[發明專利]一種用于地下水重金屬污染的PRB填料及制法和應用

在審

• 申請號: 201610910734.2
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN106587369A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 羅章;張潔瓊;馬志飛;向猛;張志新;王進國;李淑彥
• 申請（專利權）人: 北京德瑞科森環保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F1/28;C02F1/70;C02F103/06
• 代理公司: 北京東和長優知識產權代理事務所(普通合伙)11564
• 代理人: 周捷

技術領域

本發明屬于地下水重金屬污染修復技術領域，具體涉及一種用于處理地下水重金屬污染的PRB填料。

本發明還涉及上述PRB填料的制備方法。

本發明還涉及上述PRB填料修復多種重金屬污染的地下水中的應用。

背景技術

近年來，隨著礦山開采、金屬冶煉、金屬加工及化工生產廢水、化石燃料的燃燒、施用農藥化肥和生活垃圾等污染源，各種重金屬通過地標徑流、雨水下滲等形式進入地下水體。而地下水作為重要飲用水源，重金屬污染地下水將會直接對人類乃至動植物的生命健康造成危害，甚至死亡。因此，如何治理多種重金屬(Pb、Zn、Cu、Ni、Cd、As、Cr)復合污染地下水已成我國當前亟待解決的環境生態問題。

目前國內地下水污染治理的方法有物理控制、化學修復、電動修復、可滲透反應墻(Permeable Reactive Barrier,PRB)等技術。而PRB技術因具有處理效果好，無需外力作用，運行成本低，安裝方便，可同時處理多種污染物的特點，已成為國內外地下水原位修復技術研究的熱點。PRB內填料的選擇是該處理方法能否成功運行的重要問題，而多種填料混合使用是PRB修復效果良好與否的關鍵因素。中國專利申請號201410040392.4中公開了一種改性沸石承載零價鐵粉的滲透反應墻填料的制法，用來處理受重金屬和有機物等多種重金屬污染的地下水。但是在PRB修復技術上存在著如填料單一，針對單一重金屬污染物，吸附作用單一；填料功能不明確，不利于PRB修復機理的研究等不足之處。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于地下水重金屬污染的PRB填料。

本發明的又一目的在于提供上述PRB填料的制備方法。

為實現上述目的，本發明提供的PRB填料，以質量分數計，組成為20-30％沸石，20-30％納米鐵，5-10％石英砂，5-10％腐熟堆肥，其余為粉煤灰。較佳地組成是30％沸石，30％納米鐵，10％石英砂，10％腐熟堆肥，20％粉煤灰。

本發明提供的制備上述PRB填料的方法是：

1)石英砂水洗后烘干，過60-80目篩備用；

2)可溶性三價鐵鹽溶液中加入表面活性劑和絡合劑，滴加速度為3-7mL/s，反應溫度控制在15-40℃，加入硼氫化鈉配置的還原溶液，直至鐵鹽溶液完全反應，過濾淋洗，常溫下干燥，即得納米鐵粉末，過60-80目篩備用；

3)作物秸稈粉碎后用水澆濕、滲透，秸稈含水量在50-60％；加入秸稈總量15-20％的玉米粉和0.02-0.05％的菌種拌勻，撒在秸稈表面蓋嚴，控制腐熟溫度在60℃以下，數天攪拌一次，達到腐熟狀態即得到腐熟堆肥；

4)將煤渣自然風干，研磨至通過60-80目篩，得到粉煤灰；

5)將沸石過60-80目篩，烘干備用；

6)將步驟1、2、3、4、5制備的石英砂、納米鐵、腐熟堆肥、粉煤灰、沸石按照質量比混勻，即得PRB填料。

所述的制備方法，其中，石英砂水洗后于70度烘干。

所述的制備方法，其中，表面活性劑為十二烷基磺酸鈉可溶性淀粉；絡合劑為檸檬酸氯化銨乙二胺四乙酸二鈉鹽。

所述的制備方法，其中，作物秸稈粉碎為1-3cm長度。

所述的制備方法，其中，制備腐熟堆肥的菌種為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌或/和產元假絲酵母。

所述的制備方法，其中，煤渣為自燃煤鍋爐的煤渣。

本發明的PRB填料可以用于滲透反應墻中修復污染的地下水。

本發明的PRB填料對地下水中的多種重金屬(Pb、Zn、Cu、Ni、Cd、As、Cr等)復合污染去除率高，具有吸附效果好，成本低廉等特點，填料的成份多為常見廢棄物和易制取材料，降低了修復成本，并解決了多種重金屬復合污染修復難的問題。

附圖說明

圖1是本發明的PRB填料對As(Ш)和As(V)混合溶液的去除率與時間關系。

圖2是本發明的PRB填料對As(Ⅲ)、Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)混合溶液的去除率與時間關系。

具體實施方式

實施例1：PRB填料的制備：

1)將石英砂用純凈水沖洗干凈后于70度烘干后，過60目篩備用；