[發(fā)明專利]一種基于生物活性復(fù)合材料的電動(dòng)-可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210049070.0
• 申請(qǐng)日: 2022-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114249508B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王水;劉翠翠;蔣林惠;柏立森;馮亞松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C02F3/00
• 分類號(hào): C02F3/00;C02F1/28;C02F101/16;C02F101/20;C02F103/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 仲凌霞;肖明芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于生物活性復(fù)合材料的電動(dòng)?可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)及其制備方法與應(yīng)用。所述電動(dòng)?可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)包括填充了生物活性復(fù)合材料和石英砂的電動(dòng)?可滲透反應(yīng)墻，所述電動(dòng)?可滲透反應(yīng)墻兩側(cè)分別設(shè)有正負(fù)電極，所述正負(fù)電極連接發(fā)電系統(tǒng)，所述電動(dòng)?可滲透反應(yīng)墻兩側(cè)設(shè)有石英砂層。本發(fā)明所提供的基于生物活性復(fù)合材料的電動(dòng)?可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)吸附交換能力強(qiáng)，能夠緩釋碳源，刺激微生物生長(zhǎng)，利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電，低碳綠色無(wú)污染，可加快低滲透性場(chǎng)地地下水流動(dòng)和污染物遷移，確保可滲透反應(yīng)墻有效適用，實(shí)現(xiàn)地下水中重金屬和無(wú)機(jī)鹽復(fù)合污染物的高效持久去除。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于生物活性復(fù)合材料的電動(dòng)-可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

可滲透反應(yīng)墻(PRB)技術(shù)是目前用于修復(fù)受污染地下水最有潛力的一種原位技術(shù)，它是一個(gè)被動(dòng)的填充有活性反應(yīng)介質(zhì)的原位處理區(qū)，當(dāng)?shù)叵滤械奈廴窘M分流經(jīng)該活性介質(zhì)時(shí)可被固定或降解，進(jìn)而達(dá)到去除的目的。可滲透反應(yīng)墻具有造價(jià)低廉、無(wú)需外加動(dòng)力、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效去除地下水中多種污染物。可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工相對(duì)復(fù)雜，需要綜合考慮多種因素，如污染物特征、水文地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)效益、現(xiàn)場(chǎng)施工的環(huán)境影響等。可滲透反應(yīng)墻的設(shè)計(jì)、安裝和實(shí)際應(yīng)用會(huì)受到地下水流速與流量、應(yīng)用深度和地質(zhì)環(huán)境的限制。對(duì)于粉土、黏土等滲透性低的場(chǎng)地，土壤孔隙率低，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，場(chǎng)地地下水流動(dòng)性差，流速慢，流向復(fù)雜，地下水中污染物遷移性較差，傳統(tǒng)的PRB技術(shù)難以有效發(fā)揮作用。可滲透反應(yīng)墻技術(shù)的關(guān)鍵是反應(yīng)墻中活性反應(yīng)介質(zhì)的選擇、研發(fā)。案例研究表明，有的可滲透反應(yīng)墻運(yùn)行過(guò)程中性能下降較快，存在材料失活問(wèn)題，致使可滲透反應(yīng)墻去除污染物的效率和使用壽命大大降低。Flury等人利用零價(jià)鐵PRB對(duì)鉻污染場(chǎng)地進(jìn)行修復(fù)，發(fā)現(xiàn)零價(jià)鐵鈍化致使PRB系統(tǒng)處理效果較差，大大降低了PRB的使用壽命。因此，本發(fā)明提供了一種基于生物活性復(fù)合材料的電動(dòng)-可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)，以有效解決上述技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種膨潤(rùn)土改性生物炭的制備方法。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生物活性復(fù)合材料。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供上生物活性復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于生物活性復(fù)合材料的電動(dòng)-可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供上述電動(dòng)-可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)的應(yīng)用。

為了解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種膨潤(rùn)土改性生物炭的制備方法，將膨潤(rùn)土與生物炭混勻靜置后于惰性氛圍下熱解，得到膨潤(rùn)土改性生物炭。

其中，所述膨潤(rùn)土的粒徑是100～200目，所述生物炭的粒徑是80～120目。

其中，所述膨潤(rùn)土和生物炭的質(zhì)量比為1:(5～20)。

其中，所述混勻?yàn)樵?00～800r/min的速度下攪拌40～60min混勻。

其中，所述靜置的時(shí)間為24～48h。

其中，所述熱解為于400～800℃熱解30～60min。

為了解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種生物活性復(fù)合材料，其包括含上述方法制備得到膨潤(rùn)土改性生物炭的內(nèi)層和外殼。

其中，所述內(nèi)層包括如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：膨潤(rùn)土改性生物炭20％～25％，零價(jià)鐵3％～10％，羥基磷灰石5％～15％，緩沖鹽2％～5％，塑性粘結(jié)原料10％～20％，高滲透性原料5％～15％，余量為粘合劑；其中，所述塑性粘結(jié)原料為凹凸棒土和/或水泥；所述高滲透性原料為硅藻土；所述粘合劑包括但不限于海藻酸鈉。