CN114989832A - 一种用于滩涂污染土修复的csgp试剂及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂及其应用方法，包括有固化组分、增强组分和吸附组分；其中，以干基计，所述固化组分为20‑30重量份粉煤灰和50‑60重量份矿渣；所述增强组分为10‑20重量份水玻璃和5‑10重量份氢氧化钠；所述吸附组分为0.5‑3.0重量份壳聚糖；将本发明提供的CSGP试剂用于沿海滩涂污染土修复中，可以明显提高沿海滩涂污染土的无侧限抗压强度和污染物稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及环境岩土工程领域，尤其涉及一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂及其应用方法。
背景技术
我国约有217万hm2的沿海滩涂，且每年淤涨2～3万hm2，其既是宝贵的土地利用后备资源，同时也是陆源污染物的汇集地；传统的沿海滩涂污染土的固化剂常以水泥和石灰等为主要原料，其对重金属、有机质及腐蚀性盐等共存污染物情形下的沿海滩涂污染土的效用存在诸多不足。
碱性工业废渣是一类在钢铁、治金、发电等工业生产中所排放的含碱固废(如粉煤灰和炉渣等)，其排放量和堆存量巨大，存在严重的环境安全隐患和问题；在环境岩土工程领域，对矿渣、粉煤灰进行混配改性，可配置成含有大量活性氧化物的地质聚合物(GP)，其具有比表面积大、多孔性、碱性等特点；同时，在材料学研究中，有机高分子材料对污染物有较强的控制作用，我国沿海地区拥有大量虾蟹壳垃圾，从中提取的甲壳素经强碱或酶水解处理，可转化成天然高分子聚合物—壳聚糖(CS)。
据此，在结合壳聚糖(CS)和地质聚合物(GP)的功能性互补的基础上，本发明提出一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂及其应用方法。
发明内容
基于背景技术中的问题，一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于，包括有固化组分、增强组分和吸附组分；其中，以干基计，所述固化组分为20-30重量份粉煤灰和50-60重量份矿渣；所述增强组分为10-20重量份水玻璃和5-10重量份氢氧化钠；所述吸附组分为0.5-3.0重量份壳聚糖。
作为优选，矿渣为55-60重量份、粉煤灰为25-30重量份、水玻璃为15-20重量份、氢氧化钠为6-10重量份、壳聚糖的含量为1.0-2.5重量份。
作为优选，所述固化组分的粒径为200-600μm，所述水玻璃的模数为2.5-3.5，所述氢氧化钠浓度为30％-50％，所述水玻璃和氢氧化钠质量比为1.5:1-2.5:1，所述粉煤灰为F类I级粉煤灰；所述矿渣为S95粒化高炉矿渣；所述壳聚糖为虾壳二次提取的工业级水溶性壳聚糖。
作为优选，所述固化组分的粒径为200-450μm。
作为优选，所述水玻璃的模数为2.7-3.3。
作为优选，所述氢氧化钠浓度为40％-45％。
作为优选，所述水玻璃和氢氧化钠质量比为2:1。
作为优选，所述CSGP试剂在污染场地修复工程和污染土软基工程中污染土改良应用。
本发明还公布了一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂的应用方法，包括如下步骤：
S1.将含有粉煤灰和矿渣组成的固化组分，与含有水玻璃和氢氧化钠的增强组分混合均匀，通过搅拌机搅拌0.3-2小时，得到混合料；
S2.将得到混合料，按照5-30重量份混合料、100重量份的沿海滩涂污染土的比例混合得到修复土；
S3.在S2混合过程中加入水，使得修复土含水量为95-105％；
S4.向S3得到的修复土加入吸附组分壳聚糖，通过搅拌机搅拌0.4-2小时，得到改良土壤。
作为优选，所述S3中修复土含水量为98-102％。
本发明中的有益效果为：将特定的固化组分(如矿渣和粉煤灰)、增强组分(如水玻璃和氢氧化钠)和吸附组分(如壳聚糖)联合使用的情况下，由于所述固化组分的多孔性、比表面积大、碱性特点可增加壳聚糖表面活性基团的功能位点，有益于聚集吸附多种污染物，所述的壳聚糖的活性基团又能参与固化组分的胶凝和充填反应，有助强化土骨架结构和控制污染物扩散运移，同时，所述固化组分(如矿渣和粉煤灰)在增强组分(如水玻璃和氢氧化钠)激发下效用增强。所以，CSGP试剂可以明显提高沿海滩涂污染土的无侧限抗压强度、水稳性和污染物稳定性，且价格低廉，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂的应用方法流程图；
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于，包括有固化组分、增强组分和吸附组分；其中，以干基计，所述固化组分为20-30重量份粉煤灰和50-60重量份矿渣；所述增强组分为10-20重量份水玻璃和5-10重量份氢氧化钠；所述吸附组分为0.5-3.0重量份壳聚糖。
