本發(fā)明涉及有機物污染治理技術領域，特別是涉及一種以電爐渣為原材料的有機物污染地下水修復藥劑及方法。

背景技術：

2014年4月17日公布的全國土壤污染調(diào)查公報揭示六六六、滴滴涕、多環(huán)芳烴3類有機污染物點位超標率分別為0.5％、1.9％、1.4％。化工生產(chǎn)以及農(nóng)藥的大量使用產(chǎn)生的污染物質(zhì)通過不同途徑進入土壤和地下水系統(tǒng)中。已經(jīng)導致土壤和地下水存在鹵代烴、氯代苯類、單環(huán)芳烴、有機氯農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等各種易揮發(fā)和難揮發(fā)有機物的污染問題。

針對于地下水有機物污染修復，目前在實際中大量使用的主要有滲透反應墻技術、原位曝氣技術、化學氧化技術、生物修復技術等。滲透反應墻技術主要是利用填充具有活性反應材料去除污水中污染物的方法，最常見的是零價鐵以及納米零價鐵，一次性投資較高，且易被堵塞，工程措施及運行維護相對復雜。原位曝氣技術是一種新興的地下水可揮發(fā)性有機物的修復技術，將空氣注入污染區(qū)域以下，將揮發(fā)性有機物解析到空氣流并引至地面上處理。該技術成本可接受，但對不易揮發(fā)的有機物處理效果不佳，并且對土壤和地質(zhì)結構的要求比較高。原位化學氧化技術是采用氧化劑包括高錳酸鹽、修復試劑、臭氧和過硫酸鹽等氧化處理有機物的方法，具有周期短、見效快、成本低和處理效果好等優(yōu)點。生物修復技術就是利用土著微生物、外來微生物和基因工程菌來降解有機物，修復費用較低，但是修復收到電子受體的制約，因此如何持續(xù)輸送溶解氧也是非常重要的。

由于化學氧化技術較高的性價比，在國內(nèi)有機物場地修復中大量得到應用，對于易揮發(fā)和難揮發(fā)性有機物均具有較好的效果，但是硫酸亞鐵也存在著反應后存在硫酸根等大量離子的存在，對水體存在一定的影響，單質(zhì)鐵或鐵氧化物價格較高。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種以電爐渣為原材料的有機物污染地下水修復藥劑及方法，為有機物污染地下水治理和電爐渣綜合利用找到新的途徑。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

本發(fā)明的第一方面，提供一種有機物污染地下水修復方法，包括如下步驟：將修復試劑加入到有機物污染地下水中充分反應，所述修復試劑包括電爐渣和雙氧水，所述修復試劑加入時，先加電爐渣，再加雙氧水。

優(yōu)選地，電爐渣和雙氧水獨立包裝。

所述有機物污染地下水是指被有機物污染的地下水。所述有機物包括但不限于：六六六、滴滴涕、多環(huán)芳烴、苯、甲苯、2-氯甲苯、4-氯甲苯、氯仿等。例如，本發(fā)明實施例中，所述有機物污染地下水中含有苯、甲苯、2-氯甲苯、4-氯甲苯、氯仿。

優(yōu)選地，所述電爐渣的細度＜0.8mm。

優(yōu)選地，按重量百分比計，所述電爐渣中氧化鐵的含量≥25wt％，單質(zhì)鐵的含量≥5wt％。所述氧化鐵包括feo和fe2o3。

進一步優(yōu)選地，按重量百分比計，所述電爐渣含有8～10wt％的二氧化硅(sio2)，2～10wt％的氧化鎂(mgo)，35～45wt％的氧化鈣(cao)，5～10wt％的單質(zhì)鐵(mfe)，25～30wt％的氧化鐵(feo、fe2o3)。

優(yōu)選地，所述電爐渣中重金屬含量滿足：銻、砷、鈹、鎘、鉻、鈷、銅、鉛、汞、鎳、錫、釩、鋅的總量少于0.5mg/kg。

優(yōu)選地，所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍是1：(3～15)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(3～10)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(3～5)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(5～15)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(5～10)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(10～15)。

優(yōu)選地，將修復試劑加入到有機物污染地下水中的添加量為20～100g/l。具體是指，每1l有機物污染地下水中，加入20～100g的修復試劑。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。

具體的，將電爐渣與雙氧水加入到有機物污染地下水中的方式可以是注射加入?？上葘㈦姞t渣與水進行混合攪拌后，通過注射機器混合并注入地下水污染羽區(qū)域；注入完成后再將雙氧水注射入地下水污染羽區(qū)域進行反應。

本領域技術人員可選取合適的手段以保證電爐渣和雙氧水與有機物污染地下水充分混合反應。

本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于有機物污染地下水修復的修復試劑，所述修復試劑包括電爐渣和雙氧水。

優(yōu)選地，所述電爐渣和雙氧水獨立包裝。

優(yōu)選地，所述電爐渣的細度＜0.8mm。

優(yōu)選地，按重量百分比計，所述電爐渣中氧化鐵的含量≥25wt％，單質(zhì)鐵的含量≥5wt％。所述氧化鐵包括feo和fe2o3。

進一步優(yōu)選地，按重量百分比計，所述電爐渣含有8～10wt％的二氧化硅(sio2)，2～10wt％的氧化鎂(mgo)，35～45wt％的氧化鈣(cao)，5～10wt％的單質(zhì)鐵(mfe)，25～30wt％的氧化鐵(feo、fe2o3)。

