用于修復Pb/Cd污染的PRB填料及其制備方法和效果驗證方法技術

本發(fā)明專利技術公開了用于修復Pb/Cd污染的PRB填料及其制備方法和效果驗證方法，所述填料按照水流流向，以體積分數(shù)計，包括依次排列的10％石英砂，20％干燥秸稈或復合秸稈，20％粉煤灰基沸石，20％鐵錳結核，20％粉煤灰以及10％石英砂。本發(fā)明專利技術對地下水中的Pb/Cd復合污染去除率高，具有吸附效果好、成本低廉等特點，修復填料多為生產廢棄物和農業(yè)廢棄物，起到了廢物利用的作用，大大節(jié)省了成本，不僅解決了現(xiàn)有技術中存在的問題，而且具有很大的經濟效益。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于地下水重金屬污染修復
，具體涉及用于修復Pb/Cd污染的PRB(可滲透反應墻)填料及其制備方法和效果驗證方法。
技術介紹
隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展和人類活動的急劇增加，造紙、采礦、電子、化工等行業(yè)產生的含鉛(Pb)、鎘(Cd)等重金屬廢水的大量排放，不僅對地表水造成污染，而且對土壤和地下水資源的污染也越來越嚴重。而地下水作為重要的飲用水源，Pb/Cd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，甚至導致死亡。因此，如何治理重金屬Pb/Cd復合污染地下水已成為我國當前亟待解決的最為緊迫的環(huán)境生態(tài)問題。近年來，由于地下水原位修復技術相較于異位修復技術具有成本低、地表處理設施少、污染物的暴露少、對環(huán)擾動小等特點，已經成為一種應用廣泛的地下水污染修復技術。而可滲透反應墻技術作為原位修復技術的一種，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污染原位修復技術研究的熱點?？蓾B透反應墻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可滲透反應墻修復效果良好與否的關鍵因素。中國專利申請?zhí)?01510191672.X中公開了一種修復地下水鉻污染的可滲透反應墻材料及方法，該專利用秸稈作為吸附介質的一種來處理含鉻地下水；中國專利申請?zhí)?01110034794.X中公開了種微污染河流修復滲透反應墻填料，該專利用改性粉煤灰作為原料的一種而建立可滲透反應墻-潛流濕地聯(lián)合系統(tǒng)；中國專利申請?zhí)?00910009016.8中公開了一種用于修復地下水污染的可滲透反應墻介質材料，其中骨料有粉煤灰、沸石粉等混合燒制而成，用來處理受重金屬和有機物等多重污染的地下水。但是，在PRB修復技術上存在一些不足：(1)PRB系統(tǒng)內的填料較單一，針對單一污染物，吸附作用單一；(2)PRB系統(tǒng)內填料混合填裝，填料功能不明確，不利于PRB修復機理的研究。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種用于修復Pb/Cd污染的PRB填料及其制備方法和效果驗證方法，以克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本專利技術對地下水中的Pb/Cd復合污染去除率高，具有吸附效果好、成本低廉等特點，修復填料多為生產廢棄物和農業(yè)廢棄物，起到了廢物利用的作用，大大節(jié)省了成本，不僅解決了現(xiàn)有技術中存在的問題，而且具有很大的經濟效益。為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：用于修復Pb/Cd污染的PRB填料，按照水流流向，以體積分數(shù)計，包括依次排列的10％石英砂，20％干燥秸稈或復合秸稈，20％粉煤灰基沸石，20％鐵錳結核，20％粉煤灰以及10％石英砂。進一步地，復合秸稈包括以任意比例混合的干燥秸稈及腐殖化秸稈；其中，干燥秸稈的制備方法為：將秸稈進行去皮處理，得到的秸稈芯放入烘箱，在60℃的溫度下烘干，然后粉碎過60目篩即得到干燥秸稈；腐殖化秸稈的制備方法為：將干燥秸稈在室溫條件下泡入純凈水中，使干燥秸稈完全浸沒在純凈水中并做標記線，每2天均勻攪拌一次，并添加純凈水，保持水量在標記線上，2～5個月后取出，烘干研磨即得到腐殖化秸稈。進一步地，粉煤灰的制備方法為：將取自燃煤鍋爐的爐渣自然風干，然后研磨至通過60目篩即得到粉煤灰；粉煤灰基沸石的制備方法為：將粉煤灰和濃度為5mol/L的NaOH溶液加入反應釜中攪拌均勻，其中，每毫升NaOH溶液中加入1克粉煤灰，然后將反應釜放入120℃烘箱中加熱6h后取出，在室溫下冷卻后用去離子水反復沖洗抽濾反應釜中的混合液，直至濾液pH為8～9，將濾渣于60℃下烘干18h后研磨過60目篩即得到粉煤灰基沸石。進一步地，鐵錳結核的制備方法為：采集深度在0～30cm處的土壤表層樣品，挑出雜物，用水沖洗掉土壤中的泥土，然后將沖洗后的樣品風干，經研磨后過60目篩即得到鐵錳結核；所述的石英砂采用純凈水沖洗干凈后于60℃烘干并過60目篩。用于修復Pb/Cd污染的PRB填料的制備方法，包括以下步驟：步驟一：制備石英砂、干燥秸稈或復合秸稈、粉煤灰基沸石、鐵錳結核以及粉煤灰；步驟二：按照水流流向，以體積分數(shù)計，依次填裝10％石英砂，20％干燥秸稈或復合秸稈，20％粉煤灰基沸石，20％鐵錳結核，20％粉煤灰以及10％石英砂。