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一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛

阅读：48发布：2021-02-26

IPRDB可以提供一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，该过硫酸盐缓释蜡烛为圆柱状，由质量百分比为15%‑35%的氧化剂、5%‑35%的分散剂和30%‑80%的凝固剂组成。本发明通过调节氧化剂、分散剂和凝固剂之间配比与规格，可提供不同缓释速率、缓释量和缓释寿命的过硫酸盐缓释蜡烛，从而适用于不同类型有机污染场地地下水的原位氧化修复。，下面是一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于由质量百分比为15%-

35%的氧化剂、15%-35%的分散剂和30%-60%的凝固剂组成；所述的氧化剂为过二硫酸盐；所述的分散剂为粒度为20目-100目的粉煤灰；所述的凝固剂为熔点在50℃-64℃范围内的全精炼石蜡；所述的过二硫酸盐为过硫酸钠。

2.根据权利要求1所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于，所述的过二硫酸盐为纯度≥99%，粒度为50目-140目的过硫酸钠。

3.根据权利要求1所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于，所述的过硫酸盐缓释蜡烛为直径为1.5 cm - 4cm，长度为5-15cm的圆柱形。

4.根据权利要求1所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于，所述的过二硫酸盐释放速率为0.3 mg/d/g -12mg/d/g。

5.根据权利要求1所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于，所述的过二硫酸盐释放量为7mg/d -2866mg/d。

6.根据权利要求1所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，其特征在于，所述的过二硫酸盐缓释寿命为28d-480d。

说明书全文

一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛

技术领域

[0001] 本发明涉及地下水修复技术领域，具体是一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛。

背景技术

[0002] 原位化学氧化是近些年来国内外较为推崇的一种土壤和地下水快速修复技术，常用的化学氧化剂有臭氧、过氧化氢、高锰酸盐、Fenton试剂和过硫酸盐。在实际场地工程修复应用中，氧化剂主要是以溶液形式直接注入地下水环境中，修复初期效果显著，但由于溶液形式的氧化剂进入地下水环境后无方向的快速分散，使得地下修复区域的氧化剂分配不足，导致修复中后期效率较低，修复效果较差。为此，研制氧化剂的缓释材料可以有效解决上述问题。

[0003] 与其他氧化剂相比，过硫酸盐在常态下更稳定、易运输、易溶于水、易传质，有广泛的pH应用范围等性质，能很好地适应原位化学氧化的发展要求；特别是过硫酸盐的标准氧化还原电位为2.01V，接近于臭氧，大于高锰酸钾和过氧化氢，是一种广谱高效氧化剂。因此，将过硫酸盐作为氧化剂制备成缓释材料时，可以更加有效的原位氧化降解污染物，提高地下水修复能效。

[0004] 基于过硫酸盐的原位化学氧化技术往往作为一种污染场地修复预处理手段，用于污染物浓度相对较高的污染场地前期修复，以便使得污染物浓度逐步降低，满足污染场地后期原位生物修复、自然衰减修复的技术需要。另外，作为过硫酸盐氧化技术本身，过硫酸盐与污染物之间存在有效浓度比例，一般两者摩尔浓度比需要达到20-100:1，才能有效降解污染物。因此，基于过硫酸盐原位氧化的技术适用性和实际工程修复角度，要求过硫酸盐缓释材料具有相对较高、且更为宽泛的缓释速率，以便适应不同污染物浓度地下水的原位氧化修复。

[0005] 但从现有公布的过硫酸盐类氧化剂缓释材料性能看，技术指标往往以获取较低的过硫酸盐释放速率、较小的过硫酸盐释放量和更长的使用寿命为目的，例如：过硫酸盐释放速率为0.1-0.6 mg/d/g，过硫酸盐释放量为0.5-250mg/d，使用寿命为1-10年。因此，现有过硫酸盐缓释材料与过硫酸盐氧化技术工程应用本身还存在许多不适应性。此外，过低的过硫酸盐释放速率，势必增大原位可渗透反应墙的尺寸和过硫酸盐缓释剂的工程用量，进而增大修复技术工程投资。

[0006] 氧化剂作为地下水原位化学氧化修复的核心组件，在实际工程修复应用中，需要根据地下水的污染程度、修复目标，以及缓释剂的寿命，定期更换缓释氧化剂。因此，缓释氧化剂的便于拆卸更换性、可回收再利用性，成为氧化剂缓释材料工程应用中需要考虑的其他问题。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于解决上述背景技术中的问题和不足，提供一种缓释速率范围更为宽泛、缓释剂量更高的过硫酸盐缓释蜡烛，以便适用于不同类型有机污染场地地下水的原位氧化修复。

[0008] 为实现上述目的，本发明提供的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，为圆柱状，由质量百分比为15%-35%的氧化剂、5%-35%的分散剂和30%-80%的凝固剂组成。

