[發明專利]一種界面靶向活化過硫酸鹽降解有機污染物的方法

有效

• 申請號: 202011010868.1
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112062259B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 楊昱;姜永海;席北斗;徐祥健;韓旭;夏甫;生賀;尚長健;金博濤
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 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;吳強

一種界面靶向活化過硫酸鹽降解有機污染物的方法：將兩性表面微米零價鐵的懸浮液和過硫酸鹽通過原位注入到地下水含水層，去除地下水中的有機污染物；兩性表面微米零價鐵是通過下述方法得到：A)用水浸泡微米零價鐵后分離；B)將鈉鹽、表面活性劑和浸泡后的微米零價鐵混合球磨，通過鈉鹽的促進作用將表面活性劑修飾到零價鐵表面。本發明是在零價鐵表面分別形成親過硫酸鹽的親水端和親有機物的疏水端，形成兩性表面零價鐵，將本發明的兩性表面微米零價鐵通過原位注入到污染羽降解地下水中典型有機污染物，降解效率達到95％以上，材料在含水層中遷移能力相對于未改性零價鐵提升3倍。本發明具有經濟高效和綠色環保的優點。

技術領域

本發明屬于地下水修復材料制備及應用領域，具體地涉及一種界面靶向活化過硫酸鹽降解有機污染物的方法。

背景技術

石油化工行業的快速發展，導致地下水有機物污染嚴重，長期暴露于有機物污染水體會影響人體健康。因此，地下水有機物污染治理迫在眉睫。

地下水有機污染修復的主流技術為高級氧化技術。其中過硫酸鹽氧化技術具有安全高效的優勢受到廣泛關注。然而，該技術的全面應用于地下水原位修復還存在活化困難的問題。為了提升過硫酸鹽活化效率，研究人員提出將傳統的均相活化技術改為非均相活化技術，利用非均相活化劑的緩慢釋放效果耦合過硫酸鹽活化來修復地下水中的有機污染物。其中零價鐵被認為是最有潛力的一種活化劑。零價鐵根據粒徑大小主要分為納米零價鐵和微米零價鐵兩種，其中納米零價鐵的活化效果要遠遠優于微米零價鐵。但是納米零價鐵成本太貴，暫時不適用于實際場地修復，而微米零價鐵自身存在易鈍化和腐蝕速率慢的問題，導致活化過硫酸鹽降解污染物效率低。基于此，有人提出了添加活性炭，構建鐵碳原電池強化零價鐵活化過硫酸鹽降解污染物，并取得了較好的效果。在此基礎上，本發明人認識到要想進一步提升過硫酸鹽活化降解污染物的效率，就需要提升零價鐵靶向活化過硫酸鹽和過硫酸鹽靶向降解污染物的能力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種界面靶向活化過硫酸鹽降解有機污染物的方法

為實現上述目的，本發明提供的界面靶向活化過硫酸鹽降解有機污染物的方法是：

將兩性表面微米零價鐵的懸浮液和過硫酸鹽通過原位注入到地下水含水層，去除地下水中的有機污染物；

其中，兩性表面微米零價鐵是通過下述方法得到：

A)用水浸泡微米零價鐵，浸泡后分離；

B)將鈉鹽、表面活性劑和浸泡后的微米零價鐵按質量比0.1:1-10:1-100混合置于球磨機中球磨，通過鈉鹽的促進作用將表面活性劑修飾到零價鐵表面，得到兩性表面微米零價鐵。

所述的方法中，兩性表面微米零價鐵的懸浮液和過硫酸鹽注入到污染羽區域。

所述的方法中，兩性表面微米零價鐵的注入量為1-5g/L，過硫酸鹽的注入量為80-100mM。

所述的方法中，浸泡微米零價鐵的時間依據體系pH判斷，當溶液pH值上升0.5個單位則停止浸泡，形成表面弱腐蝕零價鐵。

所述的方法中，鈉鹽為氯化鈉、硫酸鈉和/或硝酸鈉；表面活性劑為陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑；零價鐵為微米級的廢鐵屑和/或鐵粉。

所述的方法中，球磨時間為1-5h，球磨轉速大于300轉/分鐘。

本發明的有益效果：

1)本發明提供的界面靶向活化過硫酸鹽降解有機污染物修復技術，通過改性零價鐵親水端吸附過硫酸鹽，疏水端吸附有機污染物，形成一個界面反應區域，提升零價鐵靶向活化過硫酸鹽和過硫酸鹽靶向氧化降解污染物的能力，同時零價鐵的遷移能力得到大幅提升，全面降低了該技術修復污染物的成本。