[发明专利]一种缓释纳米过氧化钙材料和制备及其去除地下水中氯代烃和/或苯系物的方法

说明书

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种缓释纳米过氧化钙材料和其制备及硫化亚铁强化活化该材料去除地下水中氯代烃及苯系物的方法。本发明以氯化钙、质量分数为30％的双氧水和氨水为原料，通过添加不同的分散剂，避免合成过程中出现不可逆的凝聚现象，然后加入聚乙二醇400(PEG400)、聚乙烯醇(PVA)、二乙二醇单乙醚(DEGMME)等不同大分子聚合物，使其在nCaO₂表面形成膜，并通过水和乙醇的洗涤、真空干燥等过程，得到多种大分子聚合物包埋的缓释纳米过氧化钙高级氧化材料。应用该氧化材料，实现污染物的高效、持久治理，降低污染场地地下水修复成本的目的。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种缓释纳米过氧化钙材料的制备及硫化亚铁强化活化该材料去除地下水中氯代烃及苯系物的方法。

背景技术

近年来，随着城市化进程的加速和产业结构的深化，为缓解土地资源短缺降低环境健康风险，许多城市开展了污染企业的搬迁和关停工作，在城市及周边地区出现了大量工业污染场地，严重影响了土地的再利用。污染土壤和地下水的治理已成为我国必须面临的环境、经济和社会问题，如何避免污染场地再利用对人体健康产生的危害以及相关的污染场地土壤和地下水控制和修复技术的开发已成为当前研究的热点。近年来，高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses,AOPs)因其在污染地下水和土壤原位、异位修复中的高效性越来越受到人们的重视。一方面，传统的污染地下水物理修复技术只是以异位置换来达到污染物的转移，而污染物的完全降解和消除通常需要辅以更高效、更直接的化学技术；另一方面，随着原位地下水修复技术应用案例的不断增加及与之相对应出现的新型高级氧化技术的成功运用，使得高级氧化技术逐渐成为原位、异位地下水修复过程中尤为关键、乃至起决定作用的一个重要环节。

目前，国内外污染场地地下水修复技术主要分为异位修复和原位修复两种处理方式。异位修复需要抽出地下水，费用较高，且易出现污染物拖尾现象，导致地下水修复不彻底。而原位修复可节约成本，操作简单，对环境破坏小。现有的原位修复技术主要包括原位热处理、微生物修复、植物修复、渗透性反应墙和原位化学氧化技术等。原位化学氧化是将氧化剂直接注入地下，能够快速有效地降解有机污染物，是目前最为广泛应用的地下水污染快速修复技术之一。

原位化学氧化技术常用的氧化剂主要有高锰酸钾(KMnO₄)、臭氧(O₃)、过氧化氢(H₂O₂)、过硫酸钠(Na₂S₂O₈)等。其中芬顿试剂因其能够氧化大多数有机物，具有无选择性、反应迅速、处理彻底、氧化剂价廉易得、操作简便、无二次污染等特点，成为较有前景的原位修复技术。但是由于高浓度H₂O₂的不稳定性、反应快速且产生大量的气体和热量，因此现场使用存在较大的安全隐患。传统的芬顿反应是指H₂O₂在亚铁离子(Fe²⁺)催化下产生羟基自由基(HO·)，HO·氧化性强，酸性条件下(pH＝3)HO·的标准氧化还原电位为2.7V，能与大多数有机污染物非选择性地反应。芬顿试剂虽然因其高氧化效率和无二次污染等优点被广泛应用，但pH>4时体系中的Fe²⁺和Fe³⁺易沉淀，因此降低了催化能力。而地下水pH常保持在中性，且缓冲能力较强，严重影响了芬顿试剂对污染物的去除效率。若人为地调节地下水pH至酸性，则可能会破坏地下介质环境的结构和生态系统，同时会降低地下环境中重金属的稳定性，引发重金属二次污染等问题的出现。