[发明专利]纳米零价铁强化过碳酸钠/Fe(II)体系去除含表面活性剂的地下水中氯代烃的方法

说明书

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种纳米零价铁(nZVI)强化过碳酸钠(SPC)/Fe(II)体系去除含表面活性剂的地下水中氯代烃的方法，包括以下步骤：(1)向反应瓶中先加入水，再分别加入预先配制的氯代烃和表面活性剂储备液，配制成所需处理的含表面活性剂的氯代烃污染溶液，再加FeSO₄·7H₂O、nZVI和SPC开始进行反应；(2)反应瓶置于磁力搅拌器上，控制转速、反应温度和反应时间，在既定时间点进行取样分析；(3)取出的样品立即加入装有正己烷的棕色萃取瓶中，室温下经涡旋振荡器震荡，充分萃取，静置后，取上层有机相进行气相色谱分析。本发明的方法对三氯乙烯的降解效果明显，降解率在80％以上。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体地说，是一种纳米零价铁强化过碳酸钠/Fe(II)体系去除含表面活性剂的地下水中氯代烃的方法。

背景技术

氯代烃是重要的有机溶剂，常见的氯代烃包括三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)和1,1,1-三氯乙烷(TCA)等，被广泛应用于机械、电子零部件及衣物等的清洗。由于大量的使用及在生产、运输、储存、使用过程中的不当处置，氯代烃已成为当前全球范围内土壤及地下水环境中最主要的污染物之一。其中，国内外的调查研究表明，TCE是地下水污染中检出率较高的氯代烃。

表面活性剂是目前受关注最多、应用最为广泛的一类化学淋洗剂。由于其本身的双亲结构，可通过在溶液中形成胶束来提高氯代烃在水相中的表观溶解度，从而降低氯代烃在低渗透土壤介质中的吸附，特别是表面活性剂可以将吸附在低渗透土壤介质中的氯代烃解吸下来，将氯代烃驱动到水相中，从而解决氯代烃在低渗透土壤介质中难以去除的问题。常用的表面活性剂主要为非离子型表面活性剂，包括吐温-80(Tween-80)、曲拉通X-100(TX-100)和十二烷基聚乙二醇醚(Brij-35)等。较其他类型相比，非离子表面活性剂水溶性好、稳定性高、不易受外界因素如强电解质和酸碱的影响，且易于被生物降解。但是表面活性剂增溶氯代烃时会形成胶束结构，这会影响高级氧化技术对氯代烃去除的效果。因此，对含有表面活性剂的地下水中氯代烃的去除也是一项亟待解决的难题。

目前，关于地下水中(含表面活性剂)氯代烃的去除常用的是原位高级氧化技术。原位高级氧化技术是将氧化剂直接注入地下，能够快速有效分解有机污染物，是目前最具潜力的地下水污染修复技术之一。

原位高级氧化技术常用的氧化剂包括过氧化氢(H₂O₂)、高锰酸钾(KMnO₄)、臭氧(O₃)和过硫酸盐(Na₂S₂O₈)等。其中H₂O₂稳定性较差，受pH影响较大，且高浓度H₂O₂操作上具有一定危险性，这些原因限制了H₂O₂在污染场地地下水修复中的应用。KMnO₄仅能氧化某些特定的有机污染物，且在反应过程中产生的二氧化锰(MnO₂)易分布在氯代烃与水相的界面，从而阻碍了氧化反应的继续进行，降低KMnO₄的处理效率。臭氧的水溶解度比较低，并且臭氧分子的稳定性比较差，需在修复场地实地制备，并对氧化剂迁移系统要求较高，限制了其在地下水修复中的广泛应用。过硫酸盐是一种高效、稳定的化学氧化剂，目前研究已经较为广泛，且有部分应用案例，但其对污染物的适用范围不及传统Fenton体系，不适用于某些难降解的有机污染物，且价格较高，处理过后的水体酸度过高。过碳酸盐(Na₂CO₃·1.5H₂O₂,SPC)是一种新兴的绿色氧化剂，其溶于水可以产生H₂O₂，因此被俗称为固体H₂O₂，具有易于储存和运输、操作简单安全、污染物去除范围广等优点，适用于地下水的修复。