有機污染物的能力，以菲為例，具體實施步驟如下:
(O兩種復(fù)合材料分別稱取2.0g于10ml磨口玻璃錐形瓶中，每種材料做三個平行組；
(2)將配置好的0.5mg/L菲溶液分別倒入每個玻璃錐形瓶中，體積為lOOmL，蓋上磨口塞，并用封口膜密封好；
(3)每隔5d取樣監(jiān)測水樣中菲的去除情況，并定期(間隔5d)更換菲溶液，即向玻璃錐形瓶中加入新配制的菲溶液。
[0025]實驗結(jié)果及分析:
由圖2可以看出，只加桃核生物炭和只加椰殼生物炭的復(fù)合材料與本發(fā)明所述兩種復(fù)合材料相比對菲的去除效果不顯著，而本發(fā)明所述兩種復(fù)合材料對菲的去除效果十分顯著，且去除率可達90%以上。這是因為多環(huán)芳烴易于在好氧條件下降解，前兩種材料并不能為微生物降解多環(huán)芳烴提供充足的氧源，而本發(fā)明所述兩種材料不僅可緩釋碳源，更重要的是可緩釋氧源，從而大大提高對多環(huán)芳烴的去除率。
[0026]實施例5
將實施例1、實施例2所造復(fù)合材料與粗砂按體積比1:1比例填充PRB柱實驗，具體實施步驟如下:
(1)如圖3所示PRB柱實驗裝置圖，包括為水樣接口4和放置復(fù)合材料和粗砂混合處5 ;內(nèi)徑4cm，高50cm，上為出水口，下為入水口，10cm間隔備有采樣口的玻璃柱裝置清洗干凈并烘干備用；
(2)將直徑1~3_粗砂用自來水淘洗并烘干備用；
(3)將經(jīng)過干燥及養(yǎng)護的復(fù)合材料與粗砂按體積比1:1在干凈的托盤里混合均勻；
(4)用50ml玻璃小燒杯將混勻的復(fù)合材料和粗砂緩慢倒入玻璃柱裝置中，一邊裝入混合材料一邊用橡膠錘將其在PRB玻璃柱裝置中夯實；
(5 )用蠕動栗通入純水進入裝置中，將復(fù)合材料及粗砂中夾雜的細小雜質(zhì)沖出，并且讓整個柱內(nèi)系統(tǒng)其保持充水連貫狀態(tài)；
(6)最后，將用超純水配好的菲溶液通過蠕動栗不斷通入玻璃柱裝置中，模擬地下水的流速為 71.38-129.86uL/min，停留時間為 34~41h，滲透系數(shù)為 29.27cm/d~35.29cm/d。每隔一段時間定期接水樣，用高效液相色譜測定進出口菲濃度的變化。
[0027]實驗結(jié)果及分析:
如圖4所示，本發(fā)明所述兩種復(fù)合材料對菲的去除效果顯著，運行期間菲的去除率可達85%以上，且去除效果長期有效，柱實驗運行到350d時，菲的去除率仍可達到90%以上并維持穩(wěn)定。這是因為柱實驗運行初始階段，菲的去除主要是復(fù)合材料本身的吸附性能起作用，隨著運行時間的增加，復(fù)合材料對菲的吸附逐漸達到飽和狀態(tài)，所以剛開始運行一段時間后，菲的去除率有所下降，但50d時，菲的去除率又逐漸上升并達到穩(wěn)定狀態(tài)，維持在90%以上，這是因為降解多換芳烴的微生物群落逐漸適應(yīng)環(huán)境，并形成生物膜系統(tǒng)，從而將多環(huán)芳經(jīng)高效、穩(wěn)定去除。
[0028]實施例6
(l)PRB柱實驗運行60d時，向初始菲溶液中加入14C-菲，初始放射性大小為5000dpm/ml左右，經(jīng)36h停留時間后，從各個PRB柱出口接100ml水樣，進行實驗結(jié)果測定。
[0029](2)首先，將各出口 100ml水樣經(jīng)SPE柱富集，方法如下:將填料為C1S的富集柱(200mg)先用2mL 二氯甲烷清洗柱床，抽空流出液，再依次通過5mL甲醇和5mL 在柱子被抽空前接上盛有100mL水樣瓶子，以5mL/min的抽速上樣，待水樣全部抽完后，用5mL蒸饋水清洗柱體，并維持真空lOmin，最后用10mL 二氯甲烷洗脫被分析組分，氮吹，用甲醇定容至 0.5mL0
[0030](3)最后將富集的各出口水樣樣品通過放射性HPLC檢測，驗證菲是否降解。
[0031]實驗結(jié)果及分析:
由圖5 (圖5 (a)、圖5 (b)和圖5 (c))可以看出，在11.lmin出的峰為14C-菲母體化合物，在4.9min出的峰為14ε-菲降解產(chǎn)生的物質(zhì)，由此可見，菲已經(jīng)被降解為其他物質(zhì)。這是因為在好氧的環(huán)境下，微生物通過雙加氧酶、單加氧酶過程將多環(huán)芳烴進行加氧開環(huán)降解。
[0032]實施例7
用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料的應(yīng)用方法，步驟為:
將所造PRB復(fù)合材料與粗砂按體積比3:7進行混勻，野外開挖，設(shè)置PRB埋深為3.0米，填埋厚度為1.5米，墻體寬度為1.2米。
[0033]實施例8
同實施例7，不同在于，將所造PRB復(fù)合材料與粗砂按體積比1:1進行混勻，野外開挖，設(shè)置PRB埋深為4.0米，填埋厚度為1.8米，墻體寬度為1.5米。
[0034]實施例9
同實施例7，不同在于，將所造PRB復(fù)合材料與粗砂按體積比4:6進行混勻，野外開挖，設(shè)置PRB埋深為6.0米，填埋厚度為2.0米，墻體寬度為2.0米。
【主權(quán)項】
