[發明專利]一種構建凈化地下水多環芳香烴的滲透性反應柱的方法

在審

• 申請號: 202010121586.2
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111252907A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 朱超;張文婷;程乾;土育玲;楊旭
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F103/06;C02F101/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種構建凈化地下水多環芳香烴的滲透性反應柱的方法，將MgCl₂溶解后加入H₂O₂并劇烈攪拌，通過電沉積獲得納米MgO，將納米MgO加入到乙醇和水的混合溶液中，在納米MgO完全分散后快速加入正硅酸乙酯，室溫下攪拌混合后得到納米MgO分散液，然后滴加KBH₄和NaOH的混合溶液。滴加完畢后繼續反應，整個反應過程都在氮氣保護下進行，反應結束后用強力磁鐵分離出黑色的顆粒，清洗去除沒有磁性的物質，得到多孔碳包覆的納米氧化鎂材料，用制得的多孔碳包覆的納米氧化鎂材料構建滲透性反應柱處理含有甲苯和萘的地下水。本發明利用多孔碳包覆納米氧化鎂，提高了納米顆粒的穩定性，并減少了其對微生物菌群的負面影響，顯著提高了去除污染物的效率。

技術領域

本發明屬于地下水修復領域，具體涉及一種構建凈化地下水多環芳香烴的滲透性反應柱的方法。

背景技術

近年來，隨著原油消耗量的增加，由于石油生產，運輸和儲存過程中的泄漏，大大增加了地下水污染的風險。石油由水溶性和不溶性餾分組成。原油及其產品的水溶性成分極具危險性，因為它們很容易隨地下水的自然流動轉移并污染下游。在眾多碳氫化合物餾分中，多環芳烴(PAHs)和苯，甲苯，乙苯和二甲苯(BTEX)是劇毒且屬于致癌的化合物，全球許多地方都受到了污染。烴類污染物是由含水層介質中存在的固有微生物從地下水中自然修復的，但速率很慢。為了解決這個問題，采用了各種技術，包括物理，化學和生物方法。吸附是水凈化中的一種常用方法，可以通過物理作用將污染物從水中去除，但是不能原位應用，應以異位方式進行。在化學方法中，通過將化學試劑添加到含水層中來分解污染物。但是，這些化學藥品的負面環境影響限制了它們在地下水處理中的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種構建凈化地下水多環芳香烴的滲透性反應柱的方法，以克服現有技術存在的缺陷，本發明經濟安全，對生態友好，通過提供自然生長的微生物所需的營養和氧氣來進行生物刺激，從而實現更高的污染物去除率，對碳氫化合物污染地下水的修復具有重要意義。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種構建凈化地下水多環芳香烴的滲透性反應柱的方法，包括以下步驟：

1)將MgCl₂溶解在去離子水中，然后加入H₂O₂攪拌均勻形成溶液，最后在得到的溶液中進行電沉積過程，將沉積的納米顆粒從電極上物理去除，洗滌干燥后得到納米MgO；

2)將步驟1)制得的納米MgO加入到乙醇和水的混合溶液中，在納米MgO完全分散后快速加入正硅酸乙酯，室溫下攪拌使其充分混合后得到納米MgO分散液；

3)在氮氣保護下，向納米MgO分散液中滴加KBH₄和NaOH的混合溶液，滴加完畢后繼續反應，反應結束后用強力磁鐵分離出黑色的顆粒，并相繼用乙醇和水洗滌，清洗去除沒有磁性的物質，得到多孔碳包覆的納米氧化鎂材料；

4)用砂填充R1柱和R4柱以模擬地下水基質，用浮石填充一個R3柱作為微生物刺激和附著的滲透屏障，用步驟3)制得的多孔碳包覆的納米氧化鎂材料填充一個R2柱，所述R1柱底部的進口通過蠕動泵連接至進水，R1柱頂部的出口連接至R2柱底部的入口，R2柱頂部的出口連接至R3柱底部的入口，R3柱頂部的出口連接至R4柱底部的入口，R4柱頂部的出口連接至出水，形成凈化地下水多環芳香烴的滲透性反應柱。

進一步地，步驟1)中MgCl₂、去離子水和H₂O₂的比例為(8～12)g：(75～125)mL：(10～30)mL。

進一步地，步驟1)中電極為不銹鋼電極，其尺寸為2cm×2cm。

進一步地，步驟1)電沉積過程通入直流電壓為5～15V，電沉積時間為25～35min，干燥溫度為50～70℃。