[發明專利]適用于氯代硝基苯類污染地下水的異位修復方法

有效

• 申請號: 201310419885.4
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103626277A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 朱杰;李青青;喻愷;王旌;李忠元;朱江;羅啟仕;楊潔;詹福祥
• 申請（專利權）人: 上海市環境科學研究院
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F1/72
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 肖愛華

技術領域

本發明屬于污染地下水修復治理技術領域，涉及一種適用于氯代硝基苯類污染地下水的異位修復方法。

背景技術

氯代硝基甲苯類化合物廣泛用于國防、印染、塑料、農藥和醫藥工業，全世界每年排入環境中的氯代硝基甲苯超過100t，對生態環境造成很大的危害，多種此類化合物被美國環保署列為優先控制污染物，嚴格控制水體中氯代硝基甲苯含量具有現實意義。氯代硝基甲苯類化合物苯環電子云密集，難以提供電子，通過氧化的方法去除氯代硝基苯類化合物比較困難。而且，氧化氯代硝基苯可能產生更多有毒有害物質，例如甲基吡啶酸。因此，通過還原的方法去除氯代硝基甲苯備受關注。

使用還原性的零價金屬去除水體中的污染物是最近幾年發展起來的一種新的污染物治理技術。還原鐵粉是最常用的還原金屬，其它的還有鋅、鋁、鎳、鈣、鎂等。由于還原鐵粉價廉易得而且對人體無害，以及工藝簡單、成本低等，極大地推動了零價金屬還原技術在處理水中污染物方面的應用。

由于氯代硝基苯類污染地下水中大都伴有石油烴類污染物，而零價鐵Fe⁰對總石油烴類化合物的降解能力有限，因此，直接用還原鐵粉處理氯代硝基苯類污染地下水效果有限。

芬頓試劑（亞鐵離子和雙氧水，其中雙氧水即過氧化氫是一種強氧化劑）已被廣泛應用于工業合成及水處理過程。在水體中分解時過氧化氫會產生多種自由基以及活性物質，能夠有效分解有機物（見式1）。

式1：??Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+·OH

利用芬頓試劑處理硝基苯類廢水已有報道，但如果廢水中含有氯代硝基苯類污染物，直接用芬頓試劑氧化處理就比較困難。

發明內容

本發明的目的在于：克服現有技術的不足，提供一種將零價鐵還原處理法和芬頓試劑氧化處理法結合使用的對氯代硝基苯類污染地下水的修復效果明顯，污染物去除率高的適用于氯代硝基苯類污染地下水的異位修復方法。

本發明的構思如下：（一）利用零價鐵（Fe⁰）還原氯代硝基苯生成二價鐵離子（Fe²⁺）和毒性較低、易于氧化去除的苯胺；（二）在酸性條件下，利用Fenton試劑氧化苯胺和石油烴類化合物；零價鐵和二價鐵離子都是過氧化氫的催化劑，二者均能激活過氧化氫產生強氧化性的·OH，從而快速降解有機物苯胺和總石油烴；（三）氧化后的反應溶液中添加Ca(OH)₂，調節pH值到弱堿性，在堿性環境下，三價鐵離子迅速與Ca(OH)₂發生離子交換生成黃色的Fe(OH)₃沉淀，然后通過過濾分離有效去除溶液中的鐵離子。

本發明采用的技術方案如下：

一種適用于氯代硝基苯類污染地下水的異位修復方法，按如下步驟順序進行：

（一）污水先過濾去除機械雜質；（二）加入還原鐵粉攪拌反應，加入量為COD含量的30-40%，反應時間3-5天，零價鐵還原氯代硝基苯生成二價鐵離子（Fe²⁺）和苯胺；（三）先添加FeSO₄·7H₂O，添加量為COD含量的30%，攪拌至混溶；再將質量濃度為30%的過氧化氫（H₂O₂）按COD含量的2-3倍的加量逐步添加至反應溶液中進行氧化反應（反應時間為1天左右），二價鐵離子被氧化成三價鐵離子；（四）氧化反應結束后，按污水溶液質量的0.1-0.2%的量加入Ca(OH)₂置換出三價鐵離子，并調節pH至6-9；（五）過濾分離去除沉淀物。

本發明的有益效果：

本發明利用零價鐵（Fe⁰）還原氯代硝基苯生成二價鐵離子（Fe²⁺）和毒性較低、易于氧化去除的苯胺。零價鐵和二價鐵離子都是過氧化氫的催化劑，二者均能激活過氧化氫產生強氧化性的·OH，從而快速降解有機物苯胺和總石油烴。

本發明將零價鐵還原處理法和芬頓試劑氧化處理法結合使用，對氯代硝基苯類污染地下水的修復效果明顯，污染物去除率高。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1

本發明一種適用于氯代硝基苯類污染地下水的異位修復方法小試試驗

一、實驗方法

1、實驗材料