申请日2016.09.20
公开(公告)日2017.01.04
IPC分类号C02F1/62
摘要
本发明涉及一种黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法，包括以下步骤：(1)将用于修复重金属污染的填料装入PRB装置中;(2)收集含重金属污染物的废水;(3)用蠕动泵按照一定的流速将废水注入PRB反应装置;(4)每隔一段时间在PRB反应装置出口处取样，对样品中的重金属离子进行分析测试。本发明利用天然黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料原位修复地下重金属污染水体的方法，使流经PRB的重金属污染水体与活性材料充分接触，从而达到稳定且有效地修复地下重金属污染水体的目的。
权利要求书
1.一种黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将用于修复重金属污染的填料装入PRB装置中;所述的填料为一定比例的天然黄铁矿、零价铁和砂子的混合物;
(2)收集含重金属污染物的废水;
(3)用蠕动泵按照一定的流速将废水注入PRB反应装置;
(4)每隔一段时间在PRB反应装置出口处取样，对样品中的重金属离子进行分析测试。
2.如权利要求1所述黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法，其特征在于：所述的零价铁粒径为80-250目的铁粉，并通过水洗酸洗漏出零价铁新鲜表面待用;所述的天然黄铁矿通过球磨机粉碎，粒径为80-250目，并通过水洗或酸洗漏出黄铁矿新鲜表面待用;所述的砂子采用超纯水洗干净后在70℃下烘干，并筛选粒径为20-80目。
3.如权利要求1所述黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法，其特征在于：调节含重金属离子废水的pH为2-9。
4.如权利要求3所述黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法，其特征在于：如果含重金属离子废水pH为2-9之间则不需要调节pH。
5.如权利要求1所述黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法，其特征在于：所述的蠕动泵流速为0.5mL/min-5ml/min。
6.如权利要求1所述黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法，其特征在于：所述的实验温度为4-40℃。
7.如权利要求1所述黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的PRB装置包括含金属离子溶液瓶，所述含金属离子溶液瓶通过管路连接有蠕动泵，所述蠕动泵通过管路连接有PRB装置，所述PRB装置通过管路连接有流出液瓶。
说明书
黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法
技术领域
本发明属于环境污染修复领域，尤其是涉及一种用黄铁矿与零价铁混合物作为PRB活性填料原位修复地下水中含Cr(Ⅵ)、Se(Ⅵ)、Se(Ⅳ)和U(Ⅵ)等重金属污染物的方法。
背景技术
随着工业化进程的加快和人类活动的迅速增加，采矿、化工、冶炼、造纸等行业造成了大量的重金属污染物的排放，使得各种重金属离子进入地下水体。研究证实，这些重金属离子能通过多种途径对人类以及动植物的健康和生命造成危害，甚至导致死亡。因此，有效去除地下水中毒性大、不易代谢的重金属污染物是迫切需要解决的环境问题之一。
地下水修复技术包括异位修复技术(主要是抽出处理技术)和原位修复技术。其中，可渗透性反应墙(PRB)技术是一种应用广泛且行之有效的地下污染水体原位修复技术，与传统的抽出处理技术相比，该技术具有修复效果优良，无需外加动力，运行费用低廉等优点，已逐渐取代抽出处理技术成为一种主要的地下水处理技术。一般来说，填料的活性是决定PRB技术修复能力的主要因素，常用于PRB技术的填料有活性炭、离子交换树脂、零价铁等。其中，零价铁因其还原能力强、原料廉价、来源广泛等优点，是处理不同环境地下水中Cr(VI)、As(V)、As(III)、Cd(II)、Pb(II)、U(Ⅵ)等重金属污染物最常用的PRB活性材料。但是，零价铁作为PRB活性填料仍然存在一系列问题，主要包括：(1)墙体中的零价铁在还原重金属离子过程中，生成的铁(氢)氧化物等腐蚀产物以及重金属还原产物容易覆盖零价铁表面的活性位点，导致其反应活性显著下降;(2)部分零价铁与水接触发生析氢腐蚀反应，生成的沉淀产物和氢气容易堵塞墙体材料的孔道，从而降低PRB的渗透性和稳定性。
天然黄铁矿是自然界中分布广泛且易产生酸性废水的硫化矿渣，因其具有还原性的Fe2+离子和负价多硫离子(S22-)，不仅能够还原Cr(VI)、U(VI)等重金属离子，也能进一步还原沉积在零价铁表面的铁(氢)氧化物等腐蚀产物。因此，我们提出将天然黄铁矿与零价铁混合作为PRB的活性填料用于修复地下水中的重金属离子，以改善PRB活性填料对污染物的去除效果，同时也可以减少气体生成，提高PRB的运行稳定性，延长PRB的使用寿命，从而实现“以废治废”的目的。然而到目前为止，本发明所采用得利用天然黄铁矿与零价铁混合物作为PRB活性填料修复地下含重金属废水的方法还没有文献报道和专利公开。
发明内容
本发明的目的在于克服目前常见的地下重金属污染水体修复成本高、无法长期有效处理等问题，提供了一种利用天然黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料原位修复地下重金属污染水体的方法，使流经PRB的重金属污染水体与活性材料充分接触，从而达到稳定且有效地修复地下重金属污染水体的目的。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法，包括以下步骤：
(1)将用于修复重金属污染的填料装入PRB装置中;所述的填料为一定比例的天然黄铁矿、零价铁和砂子的混合物;
(2)收集含重金属污染物的废水;
(3)用蠕动泵按照一定的流速将废水注入PRB反应装置;
(4)每隔一段时间在PRB反应装置出口处取样，对样品中的重金属离子进行分析测试。
所述的零价铁粒径为80-250目的铁粉，并通过水洗酸洗漏出零价铁新鲜表面待用;所述的天然黄铁矿通过球磨机粉碎，粒径为80-250目，并通过水洗或酸洗漏出黄铁矿新鲜表面待用;所述的砂子采用超纯水洗干净后在70℃下烘干，并筛选粒径为20-80目。
调节含重金属离子废水的pH为2-9。
如果含重金属离子废水pH为2-9之间则不需要调节pH。
所述的蠕动泵流速为0.5mL/min-5ml/min。
所述的实验温度为4-40℃。
所述步骤(1)中的PRB装置包括含金属离子溶液瓶，所述含金属离子溶液瓶通过管路连接有蠕动泵，所述蠕动泵通过管路连接有PRB装置，所述PRB装置通过管路连接有流出液瓶。
本发明黄铁矿与零价铁作为PRB活性填料修复污染废水的方法具有如下有益效果：
1、将天然黄铁矿与零价铁混合作为PRB填料可以提高对污染物的去除率;
2、可以减少气体生成，延长PRB的使用寿命;
3、天然黄铁矿是矿业废渣，廉价易得，成本较低。
4、反应所需要的装置简单，操作方便，能够连续处理废水，反应流程短，不需要外加试剂。