一种可渗透反应墙的填充材料、制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可渗透反应墙的填充材料、制备方法和应用，属于地下水环境污染防治技术领域，可渗透反应墙的填充材料，主要由以下重量份的原料制备而成:零价铁5

【技术实现步骤摘要】
一种可渗透反应墙的填充材料、制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及地下水环境污染防治
，具体而言，涉及一种可渗透反应墙的填充材料、制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着石油化工的不断发展，对石油的开采和炼制不断增加，在开采、储存和炼制中不可避免的会有石油泄漏，据估计，全世界每年约有1х109吨石油及其产品通过各种途径进入环境中，泄漏的石油及其产品通过渗透进入地下水，造成地下水的污染，而石油类物质具有“三致效应”，不仅对环境影响严重，还会对人类造成极大的危害，修复石油烃污染的地下水具有很大的意义，目前应用在修复石油烃污染地下水的技术主要分为原位修复和异位修复技术，原位修复技术因其操作简捷、成本低、对环境破坏小等优势受到广泛的研究与实践。
[0003]可渗透反应墙技术作为一种地下水原位修复技术，在修复石油类污染地下水中具有处理效果好、可长期处理等特点，该技术中比较重要的一环在于填充材料的选择，针对于石油类污染物，使用比较广泛的填充材料主要有3类，吸附型、氧化还原型和微生物降解型，吸附型的有活性炭、火山渣、草炭土、沸石等，氧化还原型使用较多的是零价铁及其双金属系统，微生物降解填充材料主要是一些释氧剂，为微生物提供氧；在实践实验研究中填充材料使用的较为单一，往往都是单一的填充材料，对单一的目标污染物处理效果尚可，但是处理石油类这种成分复杂的混合污染物时效果并不理想，多种填充材料的复配使用，利用填充材料间的协同作用，可以增加可渗透反应墙处理污染物的种类，从而提高复合型填料对石油类污染物的去除效果，因此不同填充材料间的互相搭配使用是提高地下水中石油类污染物处理效果的有效途径，关键在于搭配材料的选择及其相应的比例。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提一种可渗透反应墙的填充材料、制备方法和应用。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种可渗透反应墙的填充材料，主要由以下重量份的原料混合制备而成:零价铁5
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20份、活性炭30
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50份、电气石30
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50份、粘结剂10
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20份和造孔剂3
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10份。
[0008]第二方面，本专利技术还提供一种上述填充材料的制备方法，其包括：按比例将原料混合均匀，然后与水混合形成浆液，经造粒、煅烧，得到所述填充材料。
[0009]第三方面，本专利技术还提供一种上述填充材料作为可渗透反应墙的充填介质在原位治理石化场地污染地下水方面的应用。
[0010]本专利技术具有以下有益效果：
[0011]本专利技术提供一种可渗透反应墙的填充材料、制备方法和应用，可渗透反应墙的填充材料主要由以下重量份的原料制备而成:零价铁5
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20份、活性炭30
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50份、电气石30
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50份、粘结剂10
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20份和造孔剂3
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10份。该填充材料的主要成分为零价铁、活性炭和电气石，辅助成型材料包括粘合剂和造孔剂，零价铁与活性炭在地下水环境中可构成铁碳原电池，具有铁碳微电解作用，填充材料中电气石具有红外发射特性，发射的红外线可以使水分子发生振动，部分氢键断裂，从而使水分子团簇机构减小，渗透性增加，缓解反应墙的堵塞，延长填充材料的使用寿命，调高对石油类污染物的去除效果。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0013]图1为本专利技术实施例提供的可渗透反应墙的填充材料的外观照片；
[0014]图2为本专利技术实施例提供的可渗透反应墙的填充材料放大40倍的照片。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0016]本专利技术实施例提供一种可渗透反应墙的填充材料、制备方法和应用，该填充材料为固体球形多孔小颗粒，主要成分为零价铁、活性炭和电气石，辅助成型材料包括粘合剂和造孔剂，该填充材料的主要活性反应材料为零价铁和活性炭，零价铁与活性炭在地下水环境中可构成铁碳原电池，具有铁碳微电解作用。
[0017]反应生成的Fe
3+
具有较强的氧化性，可有效氧化长链石油烃，使其分解成小分子，有利于石油类污染物的去除，且反应后地下水pH会上升，OH
‑
会与Fe
3+
生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀具有絮凝作用，可增强填充材料的吸附能力，调高填充材料对石油类污染物的去除效果，此外，该填充材料还可负载微生物使用，pH的上升会增加地下水的可生化性；填充材料中电气石具有红外发射特性，发射的红外线可以使水分子发生振动，部分氢键断裂，从而使水分子团簇机构减小，渗透性增加，缓解反应墙的堵塞，延长填充材料的使用寿命，调高对石油类污染物的去除效果。
[0018]为达成上述使用效果，本专利技术采用的技术方案如下：
[0019]第一方面，本专利技术实施例提供一种可渗透反应墙的填充材料，主要由以下重量份的原料制备而成:零价铁5
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20份、活性炭30
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50份、电气石30
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50份、粘结剂10
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20份和造孔剂3
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10份，这些原料比例关系到成型后填料的原电池的可及性、生物活性、承压力和孔结构。当比例改变，填充材料对污染物的去除效果不佳。
[0020]本专利技术实施例提供了一种可渗透反应墙的填充材料，该填充材料主要成分为零价铁、活性炭和电气石，辅助成型材料包括粘合剂和造孔剂，主要活性反应材料零价铁与活性
炭可以在地下水环境中可构成铁碳原电池，具有铁碳微电解作用。
[0021]铁炭微电解的工作原理如下：
[0022]铁炭微电解是基于电化学中的原电池反应。当铁和炭浸入电解质溶液中时，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场。
[0023]铁炭原电池反应：
[0024]阳极：
[0025]阴极：
[0026]有氧环境，阴极反应如下：
[0027][0028][0029][0030]厌氧环境，阴极反应如下：
[0031][0032]阴极反应产生大量新生态的H和O，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机废水的色度，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可渗透反应墙的填充材料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成:零价铁5
‑
20份、活性炭30
‑
50份、电气石30
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50份、粘结剂10
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20份和造孔剂3
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10份。2.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成:零价铁10
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15份、活性炭35
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45份、电气石35
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45份、粘结剂10
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15份和造孔剂5
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8份。3.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述粘结剂包括膨润土、黏土中的至少一种。4.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述造孔剂包括碳酸氢铵、氯化铵、石蜡微球中的至少一种。5.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述填充材料为球形多孔颗粒；优选地，所述填充材料中粒径为2
‑
3mm的球形颗粒体积比大于90％，更优选为体积比大于95％；优选地，所述填充材料的孔隙率在5...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明波，吴江，何庆生，左世伟，杨玉敏，师新阁，丁宁，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：