本发明涉及有机物污染治理技术领域，特别是涉及一种以电炉渣为原材料的有机物污染地下水修复药剂及方法。
背景技术：
2014年4月17日公布的全国土壤污染调查公报揭示六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标率分别为0.5％、1.9％、1.4％。化工生产以及农药的大量使用产生的污染物质通过不同途径进入土壤和地下水系统中。已经导致土壤和地下水存在卤代烃、氯代苯类、单环芳烃、有机氯农药、多环芳烃等各种易挥发和难挥发有机物的污染问题。
针对于地下水有机物污染修复，目前在实际中大量使用的主要有渗透反应墙技术、原位曝气技术、化学氧化技术、生物修复技术等。渗透反应墙技术主要是利用填充具有活性反应材料去除污水中污染物的方法，最常见的是零价铁以及纳米零价铁，一次性投资较高，且易被堵塞，工程措施及运行维护相对复杂。原位曝气技术是一种新兴的地下水可挥发性有机物的修复技术，将空气注入污染区域以下，将挥发性有机物解析到空气流并引至地面上处理。该技术成本可接受，但对不易挥发的有机物处理效果不佳，并且对土壤和地质结构的要求比较高。原位化学氧化技术是采用氧化剂包括高锰酸盐、修复试剂、臭氧和过硫酸盐等氧化处理有机物的方法，具有周期短、见效快、成本低和处理效果好等优点。生物修复技术就是利用土著微生物、外来微生物和基因工程菌来降解有机物，修复费用较低，但是修复收到电子受体的制约，因此如何持续输送溶解氧也是非常重要的。
由于化学氧化技术较高的性价比，在国内有机物场地修复中大量得到应用，对于易挥发和难挥发性有机物均具有较好的效果，但是硫酸亚铁也存在着反应后存在硫酸根等大量离子的存在，对水体存在一定的影响，单质铁或铁氧化物价格较高。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种以电炉渣为原材料的有机物污染地下水修复药剂及方法，为有机物污染地下水治理和电炉渣综合利用找到新的途径。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种有机物污染地下水修复方法，包括如下步骤：将修复试剂加入到有机物污染地下水中充分反应，所述修复试剂包括电炉渣和双氧水，所述修复试剂加入时，先加电炉渣，再加双氧水。
优选地，电炉渣和双氧水独立包装。
所述有机物污染地下水是指被有机物污染的地下水。所述有机物包括但不限于：六六六、滴滴涕、多环芳烃、苯、甲苯、2-氯甲苯、4-氯甲苯、氯仿等。例如，本发明实施例中，所述有机物污染地下水中含有苯、甲苯、2-氯甲苯、4-氯甲苯、氯仿。
优选地，所述电炉渣的细度＜0.8mm。
优选地，按重量百分比计，所述电炉渣中氧化铁的含量≥25wt％，单质铁的含量≥5wt％。所述氧化铁包括feo和fe2o3。
进一步优选地，按重量百分比计，所述电炉渣含有8～10wt％的二氧化硅(sio2)，2～10wt％的氧化镁(mgo)，35～45wt％的氧化钙(cao)，5～10wt％的单质铁(mfe)，25～30wt％的氧化铁(feo、fe2o3)。
优选地，所述电炉渣中重金属含量满足：锑、砷、铍、镉、铬、钴、铜、铅、汞、镍、锡、钒、锌的总量少于0.5mg/kg。
优选地，所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围是1：(3～15)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(3～10)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(3～5)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(5～15)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(5～10)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(10～15)。
优选地，将修复试剂加入到有机物污染地下水中的添加量为20～100g/l。具体是指，每1l有机物污染地下水中，加入20～100g的修复试剂。所述添加量可以是20～50g/l。所述添加量可以是20～33g/l。所述添加量可以是20～25g/l。所述添加量可以是25～100g/l。所述添加量可以是25～50g/l。所述添加量可以是25～33g/l。所述添加量可以是33～100g/l。所述添加量可以是33～50g/l。所述添加量可以是50～100g/l。
具体的，将电炉渣与双氧水加入到有机物污染地下水中的方式可以是注射加入。可先将电炉渣与水进行混合搅拌后，通过注射机器混合并注入地下水污染羽区域；注入完成后再将双氧水注射入地下水污染羽区域进行反应。
本领域技术人员可选取合适的手段以保证电炉渣和双氧水与有机物污染地下水充分混合反应。
本发明的第二方面，提供了一种用于有机物污染地下水修复的修复试剂，所述修复试剂包括电炉渣和双氧水。
优选地，所述电炉渣和双氧水独立包装。
优选地，所述电炉渣的细度＜0.8mm。
优选地，按重量百分比计，所述电炉渣中氧化铁的含量≥25wt％，单质铁的含量≥5wt％。所述氧化铁包括feo和fe2o3。
