双液泡沫与三氯乙烯的最适比例为9:5，与硝基苯的最适比例为1:1。步骤三中所述的胶质双液泡沫对重质非水相液体进行密度调控，其可用于联合修复重质非水相液体污染的地下水。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术成本低，操作简单安全易行，胶质双液泡沫化学性质稳定且反应条件温和，可以对多种重质非水相液体污染物进行密度调控，具有普适性。2、本专利技术的胶质双液泡沫具有剪切稀化的流变特性，粘度是影响剪切稀化流体在非均质介质中迁移的最主要因素，水文地质条件变化越复杂，粘度变化越大，在非均质地层的迁移修复具有更好的效果。3、本专利技术的胶质双液泡沫在中砂介质中具有良好的迁移效果，其应用在具体场地中时可以迁移较远距离，形成较大的修复面积，是地下水污染修复应用的良好条件。4、本专利技术的胶质双液泡沫密度调控效率高，对重质非水相液体的密度调控不可逆，且对重质非水相液体污染物进行密度调控时所需要的用量少。5、本专利技术的聚合氯化铝作为胶质双液泡沫的破乳剂，用量少，破乳效率高。6、本专利技术适合地下水的原位联合修复，应用广泛。附图说明图1为本专利技术实施例的胶质双液泡沫的显微镜观察图。图2为本专利技术实施例的胶质双液泡沫的流变特性图。图3为本专利技术实施例的聚合氯化铝的对胶质双液泡沫的破乳图片。图4为本专利技术实施例的胶质双液泡沫对三氯乙烯进行密度调控的图片。图5为本专利技术实施例的胶质双液泡沫对硝基苯进行密度调控的图片。图6为本专利技术实施例的不同浓度双液泡沫在中砂介质中的迁移效果图。具体实施方式实施例1：将10mL的5g/L的十二烷基硫酸钠溶液放于磁力搅拌器上搅拌30min，控制搅拌速度为800rpm，使其充分气泡，之后将含有体积分数1％的十二烷基醇聚氧乙烯-3-醚的正辛烷以0.5mL/min的速度滴入起泡的十二烷基硫酸钠溶液中，控制滴定时间为20min，制备成相体积比为2的胶质双液泡沫。实施例2：将10mL的5g/L的十二烷基硫酸钠溶液放于磁力搅拌器上搅拌30min，控制搅拌速度为800rpm，使其充分气泡，之后将含有体积分数1％的十二烷基醇聚氧乙烯-3-醚的正辛烷以0.5mL/min的速度滴入起泡的十二烷基硫酸钠溶液中，控制滴定时间为40min，制备成相体积比为4的胶质双液泡沫。实施例3：将10mL的5g/L的十本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对地下水中重质非水相液体污染物密度调控的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：胶质双液泡沫的制备：将十二烷基硫酸钠溶液放于磁力搅拌器上搅拌一定时间使其充分起泡，之后将含有十二烷基醇聚氧乙烯‑3‑醚的正辛烷滴入起泡的十二烷基硫酸钠溶液中，控制滴定时间；步骤二：胶质双液泡沫进行破乳：将聚合氯化铝加入到胶质双液泡沫中进行轻微震荡；步骤三：胶质双液泡沫对重质非水相液体进行密度调控：将胶质双液泡沫加入到重质非水相液体存在的环境中，之后加入聚合氯化铝进行破乳完成密度调控。

【技术特征摘要】
1.一种对地下水中重质非水相液体污染物密度调控的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：胶质双液泡沫的制备：将十二烷基硫酸钠溶液放于磁力搅拌器上搅拌一定时间使其充分起泡，之后将含有十二烷基醇聚氧乙烯-3-醚的正辛烷滴入起泡的十二烷基硫酸钠溶液中，控制滴定时间；步骤二：胶质双液泡沫进行破乳：将聚合氯化铝加入到胶质双液泡沫中进行轻微震荡；步骤三：胶质双液泡沫对重质非水相液体进行密度调控：将胶质双液泡沫加入到重质非水相液体存在的环境中，之后加入聚合氯化铝进行破乳完成密度调控。2.根据权利要求1所述的一种对地下水中重质非水相液体污染物密度调控的方法，其特征在于：步骤一中所述的胶质双液泡沫的制备步骤中，十二烷基硫酸钠溶液的浓度为3.5～6g/L，添加量为5～10mL，其搅拌30～50min...

【专利技术属性】
技术研发人员：董军，杨朝格，梁雪，鹿豪杰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22