一种可渗透反应墙墙体材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及地下水污染控制修复领域，具体地，涉及一种可渗透反应墙墙体材料及其制备方法。本发明专利技术提供的可渗透反应墙墙体材料，按重量百分比由以下组分组成：铁粉45~55%；沸石5~10%；活性炭40~45%；并且上述各组分之和为100%。本发明专利技术将铁粉、沸石和活性炭按特定比例进行共混，以提高材料对水污染物的综合处理效率，减少反应材料的用量，降低产品的生产和建设成本，加强市场竞争力度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下水污染控制修复领域，具体地，涉及。
技术介绍
可渗透反应墙技术是一种为达到一定环境污染治理目标而将特定活性反应介质材料安装在地面以下的污染处理系统，当受污染的地下水通过时，其中的污染物和反应介质发生物理、化学和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，将其中的污染物转化为环境可接受的形式。以垃圾填埋场为例，一旦填埋场的防渗膜破裂，泄漏的渗滤液将污染填埋场以外的土壤和水体。为预防或阻止渗滤液泄漏造成的污染，可在填埋场的地下水下游建造可渗透反应墙，使渗滤液通过墙体的同时去除其中的污染物。在可渗透反应墙墙体材料安装在地下之前，需要在室内进行试验，即根据当地实际的地下水中污染物种类和含量，利用大型柱装置，确定反应材料的种类、配比和墙体厚度。现有的可渗透反应墙处理技术主要针对污染物成分比较简单的工矿企业污水，针对污染物成分比较复杂的填埋场渗滤液的处理实例较少。这是因为填埋场渗滤液的水质相当复杂，一般含有高浓度有机物、重金属、悬浮物、氨氮等，而现有的可渗透反应墙墙体材料配方单一，可处理的污染物类型少，要大大增加墙体厚度才能保证对复杂污水的处理效率，应用于填埋场地下建设成本较高。虽然现在出现了一些复合配方的可渗透反应墙墙体材料，但是往往只能针对少数污染物(如氨氮或有机物)进行有效处理，对于成分复杂的水体依然难以达到较高的综合处 理效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术综合处理效率低的缺陷，提供一种成本低、综合处理效率高、单位体积可处理污水量大的可渗透反应墙墙体材料。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种上述可渗透反应墙墙体材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种可渗透反应墙墙体材料，按重量百分比由以下组分组成:铁粉45 55%，沸石5 10%，活性炭40 45%，并且上述各组分之和为100%。铁粉是指尺寸小于Imm的铁的颗粒集合体，主要用于处理污水中的有机物和重金属。沸石是指具有笼状晶体结构、含沸石水的铝硅酸盐矿物，主要用于处理污水中的重金属和氨氮。活性炭是指黑色粉末状或颗粒状的无定形碳，主要用于处理污水中的有机物和悬浮物。专利技术人发现上述三种组分在特定的配比下所形成的混合物，在作为可渗透反应墙墙体材料时，能够高效、同步地去除去污水中的有机物、重金属、悬浮物、氨氮等，大大减少了墙体的厚度。在一个实施方式中，所述铁粉为还原铁粉。还原铁粉由四氧化三铁在高热条件下在氢气流或一氧化碳气流中还原生成，主要成分为结构疏松的单质铁。还原铁粉能够更好地去除污水中的有机物。优选地，所述还原铁粉中Fe含量>98%，以进一步提高对重金属的处理效率。在一个实施方式中，所述沸石为斜发沸石。斜发沸石是沸石族中含水的钠、钾、钙的铝硅酸盐矿物，对氨氮的处理效果更好。优选地，所述斜发沸石中沸含量> 80%，铝硅含量>95%。沸石的化学成分变化大，化学组成为AmXpO2p ^nH2O,式中A代表K、Na、Ca、Sr、Ba等元素,X代表S1、Al等元素,Al: Si=1: 5"!:1。沸石中的碱金属容易被金属离子交换,沸含量即有效的沸石化学成分含量，表征沸石的离子交换能力。铝硅含量是指铝元素和硅元素的质量百分比之和。在该优选条件下，能够更有效地去除污水中的重金属。在一个实施方式中，所述活性炭的充填密度为45(T550g/L，粒径为16 24目。