[發明專利]用于環境修復的過硫酸鹽的復合活化方法

在審

• 申請號: 201711440744.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108160694A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 單暉峰;陳俊華;祝紅;張帥夫
• 申請（專利權）人: 北京宜為凱姆環境技術有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 喻穎

一種用于環境修復的過硫酸鹽的復合活化方法，包括：在含有機污染物的目標修復場地中采集土樣，測定所述土樣中過渡金屬含量及土壤的pH值；其中，如果測得過渡金屬可溶態濃度低于100mg/L，則需外加補充至100～600mg/L；在目標修復場地中、以交替注入或通過靜態混合器同時注入的方式注入過氧化氫和過硫酸鹽溶液，以及視情況添加的過氧化氫穩定劑和/或螯合過渡金屬的溶液，實現原位活化強氧化修復目標修復場地。本發明的穩定過氧化物及過渡金屬復合活化體系，及其三種應用情形及方法，將相對短期、強效與相對長期持續性活化技術合理結合，形成協同及互補效應，比現有技術中的單一活化技術在實踐當中的使用效果有明顯改進。

技術領域

本發明涉及環境保護技術領域，更具體地涉及一種用于環境修復的過硫酸鹽的復合活化方法。

背景技術

隨著《土壤污染防治行動計劃》的頒布，土壤污染防治大幕正式拉開。近年來，國內土壤污染事件頻發，呈現污染程度高、危害大、污染成分復雜、治理難度大的特點。國內土壤有機污染狀況非常嚴重，污染物種類繁多，單一場地中的污染物可能包括苯系物、氯代溶劑、多環芳烴、石油烴、農藥中的一種或多種，增加了土壤環境修復工作的難度，對于不同的修復技術提出了更高的要求。

化學氧化技術是有機污染土壤/地下水修復的主要處理手段之一，當前常用的土壤/地下水化學氧化技術包括芬頓技術、活化過硫酸鹽技術、臭氧技術和高錳酸鉀技術等。芬頓氧化技術應用時易釋放大量熱量和氣體，導致部分污染物被揮發，因而增加施工環境的安全風險，同時該技術持續有效時間短(數小時)、對通透性差的場地適用性很差。高錳酸鹽氧化技術雖然持續有效性較長(數月到半年以上)，但氧化能力相對較弱，適用的污染物較少，且其還原產物MnO₂沉淀，可能導致地下土層、含水層的水文地質條件改變，紫色的性質也是敏感考慮因素之一。臭氧氧化技術具有持續有效時間短的特點(一般為1-2天)，同時對場地的地質條件要求也較嚴苛，現場實施過程中的安全隱患相對較高。

基于活化過硫酸鹽的強氧化技術主要通過產生羥基、硫酸根自由基等強氧化自由基基團起到氧化作用，自由基氧化勢可達2.43-2.60V，可處理的污染物范圍很廣，在土壤中的持續有效時間可達1-3個月，正確使用不會明顯產生熱量和氣體，對粘土場地也有較好的適應性，是一種相對較優的土壤/地下水氧化修復技術。該技術的有效應用需要針對不同的場地條件選用合適的活化技術，常用活化技術包括利用天然存在的過渡金屬(如Fe²⁺)活化、螯合或非螯合的過渡金屬活化、雙氧水活化、零價鐵(ZVI)活化、熱活化、堿性pH活化等。

基于活化過硫酸鹽的強氧化技術已經相對成熟，且在世界范圍內得到廣泛應用，但是幾種常用的活化方式仍有可改進的空間。過渡金屬活化技術作用時間較短從而影響氧化的長期效果，且其激發的氧化劑氧化能力較弱，某些情況下并不能滿足場地的氧化需求。雙氧水活化技術持續作用時間短，需要定期補加來維持長期活化效果，同時，雙氧水的消耗量很大，需要額外投加大量的水，不利于現場實施。加熱活化技術不僅可以提高活化的速率，同時可以加速不同污染物間的反應速率；但是該活化技術的可操作性較低，對場地條件要求較高，且所需費用較高，在實際場地修復過程中應用較少。

堿活化技術應用范圍較廣，但在應用過程中仍存在以下不足：(1)如果項目場地溫度較低，反應就會受限，導致反應速率較慢，影響修復效果；(2)堿活化需要將pH穩定在最佳的堿性范圍才最有利于氧化進行，但一般項目都需要修復后pH回落至中性，避免土壤堿化，從而對實踐操作要求較高；(3)堿性pH會隨反應時間延長出現回落，需要補充加堿才能達到最佳的反應條件，否則就會降低氧化效率；(4)對主要吸附在土壤微空隙內的疏水性污染物，如多環芳烴、農藥、多氯聯苯等效果欠佳。

基于以上不同活化方式的缺陷，尋求更加高效、適用范圍更廣的活化方式顯得尤為重要。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的主要目的在于提出一種復合活化的環境修復方法，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。