CN105238409A - 修复重金属污染土壤的联动稳定剂及修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种修复重金属污染土壤的联动稳定剂及其修复方法。该联动稳定剂包括:一剂,其包括硫酸亚铁和蒙脱石;二剂,其包括硫化物、氢氧化钙、氧化钙以及二氧化硅。修复方法包括如下步骤:1)将一剂加入重金属污染土壤中,搅拌,养护;2)向步骤1)得到的混合物中加入二剂,搅拌,养护。本发明的联动稳定剂对络合体重金属污染土壤或底泥治理效果明显,重金属稳定作用长久,同时不会造成二次污染;添加比例较小,施工成本低,具有明显的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于危险废物处理与处置领域,涉及处理含重金属的危险废物的稳定剂及方法,具体涉及一种修复重金属污染土壤的联动稳定剂及修复方法,该方法能够稳定介质中络合体重金属,降低其溶出量。
背景技术
随着国家城市化进程的推进和工农业发展,工业中产生的大量重金属废水和高含水率重金属泥渣(含水率在70~80%)污染了周边土壤。
如,20世纪80年代,我国电镀行业生产方式多以粗放型生产为主。电镀生产过程中,有很多工段都要产生污染物浓度很高的生产废水,这其中的含铬废水、含铜废水、含锌废水等,对环境的影响很大,且电镀废水水质比较复杂,自然沉淀率低,迁移性较强。电镀原料粗放式堆放、电镀废水未处理排放及铬酸雾无组织排放等,导致电镀厂房、厂房周边的横向及纵向空间受到污染。
据调查,同一厂址历经多种重金属电镀生产时,流入周边土壤环境的重金属离子易与有机质、无机盐离子、胶团粒子、多糖等发生络合反应,重金属离子以毒性方式存在且具有较高的稳定性,很难进行还原和沉淀反应。
早在20世纪80年代,欧美等国家便开始使用稳定化技术处置土壤中的重金属、含重金属的废渣等危险废物。该技术具有长久去除重金属生物活性的作用,是一项修复重金属污染的常用技术。
稳定化技术,即通过添加还原性药剂、氧化性药剂、沉淀剂、螯合剂、大分子多糖或天然矿物的手段,使介质中易迁移、溶出的重金属离子转化为稳定性高、迁移能力低或无生物毒性的存在形态,以控制重金属对环境和人畜的危害。
常见的重金属稳定化药剂主要以还原、沉淀药剂为主体,如硫化物、天然矿物等。但应用的过程中可能会出现一些难题:如①污染土壤重金属含量较高时,稳定化药剂用量大、成本较高;②对于电镀厂产生的重金属污染,若出现多种重金属络合现象时,常见稳定剂作用较小或不起作用。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明针对电镀厂络合体重金属污染土壤的稳定化治理,提供一种修复电镀厂络合体重金属污染土壤的廉价、高效、环保的联动稳定剂及其修复方法。
本发明采用的联动稳定剂主要成分是硫酸亚铁、硫化物、氢氧化钙,能够起到调节介质pH值,破除复合重金属的络合效应,还原六价铬,并与重金属铅、铜、锌、镉等重金属发生沉淀作用等:
(1)以硫酸亚铁、硫化物、氢氧化钙、蒙脱石、氧化钙以及二氧化硅为原料,对电镀厂污染土壤或底泥中的六价铬、铅、铜、锌、镉等重金属进行稳定化处理。
(2)首先将硫酸亚铁、蒙脱石与实施介质壤按一定比例混合反应,破除介质中复合重金属的络合效应,将部分六价铬还原成三价铬。
(3)将硫化物、氢氧化钙、氧化钙以及二氧化硅与实施介质壤混合反应,还原六价铬,并与重金属铅、铜、锌、镉等重金属发生沉淀作用。
具体地,本发明提供一种修复重金属污染土壤的联动稳定剂,包括:
一剂,其包括硫酸亚铁和蒙脱石;
二剂,其包括硫化物、氢氧化钙、氧化钙以及二氧化硅。
优选地,一剂中硫酸亚铁和蒙脱石的重量比为0.7~2:0.3~0.8;二剂中硫化物、氢氧化钙、氧化钙和二氧化硅的重量比为0.5~1.5:0.25~0.75:0.13~0.38:0.12~0.37。
更优选地,一剂中硫酸亚铁和蒙脱石的重量比为2:0.5;二剂中硫化物、氢氧化钙、氧化钙和二氧化硅的重量比为1:0.5:0.25:0.25。
优选地,所述硫化物为硫化钠。
本发明还提供上述的联动稳定剂修复重金属污染土壤的方法,包括如下步骤:
1)将一剂加入重金属污染土壤中,搅拌均匀,静置养护;
2)向步骤1)得到的混合物中加入二剂,搅拌均匀,静置养护。
优选地,步骤1)中一剂和重金属污染土壤的重量比为1~2.8:100;步骤2)中二剂与重金属污染土壤的重量比为1~3:100。
优选地,步骤1)中一剂和重金属污染土壤的重量比为2.5:100;步骤2)中二剂与重金属污染土壤的重量比为2:100。
优选地,步骤1)的养护时间为10~30min;步骤2)的养护时间为0.5~2天。
优选地,所述重金属污染土壤中含有如下重金属元素六价铬、铜、锌和铅。
优选地,所述重金属污染土壤为电镀厂络合体重金属污染土壤。
与常见的稳定化技术相比,本发明具有如下优势:
(1)本发明的联动稳定剂对络合体重金属污染土壤或底泥治理效果明显,重金属稳定作用长久,同时不会造成二次污染;
(2)本发明的联动稳定剂添加比例较小,施工成本低,具有明显的经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明的以下实施例中重金属污染土壤取湖北某电镀厂污染土样,经实验室测定分析,该土壤样品浸出液中含六价铬108.9mg/L、铜1.99mg/L、锌2.54mg/L、铅0.82mg/L。(注:目标重金属提取方案参照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007))
实施例1
实施情况如下:
(1)首先将硫酸亚铁、蒙脱石的混合药剂(一剂)按质量比为一剂:土壤=2.5:100的比例混合(硫酸亚铁2、蒙脱石0.5)搅拌反应,并且养护20min;
(2)将硫化钠、氢氧化钙、氧化钙以及二氧化硅混合药剂(二剂)按质量比为二剂:土壤=2:100的比例混合(硫化钠1、氢氧化钙0.5、氧化钙0.25、二氧化硅0.25)搅拌反应,并且养护1d;