[0009] 所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，氧化剂为过二硫酸盐，可以是过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钙和过硫酸铵中的一种或多种按照任意比例混合后得到的混合物，作为优选，所述氧化剂为纯度≥99%，粒度为50目-140目的过硫酸钠。

[0010] 所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，分散剂为粒度为20目-100目的粉煤灰。

[0011] 所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，凝固剂为熔点在50℃-64℃范围内的全精炼石蜡。

[0012] 所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，过硫酸盐缓释蜡烛的形状为直径为1.5 cm - 4cm，长度为5-15cm的圆柱形。

[0013] 所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，过硫酸盐释放速率为0.3 mg/d/g -12mg/d/g。

[0014] 所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，过硫酸盐释放量为7mg/d -2866mg/d。

[0015] 所述的一种用于原位修复地下水的过硫酸盐缓释蜡烛，过硫酸盐缓释寿命为28d-480d。

[0016] 本发明提供的制备上述过硫酸钠缓释蜡烛的方法，主要步骤为：

[0017] （1）将凝固剂：全精炼石蜡、质量比30%-80%，置于500 mL烧杯中，将烧杯置于70℃-75℃的恒温水浴锅中，加热直至凝固剂完全熔化；

[0018] （2）将氧化剂：过硫酸钠、质量比15%-35%，分散剂：粉煤灰、质量比5%-35%，顺序加入已经完全熔化的凝固剂中；

[0019] （3）将上述过硫酸盐缓释材料混合体在恒温电动磁力搅拌机中，150r/min转速搅拌10min，并在恒温超声清洗机中超声搅拌20min；

[0020] （4）将上述充分混合的过硫酸盐缓释材料混合体迅速倒入直径为1 cm - 4cm，长度为5-15cm的圆柱形蜡烛模具内；

[0021] （5）待过硫酸盐缓释材料混合体冷却成型后，从模具中取出，放在18℃-25℃室温通风处，阴凉18-36h，待其充分冷却后即得到过硫酸盐缓释蜡烛样品。

[0022] 本发明提供的过硫酸钠缓释蜡烛在实际应用中达到缓释寿命后，原料可重新回收再利用，具体步骤为：将失效的缓释蜡烛至于70℃-75℃的恒温容器内，直至蜡烛完全熔化，然后静止沉淀30min，溶液为凝固剂，下层分离物为分散剂，重新回收后的凝固剂和分散剂可重新用于制备过硫酸钠缓释蜡烛。

[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0024] （1）本发明首次提出采用过硫酸盐、粉煤灰和石蜡共同制备过硫酸盐缓释蜡烛，其中：过硫酸盐作为氧化剂，粉煤灰作为分散剂，石蜡作为凝固剂。

[0025] （2）本发明可以通过调节氧化剂剂量、分散剂与凝固剂之间配比，以及分散剂粒度，控制缓释蜡烛的缓释通道大小，进而控制缓释蜡烛的缓释速率、缓释寿命范围；本发明可以提供不同缓释速率和缓释寿命的过硫酸盐缓释蜡烛，从而适应不同污染程度的和范围的地下水修复工程。

[0026] （3）本发明可以通过调节过硫酸盐缓释蜡烛的形状和规格大小，制备成利于更换的氧化剂模块组件，并用于不同的修复场景。

[0027] （4）本发明可以与不同过渡金属离子、氧化剂激活剂配合使用，对于原位氧化修复苯系物、多环芳烃、甲基叔丁基醚等石油烃污染地下水具有较好的修复效果和长期稳定性。

[0028] （5）本发明在达到使用寿命后，便于更换，而且分散剂、凝固剂可以回收，重新用于制备缓释材料。

[0029] （6）本发明所用的原料价格低廉，其中：石蜡、粉煤灰可以重复利用，生产成本较低，适于全面推广和应用。

具体实施方式

[0030] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释。

[0031] 实施例1

[0032] 按照下面的氧化剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备过硫酸钠缓释蜡烛。氧化剂：过硫酸钠，100目，质量比例15%，5.3g；分散剂：粉煤灰，50目-100目，质量比例5%，2.3g；凝固剂：全精炼石蜡，熔点58℃，质量比例80%，30.5g；所制备过硫酸钠缓释蜡烛规格为：直径2cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对过硫酸钠缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试过硫酸钠浓度，分析其释放性能。结果表明：64天内过硫酸钠的平均释放速率为0.3 mg/d/g ，计算平均释放量为11.45mg/d，测算缓释寿命为467d。

[0033] 实施例2

[0034] 按照下面的氧化剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备过硫酸钠缓释蜡烛。氧化剂：过硫酸钠，100目，质量比例15%，3g；分散剂：粉煤灰，50目-100目，质量比例5%，1.3g；凝固剂：全精炼石蜡，熔点58℃，质量比例80%，17.2g；所制备过硫酸钠缓释蜡烛规格为：直径1.5cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对过硫酸钠缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试过硫酸钠浓度，分析其释放性能。结果表明：64天内过硫酸钠的平均释放速率为0.34 mg/d/g ，计算平均释放量为7.3mg/d，测算缓释寿命为411d。