優(yōu)選地，所述電爐渣中重金屬含量滿足：銻、砷、鈹、鎘、鉻、鈷、銅、鉛、汞、鎳、錫、釩、鋅的總量少于0.5mg/kg。

優(yōu)選地，所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍是1：(3～15)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(3～10)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(3～5)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(5～15)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(5～10)。所述雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例范圍可以是1：(10～15)。

本發(fā)明第二方面提供前述方法或修復試劑在有機物污染地下水修復領域的用途。

如上所述，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明利用電爐渣來代替硫酸亞鐵、氧化鐵等物質(zhì)，實現(xiàn)高效反應且無二次污染、成本低廉的效果。電爐渣是煉鋼過程中排出的典型固體廢物，主要利用途徑是粉磨或?；笞鳛樗嘣稀⒅凡牧?、地基回填材料以及一些磚制品、混凝土制品等。本發(fā)明將其在環(huán)境治理領域得以應用，更是一種變廢為寶的最佳途徑。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

須知，下列實施例中未具體注明的工藝設備或裝置均采用本領域內(nèi)的常規(guī)設備或裝置。

此外應理解，本發(fā)明中提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另有說明；還應理解，本發(fā)明中提到的一個或多個設備/裝置之間的組合連接關系并不排斥在所述組合設備/裝置前后還可以存在其他設備/裝置或在這些明確提到的兩個設備/裝置之間還可以插入其他設備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術內(nèi)容的情況下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。

實施例

典型的電爐渣主要含有8～10wt％的二氧化硅(sio2)，2～10wt％的氧化鎂(mgo)，35～45wt％的氧化鈣(cao)，5～10wt％的單質(zhì)鐵(mfe)，25～30wt％的氧化鐵(feo、fe2o3)，以及少量的p205、al2o3以及硫化物等。主要的存在形態(tài)有單質(zhì)、碳酸鹽、硅酸鹽以及氧化物。電爐渣重金屬含量滿足：銻、砷、鈹、鎘、鉻、鈷、銅、鉛、汞、鎳、錫、釩、鋅的總量少于0.5mg/kg。

本發(fā)明中，將電爐渣破碎篩分到一定細度后(＜0.8mm)與雙氧水按一定重量比例組成修復試劑。一般地，所述修復試劑中，包括獨立包裝的電爐渣和雙氧水。雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例不同，可形成不同的修復試劑。修復試劑添加量的單位是g/l，是指單位有機物污染地下水中添加的修復試劑的量。

電爐渣中的鐵質(zhì)以及其他物質(zhì)的氧化物可以使雙氧水催化分解產(chǎn)生羥基自由基，羥基自由基具有很高的電負性或親電性，能夠使有機物結構發(fā)生碳鏈斷裂，最終氧化成為co2和h2o，達到去除地下水中有機物的目的。

本實施例中的電爐渣的具體成分如下：8wt％的二氧化硅(sio2)，2wt％的氧化鎂(mgo)，35wt％的氧化鈣(cao)，6wt％的單質(zhì)鐵(mfe)，30wt％的氧化鐵(feo、fe2o3)。電爐渣重金屬含量滿足：銻、砷、鈹、鎘、鉻、鈷、銅、鉛、汞、鎳、錫、釩、鋅的總量少于0.5mg/kg。(寶鋼廠內(nèi)生產(chǎn))。

使用時，將修復試劑按一定重量比例添加到有機物污染地下水中。具體的添加方法，包括步驟：先將電爐渣與水進行混合攪拌后，通過注射機器混合并注入地下水污染羽區(qū)域；注入完成后再將雙氧水注射入地下水污染羽區(qū)域進行反應。修復試劑與有機物污染地下水充分混合反應(本實施例反應1天)后，對處理后的廢水采用usepa8260c-2006氣相色譜/質(zhì)譜法(儀器為agilent7890a/5975c)進行檢測。

表1修復試劑添加量對有機物去除的影響

(修復試劑中，雙氧水與電爐渣中總鐵元素之間的摩爾比例為1:5)

表2修復試劑配比對有機物去除的影響

(修復試劑添加量對有機物去除的影響，添加量20g/l)

由表1和表2所示數(shù)據(jù)，可知，本發(fā)明對于有機物污染地下水中有機物的去除率在97％以上，處理后的地下水可滿足地下水質(zhì)量標準(gb14848-93)。

本發(fā)明使用的電爐渣作為一種煉鋼過程中常見工業(yè)廢棄物，其中含有大量的氧化鐵、單質(zhì)鐵以及其他的金屬氧化物，與雙氧化進行協(xié)同氧化有機物時不具有選擇性，對揮發(fā)性和不易揮發(fā)性有機物均具有較理想的效果。使用電爐渣代替硫酸鹽鐵以及氧化鐵、高錳酸鉀等常用物質(zhì)，具有較高的經(jīng)濟價值，能夠大大降低處理成本，而且處理設備與普通氧化技術一樣，具有廣泛的適用性。使用的電爐渣粒徑在≤0.8mm之間，與雙氧化進行氧化有機物時常溫常壓下也可快速反應，而且與硫酸亞鐵比較，具有反應溫和、緩慢釋放的特點，避免修復過程中劇烈的反應導致場地地面出現(xiàn)二次污染，以及人員出現(xiàn)安全事故的狀況。本發(fā)明采用的電爐渣與雙氧化協(xié)同氧化修復有機物地下水對有機物的濃度具有廣泛的適用性，可處理濃度在0-600mg/l的污染廢水，具有理想的去除效果。本發(fā)明采用常見的工業(yè)廢棄物轉爐渣作為治理藥劑，屬于廢棄物的再生利用，具有良好的社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益。

綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。