所述填充密度是指按照国家标准GB/T 12496.18-1990《木制活性炭检验方法充填密度》所测得的填充密度，而所述粒径范围已经考虑了现有的活性炭粒径测量方法的误差，可以采用常用的粒径测量方法如筛分法，具体方法可以参考《激光粒度分析和筛分法测粒径分布的比较》(李文凯等，2007.中国粉体技术，5: 10-13)。选用这样的活性炭，能够与另外两种组分形成致密的空间结构，进一步提升对悬浮物的去除效果。本专利技术还提供一种所述可渗透反应墙墙体材料的制备方法，包括以下步骤:S1.按照重量百分比称取各组分；S2.将各组分预混，在5(T70r/min的转速下混合5 8min，形成混合物料。所述预混可以采用人工混合，而随后的混合则可以采用IKA顶置式机械搅拌器。上述方法中的转速和混合时间会对产品的性能造成影响。在一个实施方式中，步骤S2中，所述转速为60r/min。在另一个实施方式中，步骤S2中，混合时间为5min。在上述条件下，所形成的混合物能够有最好的空间结构及混合比例，达到最佳的处理效果。与现有技术相比·，本专利技术将铁粉、沸石和活性炭按特定比例进行共混，以提高材料对水污染物的综合处理效率，减少反应材料的用量，降低产品的生产和建设成本，加强市场竞争力度。具体实施例方式以下实施例和对比例中的原料为具有以下特征的原料: 还原铁粉为灰黑色结构疏松的单质铁粉末，Fe ^ 98%，压缩性6.2g/cm3,流动性35s/50g，粒径约为60目，由溧阳市丰耀化工有限公司生产。斜发沸石为浅灰色多孔的碱金属铝硅酸盐颗粒，沸含量> 80%，铝硅含量>95%，比重2.5g/cm3，容重0.98g/cm3，粒径为扩16目，由巩义市夹津口海盛净水材料厂生产。活性炭为黑色的无定形椰壳碳粉末，强度> 95%，碘含量1000mg/g，充填密度45(T550g/L，粒径为16 24目，由广州市洁炭贸易有限公司生产。以下实施例和对比例中的百分比均为重量百分比。实施例1 按以下配比称取原料:还原铁粉45%，斜发沸石10%，活性炭45%。将称取的各组分预混，在50r/min的转速下混合8min,形成混合物料。实施例2 按以下配比称取原料:还原铁粉50%，斜发沸石10%，活性炭40%。将称取的各组分预混,在60r/min的转速下混合5min,形成混合物料。实施例3 按以下配比称取原料:还原铁粉55%，斜发沸石5%，活性炭40%。将称取的各组分预混，在70r/min的转速下混合3min,形成混合物料。对比例I 按以下配比称取原料:还原铁粉10%，斜发沸石10%，活性炭80%。制备工艺同实施例1。对比例2 按以下配比称·取原料:还原铁粉10%，斜发沸石45%，活性炭45%。制备工艺同实施例1。对比例3 按以下配比称取原料:还原铁粉10%，斜发沸石80%，活性炭10%。制备工艺同实施例1。对比例4 按以下配比称取原料:还原铁粉30%，斜发沸石10%，活性炭60%。制备工艺同实施例1。对比例5 按以下配比称取原料:还原铁粉30%，斜发沸石35%，活性炭35%。制备工艺同实施例1。对比例6 按以下配比称取原料:还原铁粉30%，斜发沸石60%，活性炭10%。制备工艺同实施例1。对比例7 按以下配比称取原料:还原铁粉50%，斜发沸石40%，活性炭10%。制备工艺同实施例1。性能及效果对比: 实施例广3和对比例f 7的性能对比见表I。在反应墙墙体截面直径10cm、厚度80cm的情况下，污染物的处理效率对比见表2至表11。处理效率的测试方法如下权利要求1.一种可渗透反应墙墙体材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成: 铁粉 45 55% ； 沸石 5 10% ； 活性炭40 45% ； 并且上述各组分之和为100%。2.根据权利要求1所述的可渗透反应墙墙体材料，其特征在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可渗透反应墙墙体材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：铁粉????45~55%；沸石?????5~10%；活性炭??40~45%；并且上述各组分之和为100%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李雁，李耀初，周劲风，吴鹏飞，周丹，严文菲，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：