專利名稱：一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法
技術領域：
本發明涉及一種修復受污染的地下水的方法。
背景技術：
近年來，由于持續的工農業污染，使大量的難降解的有毒有害污染物進入到水體中，造成了水質的惡化，嚴重影響了環境和社會的可持續發展，特別是進入地下水中的污染物，更是在數年甚至數百年的時間里也得不到有效的降解，為人類開發利用地下水埋下了深深的隱患。常規的地下水修復技術一般要將地下水抽到地表，再用地表水處理的常規方法進行處理。這種方法不僅耗費大量能量，占用大量場地，還需要很多配套的附屬水處理設施， 經濟技術效益差。最近幾年還出現了向地下水中加入強氧化劑進行原位修復的技術，但是因為強氧化劑在到達待修復地點前就有很大一部分和土壤及水中的無害還原性物質發生反應消耗掉，導致這種處理方法的效能很低。
發明內容
本發明是要解決現有地下水修復技術投資大、效能低的問題，提供一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法。本發明一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，按以下步驟進行一、先將過硫酸鹽或過硫酸鹽復合氧化劑加入水中，然后使用防腐泵泵入到地下待修復的水體中，使待修復的水體中的過硫酸鹽的質量濃度為0. 1 250mg/L，過硫酸鹽復合氧化劑的質量濃度為0. 1 250mg/L ；二、待過硫酸鹽或過硫酸鹽復合氧化劑與地下水混合 10 24h后，向地下待修復的水體中泵入高壓水蒸汽，待修復的水體中泵入的高壓水蒸汽質量濃度為0. 3 200g/L，1 2天后即完成受污染地下水的修復。本發明是將過硫酸鹽復合氧化劑溶液和高壓水蒸汽通過不同的管路輸送到地下的待修復地點，過硫酸鹽復合氧化劑在熱蒸汽的活化作用下產生氧化能力很強的活性中間產物，這些活性中間產物對地下水中的污染物有很強的氧化和礦化作用。過硫酸鹽是一種強氧化劑，但是在常溫常壓沒有活化劑的條件下其氧化能力很弱，本發明利用過硫酸鹽的這一特點，在過硫酸鹽到達待修復位置之前不對其進行活化，這樣過硫酸鹽就不會因為和土壤中還原性物質反應而消耗掉。在泵入過硫酸鹽的同時通過另一條管道向待修復水體中通入水蒸氣，在待修復位置使過硫酸鹽被水蒸氣活化，分解產生強氧化性的中間產物，這些中間產物與水中的污染物發生反應，起到修復受污染地下水的作用。本發明使用的過硫酸鹽為綠色氧化劑，其反應后產物為少量硫酸根，硫酸鹽的濃度小于250mg/L，達到生活飲用水標準的標準(GB 5749-2006中規定為250mg/L)，對人體無害。本發明的方法工程量小，技術投資小，不向水中引入新的有毒物質，易于實施，利用過硫酸鹽熱活化技術實現地下水中污染物的高效去除，污染物的去除率達85% 95%，對于受有機物及還原性無機物污染的地下水具有很好的修復效果。本發明可以去除的污染物為有機物或還原性的無機物。
圖1為具體實施方式
十四中二氯酚的去除率隨時間的變化曲線。
具體實施例方式本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，按以下步驟進行一、先將過硫酸鹽或過硫酸鹽復合氧化劑加入水中，然后使用防腐泵泵入到地下待修復的水體中，使待修復的水體中的過硫酸鹽的質量濃度為0.1 250mg/L，過硫酸鹽復合氧化劑的質量濃度為0. 1 250mg/L ；二、待過硫酸鹽或過硫酸鹽復合氧化劑與地下水混合10 24h后，向地下待修復的水體中泵入高壓水蒸汽，待修復的水體中泵入的高壓水蒸汽質量濃度為0. 3 200g/L，1 2天后即完成受污染地下水的修復。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽的質量濃度為10 200mg/L。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽的質量濃度為50 150mg/L。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽的質量濃度為100mg/L。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽復合氧化劑的質量濃度為10 200mg/L。其它與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽復合氧化劑的質量濃度為50 150mg/L。其它與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽復合氧化劑的質量濃度為100mg/L。其它與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是步驟一中所述的過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鋰、過氧硫酸氫鉀或過氧硫酸氫鈉。 其它與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至八之一不同的是步驟一中所述的過硫酸鹽復合氧化劑為過硫酸鹽和沸石的混合物或過硫酸鹽和粉末活性炭的混合物； 其中過硫酸鹽和沸石的混合物中過硫酸鹽和沸石的質量比為1 0.5 50，過硫酸鹽和粉末活性炭的混合物中過硫酸鹽和粉末活性炭的質量比為1 0.5 100。其它與具體實施方式
一至八之一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至九之一不同的是步驟二中待修復的水體中泵入的高壓水蒸汽質量濃度為10 180g/L。其它與具體實施方式
一至九之一相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
一至九之一不同的是步驟二中待修復的水體中泵入的高壓水蒸汽質量濃度為50 150g/L。其它與具體實施方式
一至九之一相同。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
