CN105238409A

CN105238409A - 修复重金属污染土壤的联动稳定剂及修复方法

Info

Publication number: CN105238409A
Application number: CN201510739620.1A
Authority: CN
Inventors: 吕正勇; 魏丽; 冯国杰; 张培; 李淑彩; 朱湖地; 刘勇; 刘泽军; 甄胜利; 龙少鹏
Original assignee: Beijing Geoenviron Engineering and Technology Inc
Current assignee: Beijing Geoenviron Engineering and Technology Inc
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2035-11-04
Also published as: CN105238409B

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

修复重金属污染土壤的联动稳定剂及修复方法

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;

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;

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;

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

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；

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。