[发明专利]一种用于地下水含氯含硝基芳烃污染修复的渗透式反应墙复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于地下水含氯含硝基芳烃污染修复的渗透式反应墙复合材料及其制备方法，属于地下水修复技术领域。本发明中的复合材料包括内核、填充层和外壳，内核材料为凹凸棒土，填充层包括：还原剂10.4～15.3％，释碳原料33.3～35.1％，塑性粘结原料21.7～26％，高渗透性原料9～10.8％，余量为粘合剂。外壳包括：高渗透性原料10.5～11.9％，塑性粘结原料66.7～70.9％，余量为粘合剂。本复合材料具有缓慢释放还原剂和碳源的效果，成本低廉，制备方法简便，环保无污染，可快速有效地去除含氯含硝基芳烃污染物，在地下水污染修复领域有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于地下水修复技术领域，更具体地说，涉及一种用于地下水含氯含硝基芳烃污染修复的渗透式反应墙复合材料及其制备方法。

背景技术

含氯含硝基芳烃是重要的有机原料，广泛应用于染料、医药、农药、橡胶助剂、工程塑料等领域。我国已成为含氯含硝基芳烃的主要生产国与供应国，产量占到全球生产量的60％，但含氯含硝基芳烃是一种持久性的有机污染物，毒性较大，且具有致畸性、强致癌性和致基因突变性，生物降解性差，严重威胁生态环境的安全。由于含氯含硝基芳烃在生产和存储过程中会有部分渗透到土壤和地下水中，再加上含该物质工业废水的肆意排放，因此其造成的环境污染问题日益突出。美国环保局于1976年公布的129种优先控制污染物中，含氯含硝基芳烃就占25种；在我国，1989年国家环保局提出的“水中优先控制污染物”名单中，有11种含氯芳烃类化合物，约占有毒有机物总数的19％，由此可见，含氯含硝基芳烃等典型有机污染物的环境行为、生态毒理及其污染现状受到世界各国重视，开展高效、经济的含氯含硝基芳烃有毒有机物污染的控制与修复技术研究尤为迫切。

近年来，可渗透性反应墙(PRB)技术已经逐渐成为一种较为成熟的且受人们青睐的地下水原位修复技术，利用可渗透性反应墙技术修复含氯硝基苯污染的地下水，其中最为关键的是对可渗透性反应墙复合材料的研发。公开日为2012年4月18日的中国专利201110313811.3公开了一种用于修复硝基苯污染地下水的渗透反应介质，是由零价铁和秸秆粉采用粘合剂胶结成颗粒状，零价铁粉和秸秆粉的含量分别为25％～35％和55％～65％，粘合剂含量占6％～11％。该发明选用零价铁粉和秸秆粉末作为渗透反应墙填充介质的原材料，两者胶合成颗粒状，能将化学反应及物理吸附合理地结合，对硝基苯的处理效果良好，修复周期短、无二次污染。但是该发明复合材料对于含有其他取代基团的硝基苯化合物并未见报道。而且秸秆作为渗透反应墙填充介质的原材料沤水后，水色容易变黄，其产生的色度问题对水质有一定的影响，同时，秸秆作为释碳原料也存在长效性的问题，有实验数据证明，在淹水条件下，秸秆中有机碳降解半衰期为0.88年。此外，单纯的零价铁粉通过化学反应并不能将含氯含硝基芳烃完全脱氯去除，因为催化加氢反应只有在双金属体系催化作用下才能够发挥作用，因此，该发明渗透反应介质用于地下水中含氯含硝基污染物去除的有效性和长效性不能保证。

发明内容

1.要解决的问题

由于现有地下水中含氯含硝基芳烃污染物去除存在的去除效果差、有效时间短的问题，本发明提供一种用于地下水中含氯含硝基芳烃污染修复的渗透式反应墙复合材料及其制备方法，制备操作简便，所制得材料的生物相容性好，环保无污染，可高效、快速持久地去除含氯含硝基芳烃目标污染物。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于地下水含氯含硝基芳烃污染修复的渗透式反应墙复合材料，包括内核、填充层和外壳，所述内核的组成材料为凹凸棒土；所述填充层由如下质量百分比的组分组成：还原剂10.4～15.3％，释碳原料33.3～35.1％，塑性粘结原料21.7～26％，高渗透性原料9～10.8％，余量为粘合剂；所述外壳由如下质量百分比的组分组成：高渗透性原料10.5～11.9％，塑性粘结原料66.7～70.9％，余量为粘合剂。

更进一步地，所述内核中的凹凸棒土的粒径为150～200目。