[发明专利]一种修复铬污染地下水的双层可渗透反应墙系统

说明书

技术领域

本发明属地下水环境污染防治领域，具体涉及一种修复铬污染地下水的双层可渗透反应墙系统。

背景技术

铬的毒性主要来自六价铬，其被列为是对人体危害最大的八种化学物质之一，是国际公认的三种致癌金属物之一，同时也是美国EPA公认的129种重点污染物之一。

受铬污染的地下水的修复通常采用抽出-地表化学处理法，但存在成本高、周期长、能耗大、易造成地面二次污染等缺点。近年来，零价铁PRB技术以其能耗低、不造成二次污染等优势迅速兴起，在这个过程中，要求有过量的还原剂的存在，因此实际使用过程中会存在还原剂被冲走、还原产物被稀释冲走、还原剂使用饱和等问题。

同时，受铬污染的地下水治理也可通过吸附、化学沉淀、离子交换、过滤、膜技术等方法治理，其中，吸附法能较好的适应水量水质变化，操作简单，价格低廉，且吸附剂易于再生，不易造成二次污染，因而应用前景广泛。

蛭石广泛存在于环境中，一般具有较大的比表面积，在通常的pH范围内，对水中的金属离子通常具有较好的吸附能力，通过其表面官能团的离子交换和络合等作用吸附去除水中的铬污染物，工程应用也比较广泛。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种修复铬污染地下水的双层可渗透反应墙系统，实现地下水中铬污染的经济、高效去除。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种修复铬污染地下水的双层可渗透反应墙系统，由还原反应墙与吸附反应墙构成，还原反应墙在前，吸附反应墙在后，还原反应墙与吸附反应墙之间的间距为2.5-5m，还原反应墙与吸附反应墙的底端均深入到不透水层至少0.60～0.8m,顶端均需高于地下水最高水位0.4～0.5m。

所述的还原反应墙的反应墙填料粒径1～2cm，填充介质为有零价铁粉、秸秆、改性蛭石和硅酸盐，四者重量百分比为2-5%：15-20%：8-12%：63-75%；零价铁粉、秸秆、改性蛭石和硅酸盐的混合物的pH值为8.05±0.25；改性蛭石成分重量百分比为：SiO₂37～42%、Al₂O₃9～14%、Fe₂O₃5～9%、MgO11～23%、TiO₂2～6%、K₂O3～6%、CaO5～33%；改性蛭石粒径范围为0.35～1.45mm；秸秆颗粒粒径范围为0.1～85mm；硅酸盐为硅酸盐水泥（标号325）。

所述的吸附反应墙的填充介质为生物质吸附材料和硅酸盐，二者重量百分比为20-35%：65-80%；生物质吸附材料为果壳、竹子或秸秆，生物质吸附材料颗粒粒径范围为10～50mm，硅酸盐为硅酸盐水泥(标号325)。

所述的还原反应墙填料制备方法，包括以下步骤：

1）将粒度为0.35～1.45mm的蛭石用弱酸弱碱溶液在75～95℃条件下进行2～4次离子交换、洗涤后，放置于烘箱中在60℃～80℃条件下干燥2.5～3.5小时，通入保护气氮气在管式炉200℃条件下焙烧2.5～3.5小时，其中蛭石与弱酸弱碱的混合比例为体积比1:10-20；得到物料1；

2)向物料1中加入零价铁粉、秸秆粉继续混合均匀，得到物料2；

3)将所得物料2在搅拌下喷洒清水和硅酸盐水泥，充分混匀，得到物料3；

4)将所得物料3用挤压造粒机制成1～2cm球状颗粒，得物料4；

5)将物料4徐养护24小时，使其硬化备用；

零价铁粉、秸秆、改性蛭石和硅酸盐，四者重量百分比为2-5%：15-20%：8-12%：63-75%。

所述的吸附反应墙填料的制备方法，包括以下步骤：将粒度为10～50mm的生物质吸附材料和硅酸盐水泥(标号325)在搅拌下喷洒清水，生物质吸附材料和硅酸盐重量百分比为20-35%：65-80%，充分混匀，随后挤压造粒制成1～2cm球状颗粒，再养护24小时，使其硬化备用。

所述的双层可渗透反应墙的宽度为污染物羽流宽度的1.3～1.5倍。

所述的双层可渗透反应墙的修复体系方法包括以下步骤：

1)在预定位置挖出两条沟渠，两沟渠之间留有间距；