CN104841691A - 一种重金属镍污染土壤的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重金属镍污染土壤的修复方法，包括以下步骤：A、将质量分数为10%的醋酸溶液喷淋到镍污染土壤上进行淋洗，醋酸溶液与镍污染土壤的质量比为1：1；B、在常温下，静置12h；C、将淋洗后的土壤与含有重金属的废水分离；D、利用电势迁移的方法将淋洗后的污染土壤中剩余的镍离子去除。本发明相较于现有的多次淋洗法和离子迁移法，其特点是重金属去除率高，而且更加节能，对土壤肥力的影响小。
Description
技术领域
本发明涉及环保节能技术领域，具体涉及一种去除土壤重金属污染物的方法。
背景技术
土壤重金属污染在我国越来越严重，目前治理土壤重金属污染采用工程、物理和化学等方法修复重金属污染的土壤，难以大规模处理受污染的土壤，并且能导致土壤结构的破坏、生物活性的下降和土壤肥力的退化，具有一定的局限性；生物修复是一项新兴的高效修复技术，易被大众所接受，具有良好的社会、生态综合效益,但技术尚不够成熟，修复周期长，修复效果不好；采取农业生态措施存在周期长、效果不显著的特点；土壤淋洗技术虽然在治理土壤重金属污染上应用较多，但是采用土壤淋洗方式需要进行多次淋洗才能有效去除土壤重金属含量，而多次淋洗成本非常高，需水量很大，并且会产生许多含有重金属的废水，在水资源短缺现象凸显的情况下，该方法既浪费资源不环保又加大生产成本以及生产工序，同时由于多次淋洗会严重降低土壤肥力，但是如果减少淋洗次数又会大大影响重金属去除效果，达不到标准要求；而离子电势迁移修复技术为新发展起来的技术，但是这项技术对于土壤孔隙率高，含水率高的情况下修复效果较好，但是直接应用在孔隙率低的土壤上效果很差，对有机结合态和残渣态的重金属去除效果较差。因此，迄今为止还没有一项技术可以很好的解决土壤重金属污染问题。因此，急切需一种简单、有效而经济的治理方法来处理重金属污染土壤。
发明内容
本发明的任务是针对现有技术存在对问题，提供一种修复效果好、环保节能、经济实用的重金属镍污染土壤的修复方法。
技术手段：本发明公开了一种重金属镍污染土壤的修复方法，该修复方法包括以下具体步骤：
1）将质量分数为10%的醋酸溶液喷淋到镍污染土壤上进行淋洗，醋酸溶液与镍污染土壤的质量比为1：1；
2）在常温下，静置12h；
3）将淋洗后的土壤与含有重金属的废水分离；
4）将淋洗后重金属镍污染土壤放置于盛有水的电解槽中，电解槽的两端设有阳极室和阴极室，阳极室、阴极室分别与淋洗后的土壤用放置了离子交换膜的塑料网隔开，阳极室和阴极室内均盛放有去离子水，阳极室内的去离子水PH值为3，阴极室内的去离子水PH值为7，通过石墨电极向阴极室和阳极室之间施加电压梯度为2V/cm的直流电，在电势作用下剩余的重金属离子向阴极移动，进入阴极室回收。
其中，本方法处理的重金属镍污染土壤为镍浓度≥200mg/kg的黏土。
在步骤1）之前，先对含有重金属镍污染的土壤进行破碎、筛分去除大块固体杂物。
在步骤3）中，分离后的废水通过电解法或沉淀法净化处理将镍回收后，再次做淋洗用。
在步骤4）中对阴极室和阳极室的PH值进行调节，包括：当阳极室的PH值下降到3以下时，通过向阳极室滴入2mol/L的氢氧化钠将其PH值调节至3附近；当阴极室的PH值升高时，通过向阴极室滴入10%的醋酸容易将其PH值调节至7附近。
本发明的优点是：
1、修复效果好，本发明适于对镍浓度大于等于200 mg/kg的中高浓度范围的污染土壤，去除率达到95%以上。相比之下，采取多次反复淋洗处理污染土壤的重金属去除率仅达到50%左右，而仅对污染土壤进行一次淋洗处理，重金属去除率仅为30%；采用离子电势迁移修复技术处理污染土壤，重金属去除率为70%，并且该处理方法对于土壤要求也较高。由于本发明首先对污染土壤进行一次淋洗，初步去除部分重金属镍，此时土壤中依旧残留有许多重金属镍，但是这时土壤经过淋洗后孔隙率变高，含水率也较高，再结合使用适宜的离子电势迁移修复，就可以极大程度提高修复效率。同时采用本发明修复技术处理，由于淋洗次数少，土壤肥力减小数值仅为多次淋洗技术肥力损失的20%，基本不影响土壤重复使用效果。