1.一種用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料，包括內(nèi)核、填充層和外殼；所述內(nèi)核的組成材料為生物炭球狀顆粒物；填充層包括由如下質(zhì)量百分比的組分:釋氧劑15.09%~15.85%，釋碳原料30.19%~31.7%，塑性粘結(jié)原料凹凸棒土 15.09%~15.85%，高滲透性原料6.299^6.6%，余量為粘合劑；外殼包括由如下質(zhì)量百分比的組分:塑性粘結(jié)原料凹凸棒土和水泥53.57%~55.37%，高滲透性原料6.43%~6.64%，余量為粘合劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料，其特征在于，所述的釋氧劑為過氧化鈣，填充層內(nèi)釋碳原料為生物炭；高滲透性原料為硅藻土，所述粘合劑為海藻酸鈉。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料，其特征在于，所述的內(nèi)核的生物炭為椰殼生物炭或桃核生物炭。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料，其特征在于，所述的填充層內(nèi)釋碳原料生物炭為椰殼生物炭或桃核生物炭。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料的制備方法，其步驟為: (1)80-100目釋氧劑備用； (2)80-100目釋碳原料備用； (3)80-100目塑性粘結(jié)原料備用； (4)80-100目高滲透性原料備用； (5)將粘合劑海藻酸鈉和水配制粘合液，將海藻酸鈉粉末均勻、薄層撒入水中，并不斷快速攪拌，使海藻酸鈉完全均勻溶于水中成粘稠狀，配成粘合液備用； (6)將生物炭在糖衣機中滾動制成內(nèi)核，自然風(fēng)干； (7)將步驟6中制備的內(nèi)核浸泡在步驟5制備好的粘合液中10~20min后備用； (8)將備用的釋氧劑、釋碳原料、高滲透性原料和塑性粘結(jié)原料凹凸棒土按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料撒入造粒機中，并投入步驟7浸泡后的內(nèi)核，開啟造粒機滾動，不斷添加混合材料，并噴入粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核和填充層的結(jié)構(gòu)，粒徑大約為0.7-1.2cm ； (9)將步驟8制造的材料自然風(fēng)干，然后將其浸泡在步驟5制備好的粘合液中l(wèi)Omin，然后于造粒機中撒入由粉碎好的塑性粘結(jié)原料凹凸棒土和水泥、高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成的混合組分并將浸泡好的填充層材料放入其中一起滾動，造材料期間，不斷添加混合組分，噴入粘合劑，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，約為0.7-1.2mm ; (10)經(jīng)步驟9制備好的復(fù)合材料自然風(fēng)干后置于密封袋中養(yǎng)護，經(jīng)測試含核填充層的粒徑在1cm時顆粒強度達到53N/顆，復(fù)合材料顆粒強度約為60N/顆，且該復(fù)合材料的硬度能達到在水中浸泡3 ~ 4周不碎的程度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟8、9中造粒機以46r/min轉(zhuǎn)速滾動。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟5中，海藻酸鈉和水按質(zhì)量比1:80配制粘合液。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料，應(yīng)用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料的應(yīng)用方法，步驟為: (1)將所造PRB復(fù)合材料與粗砂按體積比3:7?4:6進行混勻； (2)野外開挖，設(shè)置PRB埋深為2.0?6.0米，填埋厚度為1.5?2.0米，墻體寬度為.1.2 ?2.0 米。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于地下水多環(huán)芳烴污染修復(fù)的滲透式反應(yīng)墻復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用方法，屬于地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。復(fù)合材料包括內(nèi)核、填充層和外殼，所述內(nèi)核的組成材料為生物炭球狀顆粒物，填充層包括：釋氧劑15.09%~15.85%，釋碳原料30.19%~31.7%，塑性粘結(jié)原料15.09%~15.85%，高滲透性原料6.29%~6.6%，余量為粘合劑；外殼包括：塑性粘結(jié)原料53.57%~55.37%，高滲透性原料6.43%~6.64%，余量為粘合劑。其制備操作簡便、成本低、重復(fù)性好且其具有緩慢釋放氧源、碳源的效果，環(huán)保無污染、繞流少，對地下水中有機污染物的去除具有重要的意義。
【IPC分類】C02F103/06, C02F3/10, C02F101/32
【公開號】CN105293683
【申請?zhí)枴緾N201510892239
【發(fā)明人】郭紅巖, 劉翠翠, 張慶泉, 季榮, 杜文超, 尹穎, 裴大平
【申請人】南京大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年12月7日