(3)采用《固体废物六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》(GB/T15555.4-1995)、《水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》(GBT7475-87)对养护后样品做重金属浸出毒性测定。
结果显示,处理后样品中各重金属浸出浓度为六价铬0.02mg/L、铜0.01mg/L、锌0.05mg/L、铅0.005mg/L,均低于《地表水环境质量标准》IV类水体标准值。
实施例2
实施情况如下:
(1)首先将硫酸亚铁、蒙脱石的混合药剂(一剂)按质量比为一剂:土壤=1:100的比例混合(硫酸亚铁0.7、蒙脱石0.3)搅拌反应,并且养护20min;
(2)将硫化钠、氢氧化钙、氧化钙以及二氧化硅混合药剂(二剂)按质量比为二剂:土壤=1.5:100的比例混合(硫化钠0.8、氢氧化钙0.3、氧化钙0.2、二氧化硅0.2)搅拌反应,并且养护1d;
(3)采用《固体废物六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》(GB/T15555.4-1995)、《水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》(GBT7475-87)对养护后样品做重金属浸出毒性测定。
结果显示,处理后样品中各重金属浸出浓度为六价铬1.05mg/L、铜0.57mg/L、锌0.92mg/L、铅0.11mg/L,均低于《地表水环境质量标准》IV类水体标准值。
实施例3
实施情况如下:
(1)首先将硫酸亚铁、蒙脱石的混合药剂(一剂)按质量比为一剂:土壤=2.3:100的比例混合(硫酸亚铁1.5、蒙脱石0.8)搅拌反应,并且养护20min;
(2)将硫化钠、氢氧化钙、氧化钙以及二氧化硅混合药剂(二剂)按质量比为二剂:土壤=1:100的比例混合(硫化钠0.5、氢氧化钙0.25、氧化钙0.13、二氧化硅0.12)搅拌反应,并且养护1d;
(3)采用《固体废物六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》(GB/T15555.4-1995)、《水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》(GBT7475-87)对养护后样品做重金属浸出毒性测定。
结果显示,处理后样品中各重金属浸出浓度为六价铬0.07mg/L、铜0.05mg/L、锌0.08mg/L、铅0.009mg/L,均低于《地表水环境质量标准》IV类水体标准值。
实施例4
实施情况如下:
(1)首先将硫酸亚铁、蒙脱石的混合药剂(一剂)按质量比为一剂:土壤=2.8:100的比例混合(硫酸亚铁2、蒙脱石0.8)搅拌反应,并且养护20min;
(2)将硫化钠、氢氧化钙、氧化钙以及二氧化硅混合药剂(二剂)按质量比为二剂:土壤=3:100的比例混合(硫化钠1.5、氢氧化钙0.75、氧化钙0.38、二氧化硅0.37)搅拌反应,并且养护1d;
(3)采用《固体废物六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》(GB/T15555.4-1995)、《水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》(GBT7475-87)对养护后样品做重金属浸出毒性测定。
结果显示,处理后样品中各重金属浸出浓度为六价铬0.01mg/L、铜0.01mg/L、锌0.03mg/L、铅0.005mg/L,均低于《地表水环境质量标准》IV类水体标准值。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种修复重金属污染土壤的联动稳定剂,其特征在于,包括:
一剂,其包括硫酸亚铁和蒙脱石;
二剂,其包括硫化物、氢氧化钙、氧化钙以及二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的联动稳定剂,其特征在于,一剂中硫酸亚铁和蒙脱石的重量比为0.7~2:0.3~0.8;二剂中硫化物、氢氧化钙、氧化钙和二氧化硅的重量比为0.5~1.5:0.25~0.75:0.13~0.38:0.12~0.37。
3.根据权利要求1所述的联动稳定剂,其特征在于,一剂中硫酸亚铁和蒙脱石的重量比为2:0.8;二剂中硫化物、氢氧化钙、氧化钙和二氧化硅的重量比为1.5:0.75:0.38:0.37。
4.根据权利要求1~3任一项所述的联动稳定剂,其特征在于,所述硫化物为硫化钠。
5.权利要求1~4任一项所述的联动稳定剂修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将一剂加入重金属污染土壤中,搅拌均匀,静置养护;
2)向步骤1)得到的混合物中加入二剂,搅拌均匀,静置养护。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤1)中一剂和重金属污染土壤的重量比为1~2.8:100;步骤2)中二剂与重金属污染土壤的重量比为1~3:100。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤1)中一剂和重金属污染土壤的重量比为2.8:100;步骤2)中二剂与重金属污染土壤的重量比为3:100。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤1)的养护时间为10~30min;步骤2)的养护时间为0.5~2天。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述重金属污染土壤中含有如下重金属元素六价铬、铜、锌和铅。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述重金属污染土壤为电镀厂络合体重金属污染土壤。
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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