進一步地，復合秸稈包括以任意比例混合的干燥秸稈及腐殖化秸稈；其中，干燥秸稈的制備方法為：將秸稈進行去皮處理，得到的秸稈芯放入烘箱，在60℃的溫度下烘干，然后粉碎過60目篩即得到干燥秸稈；腐殖化秸稈的制備方法為：將干燥秸稈在室溫條件下泡入純凈水中，使干燥秸稈完全浸沒在純凈水中并做標記線，每2天均勻攪拌一次，并添加純凈水，保持水量在標記線上，2～5個月后取出，烘干研磨即得到腐殖化秸稈。進一步地，粉煤灰的制備方法為：將取自燃煤鍋爐的爐渣自然風干，然后研磨至通過60目篩即得到粉煤灰；粉煤灰基沸石的制備方法為：將粉煤灰和濃度為5mol/L的NaOH溶液加入反應釜中攪拌均勻，其中，每毫升NaOH溶液中加入1克粉煤灰，然后將反應釜放入120℃烘箱中加熱6h后取出，在室溫下冷卻后用去離子水反復沖洗抽濾反應釜中的混合液，直至濾液pH為8～9，將濾渣于60℃下烘干18h后研磨過60目篩即得到粉煤灰基沸石；鐵錳結核的制備方法為：采集深度在0～30cm處的土壤表層樣品，挑出雜物，用水沖洗掉土壤中的泥土，然后將沖洗后的樣品風干，經研磨后過60目篩即得到鐵錳結核；所述的石英砂采用純凈水沖洗干凈后于60℃烘干并過60目篩。用于修復Pb/Cd污染的PRB填料的效果驗證方法，包括以下步驟：步驟一：配制用于模擬Pb/Cd污染的溶液；步驟二：按照溶液流向，以體積分數(shù)計，依次將10％石英砂，20％干燥秸稈或復合秸稈，20％粉煤灰基沸石，20％鐵錳結核，20％粉煤灰以及10％石英砂填裝入PRB反應裝置中；步驟三：用蠕動泵按照4mL/min～10mL/min的流速將配置好的溶液注入PRB反應裝置，12h后在PRB反應裝置出水口處取樣，對樣品進行測試得到實驗結果。進一步地，步驟一溶液中Pb的濃度為5～10mg/L，且質量比Pb：Cd＝(5～20):1，溶液的pH為5～8。進一步地，步驟三的實驗溫度為15℃～30℃。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術具有以下有益的技術效果：本專利技術將鐵錳結核的氧化還原作用，干燥秸稈和腐殖化秸稈的有機絡合作用，粉煤灰和粉煤灰基沸石的無機吸附作用相結合，實現(xiàn)Pb/本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
用于修復Pb/Cd污染的PRB填料，其特征在于，按照水流流向，以體積分數(shù)計，包括依次排列的10％石英砂，20％干燥秸稈或復合秸稈，20％粉煤灰基沸石，20％鐵錳結核，20％粉煤灰以及10％石英砂。

【技術特征摘要】
1.用于修復Pb/Cd污染的PRB填料，其特征在于，按照水流流向，以
體積分數(shù)計，包括依次排列的10％石英砂，20％干燥秸稈或復合秸稈，20％
粉煤灰基沸石，20％鐵錳結核，20％粉煤灰以及10％石英砂。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于修復Pb/Cd污染的PRB填料，其特征在
于，復合秸稈包括以任意比例混合的干燥秸稈及腐殖化秸稈；
其中，干燥秸稈的制備方法為：將秸稈進行去皮處理，得到的秸稈芯放
入烘箱，在60℃的溫度下烘干，然后粉碎過60目篩即得到干燥秸稈；
腐殖化秸稈的制備方法為：將干燥秸稈在室溫條件下泡入純凈水中，使
干燥秸稈完全浸沒在純凈水中并做標記線，每2天均勻攪拌一次，并添加純
凈水，保持水量在標記線上，2～5個月后取出，烘干研磨即得到腐殖化秸稈。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于修復Pb/Cd污染的PRB填料，其特征在
于，鐵錳結核的制備方法為：采集深度在0～30cm處的土壤表層樣品，挑出
雜物，用水沖洗掉土壤中的泥土，然后將沖洗后的樣品風干，經研磨后過60
目篩即得到鐵錳結核；
所述的石英砂采用純凈水沖洗干凈后于60℃烘干并過60目篩。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于修復Pb/Cd污染的PRB填料，其特征在
于，粉煤灰的制備方法為：將取自燃煤鍋爐的爐渣自然風干，然后研磨至通
過60目篩即得到粉煤灰；
粉煤灰基沸石的制備方法為：將粉煤灰和濃度為5mol/L的NaOH溶液
加入反應釜中攪拌均勻，其中，每毫升NaOH溶液中加入1克粉煤灰，然后
將反應釜放入120℃烘箱中加熱6h后取出，在室溫下冷卻后用去離子水反復
沖洗抽濾反應釜中的混合液，直至濾液pH為8～9，將濾渣于60℃下烘干18h
后研磨過60目篩即得到粉煤灰基沸石。
5.用于修復Pb/Cd污染的PRB填料的制備方法，其特征在于，包括以
下步驟：
步驟一：制備石英砂、干燥秸稈或復合秸稈、粉煤灰基沸石、鐵錳結核
以及粉煤灰；
步驟二：按照水流流向，以體積分數(shù)計，依次填裝10％石英砂，20％干
燥秸稈或復合秸稈，20％粉煤灰基沸石，20％鐵錳結核，20％粉煤灰以及10％
石英砂。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于修復Pb/Cd污染的PRB填料的制備方法，
其特征在于，復合秸稈包括以任意比例混合的干燥秸稈...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：范春輝，高雅琳，
申請(專利權)人：陜西科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61