一至九之一不同的是步驟二中待修復的水體中泵入的高壓水蒸汽質量濃度為100g/L。其它與具體實施方式
一至九之一相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
一至十二之一不同的是步驟二中的高壓水蒸氣由高壓蒸汽鍋爐產生，蒸汽壓力為0. 1 3MPa。其它與具體實施方式
一至十二之一相同。本實施方式中高壓蒸汽鍋爐可以直接使用市政管網給水；若待修復地點離市區較遠，也可以采用經軟化處理后的待修復地點地下水作為高壓蒸汽鍋爐的給水水源，地下水軟化措施包括離子交換和電滲析。
具體實施方式
十四本實施方式一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，按以下步驟進行一、向待修復含水層中打入兩種管道，管道A用于輸送過硫酸鹽，管道B用于輸送高壓水蒸汽，用于輸送過硫酸鹽的管道為PVC管材，用于輸送高壓水蒸氣的管道采用HDPE管材；二、先將過硫酸鈉溶于水中，形成過硫酸鈉溶液，然后向地下待修復的水體中通過管道A泵入過硫酸鈉溶液，使待修復的水體中的過硫酸鈉的質量濃度為50mg/L ；三、待過硫酸鈉與地下水混合24h后，通過管道B向地下待修復的水體中泵入高壓水蒸汽，高壓水蒸氣由高壓蒸汽鍋爐產生，蒸汽壓力為2MPa，待修復的水體中泵入的高壓水蒸汽質量濃度為10g/L，2天后即完成受污染地下水的修復。本實施方式待修復的地下水體中的污染物為二氯酚，二氯酚的質量濃度為0. 2mg/ L。采用本實施方式的方法對待修復的地下水體進行修復，二氯酚的去除率隨時間的變化曲線如圖1所示，從圖中可以看出隨著過硫酸鹽復合氧化劑和高壓水蒸汽與待修復水體接觸時間的延長，二氯酚的去除率逐漸提高，在12小時二氯酚的去除率達到90%。1 后二氯酚的濃度從開始的0. 2mg/L降為0. 02mg/L(GB 5749-2006生活飲用水衛生標準規定的標準限制為0. 0;3mg/L)，達到生活飲用水衛生標準。二氯酚降解的產物為氯離子、少量有機酸和二氧化碳，經處理后的地下水毒性大大降低，氯化物濃度(小于12ym0l/L)遠小于國家標準(GB 5749-2006 中規定為 250mg/L)。
權利要求
1.一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，按以下步驟進行一、先將過硫酸鹽或過硫酸鹽復合氧化劑加入水中，然后使用防腐泵泵入到地下待修復的水體中，使待修復的水體中的過硫酸鹽的質量濃度為0. 1 250mg/L，過硫酸鹽復合氧化劑的質量濃度為0. 1 250mg/L ；二、待過硫酸鹽或過硫酸鹽復合氧化劑與地下水混合10 24h后，向地下待修復的水體中泵入高壓水蒸汽，待修復的水體中泵入的高壓水蒸汽質量濃度為0. 3 200g/L， 1 2天后即完成受污染地下水的修復。
2.根據權利要求1所述的一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽的質量濃度為10 200mg/L。
3.根據權利要求1所述的一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽的質量濃度為50 150mg/L。
4.根據權利要求1或2所述的一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽復合氧化劑的質量濃度為10 200mg/Lo
5.根據權利要求1或2所述的一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于步驟一中待修復的水體中的過硫酸鹽復合氧化劑的質量濃度為50 150mg/Lo
6.根據權利要求4所述的一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于步驟一中所述的過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鋰、過氧硫酸氫鉀或過氧硫酸氫鈉。
7.根據權利要求6所述的一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于步驟一中所述的過硫酸鹽復合氧化劑為過硫酸鹽和沸石的混合物或過硫酸鹽和粉末活性炭的混合物；其中過硫酸鹽和沸石的混合物中過硫酸鹽和沸石的質量比為1 0.5 50，過硫酸鹽和粉末活性炭的混合物中過硫酸鹽和粉末活性炭的質量比為 1 0. 5 100。
8.根據權利要求7所述的一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于步驟二中待修復的水體中泵入的高壓水蒸汽質量濃度為10 180g/L。
9.根據權利要求7所述的一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于步驟二中待修復的水體中泵入的高壓水蒸汽質量濃度為50 150g/L。
10.根據權利要求8所述的一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，其特征在于步驟二中的高壓水蒸氣由高壓蒸汽鍋爐產生，蒸汽壓力為0. 1 3MPa。
全文摘要
一種基于過硫酸鹽熱活化技術原位修復受污染的地下水的方法，涉及一種修復受污染的地下水的方法。本發明是要解決現有地下水修復技術投資大、效能低的問題。方法一、先將過硫酸鹽或過硫酸鹽復合氧化劑加入水中，然后使用防腐泵泵入到地下待修復的水體中；二、待過硫酸鹽或過硫酸鹽復合氧化劑與地下水混合10～24h后，向地下待修復的水體中泵入高壓水蒸汽，1～2天后即完成受污染地下水的修復。本發明的方法工程量小，技術投資小，不向水中引入新的有毒物質，易于實施，污染物的去除率達85％～95％。應用于地下污水處理領域。
文檔編號C02F9/10GK102241454SQ20111013865
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月26日 優先權日2011年5月26日
發明者楊友強, 楊晶晶, 胡興霞, 趙竟博, 馬軍, 高國瀛 申請人:哈爾濱工業大學