[發明專利]黃鐵礦與零價鐵作為PRB活性填料修復污染廢水的方法

有效

• 申請號: 201610832329.3
• 申請日: 2016-09-20
• 公開（公告）號: CN106277269B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 李益民;栗占鋒;董華平
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: C02F1/62
• 分類號: C02F1/62
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明涉及一種黃鐵礦與零價鐵作為PRB活性填料修復污染廢水的方法，包括以下步驟：（1）將用于修復重金屬污染的填料裝入PRB裝置中；（2）收集含重金屬污染物的廢水；（3）用蠕動泵按照一定的流速將廢水注入PRB反應裝置；（4）每隔一段時間在PRB反應裝置出口處取樣，對樣品中的重金屬離子進行分析測試。本發明利用天然黃鐵礦與零價鐵作為PRB活性填料原位修復地下重金屬污染水體的方法，使流經PRB的重金屬污染水體與活性材料充分接觸，從而達到穩定且有效地修復地下重金屬污染水體的目的。

技術領域

本發明屬于環境污染修復領域，尤其是涉及一種用黃鐵礦與零價鐵混合物作為PRB活性填料原位修復地下水中含Cr(Ⅵ)、Se(Ⅵ)、Se(Ⅳ)和U(Ⅵ)等重金屬污染物的方法。

背景技術

隨著工業化進程的加快和人類活動的迅速增加，采礦、化工、冶煉、造紙等行業造成了大量的重金屬污染物的排放，使得各種重金屬離子進入地下水體。研究證實，這些重金屬離子能通過多種途徑對人類以及動植物的健康和生命造成危害，甚至導致死亡。因此，有效去除地下水中毒性大、不易代謝的重金屬污染物是迫切需要解決的環境問題之一。

地下水修復技術包括異位修復技術（主要是抽出處理技術）和原位修復技術。其中，可滲透性反應墻（PRB）技術是一種應用廣泛且行之有效的地下污染水體原位修復技術，與傳統的抽出處理技術相比，該技術具有修復效果優良，無需外加動力，運行費用低廉等優點，已逐漸取代抽出處理技術成為一種主要的地下水處理技術。一般來說，填料的活性是決定PRB技術修復能力的主要因素，常用于PRB技術的填料有活性炭、離子交換樹脂、零價鐵等。其中，零價鐵因其還原能力強、原料廉價、來源廣泛等優點，是處理不同環境地下水中Cr(VI)、As(V)、As(III)、Cd(II)、Pb(II)、U(Ⅵ)等重金屬污染物最常用的PRB活性材料。但是，零價鐵作為PRB活性填料仍然存在一系列問題，主要包括：（1）墻體中的零價鐵在還原重金屬離子過程中，生成的鐵（氫）氧化物等腐蝕產物以及重金屬還原產物容易覆蓋零價鐵表面的活性位點，導致其反應活性顯著下降；（2）部分零價鐵與水接觸發生析氫腐蝕反應，生成的沉淀產物和氫氣容易堵塞墻體材料的孔道，從而降低PRB的滲透性和穩定性。

天然黃鐵礦是自然界中分布廣泛且易產生酸性廢水的硫化礦渣，因其具有還原性的Fe²⁺離子和負價多硫離子（S₂^2-），不僅能夠還原Cr(VI)、U(VI)等重金屬離子，也能進一步還原沉積在零價鐵表面的鐵（氫）氧化物等腐蝕產物。因此，我們提出將天然黃鐵礦與零價鐵混合作為PRB的活性填料用于修復地下水中的重金屬離子，以改善PRB活性填料對污染物的去除效果，同時也可以減少氣體生成，提高PRB的運行穩定性，延長PRB的使用壽命，從而實現“以廢治廢”的目的。然而到目前為止，本發明所采用得利用天然黃鐵礦與零價鐵混合物作為PRB活性填料修復地下含重金屬廢水的方法還沒有文獻報道和專利公開。

發明內容

本發明的目的在于克服目前常見的地下重金屬污染水體修復成本高、無法長期有效處理等問題，提供了一種利用天然黃鐵礦與零價鐵作為PRB活性填料原位修復地下重金屬污染水體的方法，使流經PRB的重金屬污染水體與活性材料充分接觸，從而達到穩定且有效地修復地下重金屬污染水體的目的。

為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種黃鐵礦與零價鐵作為PRB活性填料修復污染廢水的方法，包括以下步驟：

（1）將用于修復重金屬污染的填料裝入PRB裝置中；所述的填料為一定比例的天然黃鐵礦、零價鐵和砂子的混合物；

（2）收集含重金屬污染物的廢水；

（3）用蠕動泵按照一定的流速將廢水注入PRB反應裝置；

（4）每隔一段時間在PRB反應裝置出口處取樣，對樣品中的重金屬離子進行分析測試。