2、环保节能，本发明淋洗处理步骤仅采用一次淋洗处理，与多次淋洗技术相比可以节约大量的水资源，减少污水量。采用本发明方法平均每消耗3L水就可以修复1千克污染土壤。
3、经济实用，本发明处理方法节省大量的水及人工，可以大大减小成本消耗，同时本发明方法平均每12-13天即为一个处理周期，相比较其它一些生物修复、农业生态措施来说更加节省时间，能够有效提供土壤利用率。
具体实施方式
本发明公开了一种重金属镍污染土壤的修复方法，在修复之前先对含有重金属镍污染的土壤进行破碎、筛分去除大块固体杂物，然后进行以下步骤：
1）将质量分数为10%的醋酸溶液喷淋到镍污染土壤上进行淋洗，醋酸溶液与镍污染土壤的质量比为1：1；
2）在常温下，静置12h；
3）将淋洗后的土壤与含有重金属的废水分离，分离后的废水通过向其中滴入氢氧化钠溶液得到氢氧化镍沉淀将镍回收后，处理后的水可再次做淋洗用；
4）将淋洗后重金属镍污染土壤放置于盛有水的电解槽中，电解槽的两端设有阳极室和阴极室，阳极室、阴极室分别与淋洗后的土壤用放置了离子交换膜的塑料网隔开，阳极室和阴极室内均盛放有去离子水，阳极室内的去离子水PH值为3，阴极室内的去离子水PH值为7，通过石墨电极向阴极室和阳极室之间施加电压梯度为2V/cm的直流电，在电势作用下剩余的重金属镍离子向阴极移动，进入阴极室，此时阳极室的PH值会降低，当阳极室的PH值降低到3以下时，通过向阳极室滴入2mol/L的氢氧化钠将其PH值调节至3附近，同时会得到氢氧化镍沉淀；阴极室的PH值会升高，通过滴入10%的醋酸容易将其PH值调节至7附近。
本实施例的实验对象是镍浓度为2000mg/kg的粘土，整个实验周期为15天，经测定，处理后的土壤中镍浓度为100mg/kg，去除率达到95%，效果非常明显。
本发明公开的方法不仅适用于重金属镍，在修复例如铜、锌、铅等其他重金属污染土地方面，也可以达到非常好的修复效果。
Claims (5)
1.一种重金属镍污染土壤的修复方法，其特征在于该修复方法包括以下步骤：
1）将质量分数为10%的醋酸溶液喷淋到镍污染土壤上进行淋洗，醋酸溶液与镍污染土壤的质量比为1：1；
2）在常温下，静置12h；
3）将淋洗后的土壤与含有重金属的废水分离；
4）将淋洗后重金属镍污染土壤放置于盛有水的电解槽中，电解槽的两端设有阳极室和阴极室，阳极室、阴极室分别与淋洗后的土壤用放置了离子交换膜的塑料网隔开，阳极室和阴极室内均盛放有去离子水，阳极室内的去离子水PH值为3，阴极室内的去离子水PH值为7，通过石墨电极向阴极室和阳极室之间施加电压梯度为2V/cm的直流电，在电势作用下剩余的重金属离子向阴极移动，进入阴极室回收。
2.根据权利要求1所述一种重金属镍污染土壤的修复方法，其特征在于：所述重金属镍污染的土壤为镍浓度≥200mg/kg的黏土。
3.根据权利要求1所述一种重金属镍污染土壤的修复方法，其特征在于：在所述步骤1）之前，先对含有重金属镍 污染土壤进行破碎、筛分去除大块固体杂物。
4.根据权利要求1所述一种重金属镍污染土壤的修复方法，其特征在于：所述步骤3）中，分离后的废水通过电解法或沉淀法净化处理将镍回收后，再次做淋洗用。
5.根据权利要求1所述一种重金属镍污染土壤的修复方法，其特征在于：在所述步骤4）中对阴极室和阳极室的PH值进行调节，包括：当阳极室的PH值下降到3以下时，通过向阳极室滴入2mol/L的氢氧化钠将其PH值调节至3附近；当阴极室的PH值升高时，通过向阴极室滴入10%的醋酸容易将其PH值调节至7附近。
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