[0035] 实施例3

[0036] 按照下面的氧化剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备过硫酸钠缓释蜡烛。氧化剂：过硫酸钠，100目，质量比例20%，8.6g；分散剂：粉煤灰，50目-100目，质量比例10%，4.3g；凝固剂：全精炼石蜡，熔点60℃，质量比例70%，30.2g；所制备过硫酸钠缓释蜡烛规格为：直径2cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对过硫酸钠缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试过硫酸钠浓度，分析其释放性能。结果表明：64天内过硫酸钠的平均释放速率为0.7 mg/d/g ，计算平均释放量为30.22mg/d，测算缓释寿命为285d。

[0037] 实施例4

[0038] 按照下面的氧化剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备过硫酸钠缓释蜡烛。氧化剂：过硫酸钠，100目，质量比例25%，12g；分散剂：粉煤灰，50目-100目，质量比例15%，7.2g；凝固剂：全精炼石蜡，熔点60℃，质量比例60%，28.9g；所制备过硫酸钠缓释蜡烛规格为：直径2cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对过硫酸钠缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试过硫酸钠浓度，分析其释放性能。结果表明：64天内过硫酸钠的平均释放速率为1.6 mg/d/g ，计算平均释放量为77.24mg/d，测算缓释寿命为156d。

[0039] 实施例5

[0040] 按照下面的氧化剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备过硫酸钠缓释蜡烛。氧化剂：过硫酸钠，100目，质量比例25%，12g；分散剂：粉煤灰，20目-40目，质量比例15%，7.2g；凝固剂：全精炼石蜡，熔点60℃，质量比例60%，28.9g；所制备过硫酸钠缓释蜡烛规格为：直径2cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对过硫酸钠缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试过硫酸钠浓度，分析其释放性能。结果表明：64天内过硫酸钠的平均释放速率为2.3 mg/d/g ，计算平均释放量为111.04mg/d，测算缓释寿命为108d。

[0041] 实施例6

[0042] 按照下面的氧化剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备过硫酸钠缓释蜡烛。氧化剂：过硫酸钠，100目，质量比例35%，19.5g；分散剂：粉煤灰，50目-100目，质量比例20%，11.1g；凝固剂：全精炼石蜡，熔点60℃，质量比例45%，25.1g；所制备过硫酸钠缓释蜡烛规格为：直径2cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对过硫酸钠缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试过硫酸钠浓度，分析其释放性能。结果表明：36天内过硫酸钠的平均释放速率为5.8 mg/d/g ，计算平均释放量为323.26mg/d，测算缓释寿命为60d。

[0043] 实施例7

[0044] 按照下面的氧化剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备过硫酸钠缓释蜡烛。氧化剂：过硫酸钠，100目，质量比例35%，22.4g；分散剂：粉煤灰，32目-60目，质量比例35%，22.4g；凝固剂：全精炼石蜡，熔点64℃，质量比例30%，19.2g；所制备过硫酸钠缓释蜡烛规格为：直径2cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对过硫酸钠缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试过硫酸钠浓度，分析其释放性能。结果表明：16天内过硫酸钠的平均释放速率为12.1 mg/d/g ，计算平均释放量为767.73mg/d，测算缓释寿命为29d。

[0045] 实施例8

[0046] 按照下面的氧化剂、分散剂、凝固剂的质量百分比例、规格，以前述步骤制备过硫酸钠缓释蜡烛。氧化剂：过硫酸钠，100目，质量比例35%，89.6g；分散剂：粉煤灰，32目-60目，质量比例35%，89.6g；凝固剂：全精炼石蜡，熔点64℃，质量比例30%，76.8g；所制备过硫酸钠缓释蜡烛规格为：直径4cm，长度10cm。采用欧盟标准化组织制定的NEN7375标准对过硫酸钠缓释蜡烛进行浸出试验，并取样测试过硫酸钠浓度，分析其释放性能。结果表明：16天内过硫酸钠的平均释放速率为11.2 mg/d/g ，计算平均释放量为2866.19mg/d，测算缓释寿命为31d。

[0047] 以上所述实施方式仅为本发明诸多实施方式中的几种，但本发明的保护范围并不局限于此。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准，任何本技术领域技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都涵盖在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
硫酸盐方法-专利编号CN102164858B	2020-05-12	81
硫酸盐螯合剂-专利编号CN105143180B	2020-05-13	48
硫酸盐电极-专利编号CN104205438A	2020-05-12	330
硫酸盐法-专利编号CN101535509B	2020-05-11	356
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硫酸盐方法-专利编号CN102164858A	2020-05-13	363
硫酸盐法-专利编号CN101553585B	2020-05-11	819
硫酸盐法-专利编号CN101553585A	2020-05-11	115
硫酸盐法-专利编号CN101535509A	2020-05-11	65

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