[发明专利]一种基于现场制备纳米铁的重金属污染地下水原位修复方法

摘要

一种基于现场制备纳米铁的重金属污染地下水原位修复方法，包括制备纳米铁悬浮液；布设注入井/监测井；原位注入；取样监测。制备纳米铁悬浮液是将固体铁盐溶解到去离子水中，将六偏磷酸钠溶于去离子水中，将水烧至沸腾，加入茶叶、干石榴叶、梨树叶和银杏叶，保持水温度，搅拌，将产物用滤网过滤所得滤液为植物叶子混合提取液，冷却，在植物叶子混合提取液中加入六偏磷酸钠溶液，再缓慢加入铁盐溶液，持续搅拌即得。本发明用多种植物叶子混合提取液还原铁离子，现场制备纳米铁悬浮液，并通过注入井注入到地下水污染区，形成原位反应带，从而实现去除目标污染组分、修复污染地下水的目的。本发明方法简单、易操作，无二次污染，且成本低。

主权项

1.一种基于现场制备纳米铁的重金属污染地下水原位修复方法，其特征在于它包括以下工艺步骤：①制备纳米铁悬浮液：将固体铁盐溶解到去离子水中，得到铁盐溶液，铁离子的浓度为0.05～0.15mol/L，备用；将六偏磷酸钠溶于去离子水中，得到六偏磷酸钠溶液，六偏磷酸钠溶液的浓度为0.05～0.15mol/L，备用；利用锅炉将水烧至沸腾，加入茶叶、干石榴叶、梨树叶和银杏叶，每升水中，茶叶的加入量为3～8g，干石榴叶的加入量为5～15g，梨树叶的加入量为10～20g，银杏叶的加入量为15～25g，保持水温度在80～90℃之间，同时用叶轮搅拌器搅拌15～30min，然后停止加热，将产物用滤网过滤所得滤液为植物叶子混合提取液，冷却备用；之后在冷却后的植物叶子混合提取液中加入六偏磷酸钠溶液，再缓慢加入上述铁盐溶液，植物叶子混合提取液、铁盐溶液、六偏磷酸钠溶液三者混合的体积比为1∶(0.8～1.2)∶(0.03～0.07)，整个混合过程用叶轮搅拌器搅拌，并持续搅拌1～1.5h，即制得纳米铁悬浮液，密封备用；②布设注入井/监测井：根据污染羽分布情况确定修复范围，在地下水流及其垂直方向布设注入井/监测井，布设位置、数量、深度根据场地实际情况而定；③原位注入：根据含水层介质类型，通过公式计算得到注入压力初始值；然后利用直推式土壤取样钻机，通过连接在中空钻杆上的喷射头，将纳米铁悬浮液注入到待修复的含水层中，同时监测注入压力及流量，根据流量变化调整注入压力，注入完毕后注入清水，清洗残留在注入井壁上的纳米铁；注入压力初始值按以下公式计算，根据含水层介质划分：粗砂P＝2.0+D×0.20，中砂P＝2.5+D×0.22，细砂P＝3.0+D×0.3，其中P为注入泵出口压力初始值，单位为大气压atm，D为喷射头的伸进深度，即从地面算起，喷射头向注入孔中伸入的深度，单位为米；④取样监测：分别在纳米铁悬浮液注入到待修复的含水层中之后的一定间隔时间，从注入井/监测井取样对污染物的降解情况进行监测，测定各个监测点位的污染物浓度、Fe2+和Fe3+的浓度、pH、ORP参数变化，并监测反应带的形成和污染羽的变化，直至反应完成。