[发明专利]一种高锰酸钾缓释剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高锰酸钾缓释剂，以原料总质量为100％计，原料组成包括：石蜡30％～50％，石英砂30％～50％，活性炭5％～20％，高锰酸钾5％～10％。本发明还公开了一种所述的高锰酸钾缓释剂的制备方法，包括步骤：(1)将石蜡加入无水乙醇和聚乙二醇的混合液中，加热至60～80℃，搅拌直至石蜡完全融化；(2)在搅拌下依次向步骤(1)所得溶液中加入表面活性剂、石英砂、活性炭粉末和高锰酸钾；(3)将步骤(2)得到的熔融态材料冷却即得所述的高锰酸钾缓释剂。本发明还公开了一种所述的高锰酸钾缓释剂在修复受挥发性有机污染物污染的土壤和地下水中的应用。所述的高锰酸钾缓释剂包覆效果好、释放速率低、有良好渗透性和吸附性，具有混合吸附特性。

技术领域

本发明涉及土壤和地下水修复技术领域，具体涉及一种高锰酸钾缓释剂及其制备方法和应用。

背景技术

地下水是水资源的重要组成部分，其重要意义在于充当居民饮用水、保障农业用水、支持社会经济发展和维持生态平衡等。但是土壤和地下水污染日益严重，其中挥发性有机污染物污染更是一个难以攻克的核心问题。地下水污染通常带来土壤污染，同样地，土壤污染也是地下水污染的重要来源。土壤污染可以作为地下水污染的污染源，特别是含有不溶于水的有机物的土壤，可以源源不断的释放出有害物质。所以，自然环境很难降解，同时简单的抽出处理不能达到理想的效果。因此，治理地下水污染，必须结合土壤污染的特点，做到标本兼治。

有机污染物会累积在土壤中，缓慢向地下水中释放，难以彻底修复；有些有机污染物，如重相非水相液体(DNAPL)，其密度比水大，几乎不溶于水，浓度低却毒性强，这给地下水的修复带来了巨大的挑战。相对于传统的费时费力的异位修复技术，原位修复技术在近些年来成为热门，具体有原位氧化技术、原位还原技术等。其中原位化学氧化技术拥有效果好、不反弹、价格低廉、易于投放、不产生有害副产物的优点，用途更加广泛。但是，由于地下水本身的特点和地下水污染物的特点，原位修复也面临着许多问题和挑战。以高锰酸钾(KMnO₄)作为地下水修复剂原位修复的技术在这种背景下得到发展。但以往高锰酸钾都是以液体形式注入含水层，释放速度快，无选择性，且存在反应产物二氧化锰的堵塞问题，所以氧化剂效率很低，且污染场地容易反弹。

以控制释放技术为基础的缓释剂技术正在逐步得到发展。控制释放材料是基于原位化学修复技术和控制释放技术制备成型的地下水修复材料。借助控制释放技术，我们可以将KMnO₄包覆在载体中，控制其释放速率，达到长期修复、定位修复的目的；同时，其释放浓度低，实际效率提升，无二次污染，在实际的场地中操作简单，易于运输。缓释剂的理想效果很好，但在实际制备和理论性能测试中，也存在一些问题：如释放浓度不稳定问题、渗透性问题、副产物堵塞问题、吸附性问题等。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种高锰酸钾缓释剂，以高锰酸钾为主要氧化剂，石蜡为载体，同时加入石英砂和活性炭，增强渗透性和吸附性。所述的高锰酸钾缓释剂包覆效果好、释放速率低、有良好渗透性和吸附性，具有混合吸附特性，可用于修复受挥发性有机污染物污染的土壤和地下水。

一种高锰酸钾缓释剂，以原料总质量为100％计，原料组成包括：

所述的高锰酸钾缓释剂选用石蜡、石英砂、活性炭作为混合载体，其中：石蜡具有很好的粘合性，不溶于水，为环保材料；石英砂具有良好的渗透性，为绿色环保材料；活性炭可以增加缓释剂的吸附性，绿色环保。石蜡、石英砂、活性炭作为混合载体时可发挥显著的协同作用，有效增加缓释剂的包覆效果、渗透性和吸附性。

作为优选，所述的高锰酸钾和活性炭的质量比为1:1～2，进一步优选为1:1。活性炭的添加量和缓释剂释放速率成正相关，但释放量并不意味着修复效率，浓度大可能造成氧化剂的效率低下。所以控制活性炭的添加比例可获得最佳效果。

本发明还提供了一种所述的高锰酸钾缓释剂的制备方法，基于微胶囊技术，采用熔化冷凝分散法，包括步骤：