地下水中重金屬和石油烴復合污染原位修復方法技術

本發明專利技術提供了一種地下水中重金屬和石油烴復合污染原位修復方法。該方法包括：使用釋氧材料對地下水進行處理，除去地下水中的重金屬離子；其中，所述釋氧材料為添加了含油污泥熱解殘渣的釋氧材料，所述含油污熱解殘渣是由含油污泥經熱解制得的；使用天然河沙對地下水進行緩沖處理，和/或，向地下水中加入Ca

【技術實現步驟摘要】
地下水中重金屬和石油烴復合污染原位修復方法
本專利技術涉及一種地下水中重金屬和石油烴復合污染原位修復方法，屬于地下水原位修復領域。
技術介紹
地下水是人類社會重要的供水水源，也是維持生態安全的重要組成部分。調查顯示，工礦業等人為活動是造成土壤和地下水污染的主要原因之一，主要污染物為重金屬，如鋅、汞、鉛、鉻、砷等，以及石油烴類(包括苯系物和多環芳烴)。現有技術中，地下水中重金屬污染原位修復主要采用滲透反應格柵(PRB)技術，利用沉淀、氧化還原和吸附等原理，改變重金屬的地下水環境中的賦存狀態。常用的PRB填充介質主要有活性炭、粒狀鐵(GillhamRW,O'HannesinSF.Enhanceddegradationofhalogenatedaliphaticsbyzero-valentiron[J].GroundWater,1994,32(6):958-967)、OH-緩釋劑(董軍,李博文.一種重金屬污染地下水原位修復材料及其制備方法[P].CN104692505A)、赤泥、錳砂(陶征義.可滲透反應墻處理酸性礦山廢水實驗研究[D].貴州大學,2009)、粉煤灰(萬海洮.修復酸性礦井水的可滲透反應床(PRB)反應介質研究[D].安徽工程大學,2014)等。地下水中石油烴的PRB修復技術，主要采用強化生物降解技術(劉虹.原位修復石油烴污染地下水的PRB技術及長效性研究[D].吉林大學,2012；王柳.新型釋氧生物可滲透反應墻修復硝基苯污染地下水[D].吉林大學,2015；呂航.地下水石油烴污染物的微生物降解過程及其原位強化修復研究[D].吉林大學,2014)，根據場地條件，補充電子受體(如O2、NO3等)強化土著微生物降解是主要的方式。針對地下水中重金屬和石油烴復合污染的原位修復，崔海煒等公開了復合型污染地下水的原位修復系統及修復方法(CN105130137A)，為處理垃圾滲濾液(含有六價鉻和COD)的兩段式PRB修復系統，在系統第一段內填充第一段反應材料及耐酸性厭氧微生物，使系統第一段構成酸性厭氧的修復環境；在系統第二段內填充第二段反應材料，系統第二段又分前半部分和后半部分，在其前半部分的第二段反應材料內負載中性好氧微生物，在其后半部分的第二段反應材料內負載耐堿性好氧微生物。利用pH值和DO調控方法在可滲透反應墻的不同空間營造適合不同污染組分降解的修復環境，使修復系統綜合處理效果進一步優化，達到對復合型污染地下水修復的目的。張秋子等公開了一種重金屬-有機物復合污染土壤和地下水的修復系統及方法(CN105312314A)，其中，針對地下水修復，采用抽出-處理系統。針對地下水中重金屬和石油烴復合污染的原位修復，現有技術存在以下主要不足：1)現有技術主要針對單一類型污染物，或采用抽出處理技術，缺乏相應的重金屬和石油烴復合污染羽原位修復技術。2)現有技術依賴于對地下水環境的主觀調控，如pH和DO的人為控制，對場地自然條件考慮不足。因此提供一種地下水中重金屬和石油烴復合污染原位修復方法成為本領域亟待解決的技術問題。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種地下水中重金屬和石油烴復合污染原位修復方法，該方法能夠有效去除地下水中的重金屬和石油烴。為達到上述目的，本專利技術提供了一種地下水中重金屬和石油烴復合污染原位修復方法，其包括以下步驟：使用釋氧材料對地下水進行處理，以除去地下水中的重金屬離子；其中，所述釋氧材料為添加了含油污泥熱解殘渣的釋氧材料，所述含油污熱解殘渣是由含油污泥經熱解制得的，優選600℃熱解，所述含油污泥包括油田煉化集輸處理過程產生的罐底泥、浮渣、廢白土、落地原油、油田污水絮凝脫水污泥、離心脫水污泥和堆存干化污泥中的一種或幾種的混合；使用天然河沙對所述地下水進行緩沖處理，將地下水的pH值調節為6.8-8.5，和/或，向地下水中加入Ca2+和HCO3-，對所述地下水進行緩沖處理，將地下水的pH值調節為6.8-8.5；使用固定化菌劑對緩沖處理后的地下水進行生物降解處理，以除去地下水中的石油烴，完成地下水中重金屬和石油烴復合污染的原位修復。在本專利技術提供的技術方案中，釋氧材料在去除地下水中重金屬的同時會使地下水的pH值升高，較高的pH環境不利于菌劑的生長；地下水經釋氧材料處理后，進行緩沖處理能夠有效降低地下水的pH值。