进一步优选地，按重量百分比计，所述电炉渣含有8～10wt％的二氧化硅(sio2)，2～10wt％的氧化镁(mgo)，35～45wt％的氧化钙(cao)，5～10wt％的单质铁(mfe)，25～30wt％的氧化铁(feo、fe2o3)。
优选地，所述电炉渣中重金属含量满足：锑、砷、铍、镉、铬、钴、铜、铅、汞、镍、锡、钒、锌的总量少于0.5mg/kg。
优选地，所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围是1：(3～15)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(3～10)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(3～5)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(5～15)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(5～10)。所述双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例范围可以是1：(10～15)。
本发明第二方面提供前述方法或修复试剂在有机物污染地下水修复领域的用途。
如上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用电炉渣来代替硫酸亚铁、氧化铁等物质，实现高效反应且无二次污染、成本低廉的效果。电炉渣是炼钢过程中排出的典型固体废物，主要利用途径是粉磨或粒化后作为水泥原料、筑路材料、地基回填材料以及一些砖制品、混凝土制品等。本发明将其在环境治理领域得以应用，更是一种变废为宝的最佳途径。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例
典型的电炉渣主要含有8～10wt％的二氧化硅(sio2)，2～10wt％的氧化镁(mgo)，35～45wt％的氧化钙(cao)，5～10wt％的单质铁(mfe)，25～30wt％的氧化铁(feo、fe2o3)，以及少量的p205、al2o3以及硫化物等。主要的存在形态有单质、碳酸盐、硅酸盐以及氧化物。电炉渣重金属含量满足：锑、砷、铍、镉、铬、钴、铜、铅、汞、镍、锡、钒、锌的总量少于0.5mg/kg。
本发明中，将电炉渣破碎筛分到一定细度后(＜0.8mm)与双氧水按一定重量比例组成修复试剂。一般地，所述修复试剂中，包括独立包装的电炉渣和双氧水。双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例不同，可形成不同的修复试剂。修复试剂添加量的单位是g/l，是指单位有机物污染地下水中添加的修复试剂的量。
电炉渣中的铁质以及其他物质的氧化物可以使双氧水催化分解产生羟基自由基，羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，能够使有机物结构发生碳链断裂，最终氧化成为co2和h2o，达到去除地下水中有机物的目的。
本实施例中的电炉渣的具体成分如下：8wt％的二氧化硅(sio2)，2wt％的氧化镁(mgo)，35wt％的氧化钙(cao)，6wt％的单质铁(mfe)，30wt％的氧化铁(feo、fe2o3)。电炉渣重金属含量满足：锑、砷、铍、镉、铬、钴、铜、铅、汞、镍、锡、钒、锌的总量少于0.5mg/kg。(宝钢厂内生产)。
使用时，将修复试剂按一定重量比例添加到有机物污染地下水中。具体的添加方法，包括步骤：先将电炉渣与水进行混合搅拌后，通过注射机器混合并注入地下水污染羽区域；注入完成后再将双氧水注射入地下水污染羽区域进行反应。修复试剂与有机物污染地下水充分混合反应(本实施例反应1天)后，对处理后的废水采用usepa8260c-2006气相色谱/质谱法(仪器为agilent7890a/5975c)进行检测。
表1修复试剂添加量对有机物去除的影响
(修复试剂中，双氧水与电炉渣中总铁元素之间的摩尔比例为1:5)
表2修复试剂配比对有机物去除的影响
(修复试剂添加量对有机物去除的影响，添加量20g/l)
由表1和表2所示数据，可知，本发明对于有机物污染地下水中有机物的去除率在97％以上，处理后的地下水可满足地下水质量标准(gb14848-93)。
本发明使用的电炉渣作为一种炼钢过程中常见工业废弃物，其中含有大量的氧化铁、单质铁以及其他的金属氧化物，与双氧化进行协同氧化有机物时不具有选择性，对挥发性和不易挥发性有机物均具有较理想的效果。使用电炉渣代替硫酸盐铁以及氧化铁、高锰酸钾等常用物质，具有较高的经济价值，能够大大降低处理成本，而且处理设备与普通氧化技术一样，具有广泛的适用性。使用的电炉渣粒径在≤0.8mm之间，与双氧化进行氧化有机物时常温常压下也可快速反应，而且与硫酸亚铁比较，具有反应温和、缓慢释放的特点，避免修复过程中剧烈的反应导致场地地面出现二次污染，以及人员出现安全事故的状况。本发明采用的电炉渣与双氧化协同氧化修复有机物地下水对有机物的浓度具有广泛的适用性，可处理浓度在0-600mg/l的污染废水，具有理想的去除效果。本发明采用常见的工业废弃物转炉渣作为治理药剂，属于废弃物的再生利用，具有良好的社会、经济、环境效益。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。