一种修复地下水铬污染的可渗透反应墙材料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于污染地下水修复领域，具体涉及一种修复地下水铬污染的可渗透反应 墙材料及制备方法。
【背景技术】
[0002] 由于过去人们环保意识薄弱，铬渣乱堆乱放现象非常普遍，以及铬盐生产工艺环 保措施不够，铬渣和铬盐中含有的大量水溶性六价铬及致癌物铬酸钙，在长期堆存过程中 经雨水刷洗，随雨水渗入地下，造成地下水污染，对当地居民的健康造成严重威胁。据不完 全统计，我国现有地下水铬污染区域100多处，分布在全国24个省，一些铬污染区域的地下 水污染非常严重，浓度高达数百mg/L，超过地下水质量标准（GB/T14848-93) 3类水质要求 的0. 05mg/L上万倍。因而治理地下水铬污染已成为当前需要解决的环境问题。
[0003] 近年来，可渗透反应墙（permeablereactivebarrier，PRB)作为一种原位地下 水污染修复技术，能够长期有效运作，不影响生态环境，且造价低廉、维护简单，成为国内 外研宄热点。该技术在北美和欧洲等发达国家有较多应用，根据美国超级基金项目统计， 2005-2008年有8个项目使用了该技术。目前国外通常以铁系材料作为反应介质，通过铁的 化学还原反应来处理地下水铬污染。然而零价铁等铁系材料价格成本较高，且反应一段时 间后，铁系材料表面易发生腐蚀，产生铁矿物沉淀（如FeO、Fe (OH) 2、Fe (OH) 3等）覆盖在材 料表面形成反应保护膜，随着沉淀的累积和微生物的作用，产生反应效率低、易板结堵塞等 问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种修复地下水铬污染的可渗透反应墙材料及制备方法， 解决现有铁系材料PRB处理地下水铬污染过程中存在的反应效率低、易板结堵塞等问题。
[0005] 一种修复地下水铬污染的可渗透反应墙，其材料主要由反应介质、石英砂、土壤混 合组成，其具体质量比例为1 : (0. 2~0. 4) : (0. 6~0. 8)。
[0006] 进一步的，上述反应介质，为颗粒状，包括还原介质、吸附介质、生物介质、水泥，其 具体质量比为 1 : (〇· 5 ~0· 7) : (0· 6 ~0· 8) : (0· 5 ~0· 7)。
[0007] 再进一步的，上述颗粒材料，平均粒径3. 5~5mm。
[0008] 再进一步的，上述还原介质包括亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、柠檬酸， 其具体质量比为I : (1. 5~1. 7) : (0. 3~0. 5) : (2. 5~3. 5);
[0009] 上述吸附介质包括活性炭、磷灰石、泥炭、娃藻土，其具体质量比为1 : (0. 4~ 0.6) :(0.4 ~0.6) :(0.8 ~1.2);
[0010] 上述生物介质包括腐殖酸、秸杆、锯末、稻草，其具体质量比为I : (1. 〇~1. 2): (0· 8 ~1. 0) : (0· 8 ~1. 0) 〇
[0011] 本发明提供的上述修复地下水铬污染的可渗透反应墙材料制备方法为：
[0012] 1)亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、柠檬酸为还原介质，按质量比为1 : (I. 5 ~I. 7) : (0· 3 ~0· 5) : (2· 5 ~3· 5)均匀混合；
[0013] 2)活性炭、磷灰石、泥炭、硅藻土为吸附介质，按质量比为I :(0.4~0.6) :(0.4~ 0. 6) : (0. 8~1. 2)均匀混合；
[0014] 3)腐殖酸、秸杆、锯末、稻草为生物介质，按质量比为均匀混合I : (I. 0~1. 2): (0· 8 ~1. 0) : (0· 8 ~1. 0);
[0015] 4)还原介质、吸附介质、生物介质、水泥按质量比为1 : (0. 5~0. 7) : (0. 6~0. 8): (0. 5~0. 7)均匀混合，喷洒水使成为膏状混合介质；
[0016] 5)将步骤4)得到的膏状混合介质养护28~30天；
[0017] 6)将步骤5)得到的膏状混合介质制成3. 5~5mm的颗粒；
[0018] 7)将步骤6)得到的颗粒介质与石英砂、土壤按质量比为1 : (0. 2~0. 4) : (0. 6~ 0. 8)均匀混合，得到目标材料。
[0019] 本发明的技术原理在于：
[0020] 在地下水铬污染区域构建连续型PRB，加入上述材料，当铬污染地下水流经可渗透 反应墙时，经过石英砂孔道过滤作用，六价铬被吸附在土壤、石英砂表面；同时颗粒介质缓 慢释放其中的混合组分，亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠还原六价铬：
[0021] 2Cr042>3NaHS03+7H +^ 2Cr 3++3Na++3S042>5H 20
[0022] 8CrO广+3Na2S203+34H +- 8Cr 3++6Na.+6S042>17H20
[0023] 2CrO广+Na2S204+8H +- 2Cr 3++2Na.+2SO广+4H20
[0024] 柠檬酸提供反应所需酸性环境，同时避免土壤中铁矿物形成FeO、Fe (OH) 3等铁矿 沉淀；活性炭、磷灰石、泥炭、硅藻土吸附并沉淀Cr3+，减少经PRB处理后水中的Cr 3+含量； 腐殖酸、秸杆、锯末、稻草在土壤微生物的分解作用下生成腐殖质等，提供微生物生存所需 的能源环境，进一步促进土壤中土著微生物对残余六价铬的吸附、沉淀，同时土著微生物对 Fe2+也具有降解作用，较少了 Fe 2+等带来的二次污染问题。
[0025] 本发明的优点在于：一种修复地下水铬污染的可渗透反应墙，其颗粒反应介质缓 慢释放，可长时间持续反应，提高了介质利用效率；多介质有效减少了沉淀的产生，避免了 PRB板结、堵塞问题；同时化学-微生物的共同作用，减少了二次污染。本发明使用的原材 料成本较低，无污染。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明实施例1、实施例2的静态处理效果图；
[0027] 图2为本发明实施例3、实施例4的PRB模拟处理效果图；
【具体实施方式】
[0028] 下面结合具体实施例进一步说明。
[0029] 实施例1
[0030] 1)亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、柠檬酸为还原介质，按质量比为1 : 1. 6 :0. 4 :3均匀混合；
[0031] 2)活性炭、磷灰石、泥炭、硅藻土为吸附介质，按质量比为I :0. 5 :0. 5 :1. 0均匀混 合；
[0032] 3)腐殖酸、秸杆、锯末、稻草为生物介质，按质量比为均匀混合I :1. I :0. 9 :0. 9 ;
[0033] 4)还原介质、吸附介质、生物介质、水泥按质量比为1 :0. 6 :0. 7 :0. 6均匀混合，喷 洒水使之成为膏状混合介质；
[0034] 5)将步骤4)得到的膏状混合介质养护28~30天；
[0035] 6)将步骤5)得到的膏状混合介质制成3. 5~5mm的颗粒介质；
[0036] 7)将步骤6)得到的颗粒介质与石英砂、土壤按质量比为1 :0. 3 :0. 7均匀混合，得 到可渗透反应墙材料。
[0037] 将5g上述PRB材料放于IL含200mg/L的六价铬溶液中静态浸泡；定时测定溶液 中Cr 6+含量；
[0038] 实施例2
[0039]