使用天然河沙進行緩沖處理，和/或，向地下水中加入Ca2+和HCO3-進行緩沖處理(例如使用天然河沙作為緩沖介質時，當天然河沙的緩沖能力不能滿足上述pH調節的范圍時，可進一步向所述地下水中補充Ca2+和HCO3)，其中，Ca2+和HCO3-可以對地下水的pH值產生協同調控效應，能夠使pH值降低至6.8-8.5，優選為7.8，于此同時，Ca2+和HCO3-對釋氧濃度的影響不大，釋氧材料與地下水反應釋放出來的O2能夠隨地下水進入后續生物降解階段，為好氧生物提供電子受體，進一步提高菌劑的生物降解性能，從而獲得優異的原位修復效果。在本專利技術提供的技術方案中，Ca2+和HCO3-對經釋氧材料處理后的地下水的pH協同調控作用表現為：經釋氧材料處理后的地下水，其pH值會顯著升高，此時向地下水中單獨加入Ca2+，其對水體的pH值幾乎沒有改善作用；單獨加入HCO3-雖能夠使水體的pH值降低，但是降低幅度很小，無法獲得滿意的效果；而將Ca2+和HCO3-結合使用則能夠對水體的pH值有非常明顯的調控作用，使經過釋氧材料處理后的地下水的pH值明顯降低，并且Ca2+和HCO3-結合使用時，對釋氧濃度不會造成影響。在上述方法中，優選地，所述含油污熱解殘渣中C的質量百分比含量為30-50％，Al2O3的質量百分比含量為15-30％。本專利技術提供的含油污熱解殘渣的重金屬和有機污染物含量遠低于危險固體廢棄物的標準。在上述方法中，優選地，以重量份數計，所述添加了含油污泥熱解殘渣的釋氧材料的原料組成包括40份CaO2、5份含油污泥熱解殘渣、30份水泥、10份鈣基膨潤土和15份砂子。在上述方法中，優選地，所述添加了含油污泥熱解殘渣的釋氧材料的制備方法包括：將CaO2、含油污泥熱解殘渣、水泥、鈣基膨潤土和砂子置于反應容器中，攪拌(所述攪拌的速度優選為250rpm/min，攪拌的時間優選為2h)，得到混合物；向所述混合物中加入水使之固結，固結后將其制作成立方體小塊(所述立方體的邊長優選為2-3cm)，然后將立方體小塊在自然條件下風干，得到釋氧材料。常規的釋氧材料無法應用于地下水中重金屬的處理，因為重金屬沉淀會在釋氧材料的表面沉積，造成堵塞，降低釋氧材料的釋氧效率；而采用本專利技術提供的釋氧材料，其與水緩慢反應釋放出OH-和O2，OH-會與Cu、Pb、Zn、Cd、Ni等重金屬離子生成沉淀，生成的重金屬沉淀不易在釋氧材料的表面沉積，因而不會產生堵塞、釋氧效率降低的問題，保證了釋氧材料的工作效率。在上述方法中，優選地，在生物降解處理后，該方法包括利用吸附介質對地下水進行吸附處理的步驟。在上述方法中，優選地，所述吸附介質包括活性炭；更優選地，所述活性碳的粒徑為20-40目。在上述方法中，優選地，所述Ca2+由CaCl2提供；所述HCO3-由NaHCO3提供；更優選地，所述Ca2+在地下水中的濃度為100mg/L-200mg/L，所述HC本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種地下水中重金屬和石油烴復合污染原位修復方法，其包括以下步驟：使用釋氧材料對地下水進行處理，除去地下水中的重金屬離子；其中，所述釋氧材料為添加了含油污泥熱解殘渣的釋氧材料，所述含油污熱解殘渣是由含油污泥經熱解制得的，優選600℃熱解；使用天然河沙對所述地下水進行緩沖處理，將地下水的pH值調節為6.8?8.5，和/或，向地下水中加入Ca

【技術特征摘要】
1.一種地下水中重金屬和石油烴復合污染原位修復方法，其包括以下步驟：使用釋氧材料對地下水進行處理，除去地下水中的重金屬離子；其中，所述釋氧材料為添加了含油污泥熱解殘渣的釋氧材料，所述含油污熱解殘渣是由含油污泥經熱解制得的，優選600℃熱解；使用天然河沙對所述地下水進行緩沖處理，將地下水的pH值調節為6.8-8.5，和/或，向地下水中加入Ca2+和HCO3-，對所述地下水進行緩沖處理，將地下水的pH值調節為6.8-8.5；使用固定化菌劑對緩沖處理后的地下水進行生物降解處理，除去地下水中的石油烴，完成地下水中重金屬和石油烴復合污染的原位修復。2.根據權利要求1所述的方法，其中，在生物降解處理后，該方法包括利用吸附介質對地下水進行吸附處理的步驟。3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述吸附介質包括活性炭；優選地，所述活性碳的粒徑為20-40目。4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述Ca2+由CaCl2提供；所述HCO3-由NaHCO3提供；優選...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉玉龍，宋佳宇，范俊欣，劉思敏，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11