作为优选，矿渣为55-60重量份、粉煤灰为25-30重量份、水玻璃为15-20重量份、氢氧化钠为6-10重量份、壳聚糖的含量为1.0-2.5重量份。
作为优选，所述固化组分的粒径为200-600μm，所述水玻璃的模数为2.5-3.5，所述氢氧化钠浓度为30％-50％，所述水玻璃和氢氧化钠质量比为1.5:1-2.5:1，所述粉煤灰为F类I级粉煤灰；所述矿渣为S95粒化高炉矿渣；所述壳聚糖为虾壳二次提取的工业级水溶性壳聚糖。
作为优选，所述固化组分的粒径为200-450μm。
作为优选，所述水玻璃的模数为2.7-3.3。
作为优选，所述氢氧化钠浓度为40％-45％。
作为优选，所述水玻璃和氢氧化钠质量比为2:1。
作为优选，所述CSGP试剂在污染场地修复工程和污染土软基工程中污染土改良应用。
本发明还公布了一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂的应用方法，包括如下步骤：
S1.将含有粉煤灰和矿渣组成的固化组分，与含有水玻璃和氢氧化钠的增强组分混合均匀，通过搅拌机搅拌0.3-2小时，得到混合料；
S2.将得到混合料，按照5-30重量份混合料、100重量份的沿海滩涂污染土的比例混合得到修复土；
S3.在S2混合过程中加入水，使得修复土含水量为95-105％；
S4.向S3得到的修复土加入吸附组分壳聚糖，通过搅拌机搅拌0.4-2小时，得到改良土壤。
作为优选，所述S3中修复土含水量为98-102％。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，在以下实施例和对比例中，原料均通过常规的商购获得；
PO 42.5普通硅酸盐水泥购自葛洲坝石门特种水泥有限公司；
粉煤灰购自巩义市龙泽净水材料有限公司；
矿渣购自巩义市龙泽净水材料有限公司；
水玻璃购自嘉善县优瑞耐火材料有限公司；
氢氧化钠购自国药集团化学试剂有限公司；
壳聚糖购自山东骄阳生物科技有限公司。
实施例1：称取10g矿渣、5g粉煤灰、3g水玻璃、2g氢氧化钠，将其置于全自动搅拌机于室温(22℃±2)下搅拌0.3h，得到混合料；称取200g土料(干重，取自厦门市环东海域滩涂地区，下同)、20g上述混合料和加入100mL水混合，再加入0.2g壳聚糖和置于全自动搅拌机中于室温(22℃±2)下搅拌0.4h，得到改良污染土T1。
实施例2：称取12g矿渣、4g粉煤灰、4g水玻璃、2g氢氧化钠，将其置于搅拌机中于室温(22℃±2)下搅拌0.3h，得到混合料；称取200g土料(干重)、20g上述混合料和100mL水混合、再加入0.2g壳聚糖置于搅拌机中于室温(22℃±2)下搅拌0.4h，得到改良土T2。
实施例3：称取16g矿渣、7g粉煤灰、4.5g水玻璃、2.5g氢氧化钠，将其置于搅拌机中于室温(22℃±2)下搅拌0.3h，得到混合料；称取200g土料(干重)、30g上述混合料和100mL水混合、再加入0.3g壳聚糖置于搅拌机中于室温(22℃±2)下搅拌0.4h，得到改良土T3。
实施例4：按照实施例1的方法进行，所不同的是，壳聚糖的加入量为0.5g。
对比例1：按照实施例1的方法进行，所不同的是，未加入壳聚糖。
对比例2：按照实施例1的方法进，所不同的是，仅添加20g普通硅酸盐水泥。
测试例1-6，本测试例用于说明本发明提供的沿海滩涂污染土CSGP试剂固化/稳定化方法的效果。
按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)、《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)测定实施例1-4和对比例1-2中改良沿海滩涂污染土的7天和28天的无侧限抗压强度(Mpa)和28天的污染物溶出值(mg/L)。测试结果见下表1
物溶出值(mg/L)。测试结果见下表1。
表1测试结果
通过将实施例1-4与对比例1-2的结果相比较可知，将本发明提供的CSGP试剂应用于沿海滩涂污染土修复中，可以明显提高沿海滩涂污染土的抗压强度和污染物稳定性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于，包括有固化组分、增强组分和吸附组分；其中，以干基计，所述固化组分为20-30重量份粉煤灰和50-60重量份矿渣；所述增强组分为10-20重量份水玻璃和5-10重量份氢氧化钠；所述吸附组分为0.5-3.0重量份壳聚糖。
2.根据权利要求1所述的一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于：矿渣为55-60重量份、粉煤灰为25-30重量份、水玻璃为15-20重量份、氢氧化钠为6-10重量份、壳聚糖的含量为1.0-2.5重量份。
3.根据权利要求1-2所述的一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于：所述固化组分的粒径为200-600μm，所述水玻璃的模数为2.5-3.5，所述氢氧化钠浓度为30％-50％，所述水玻璃和氢氧化钠质量比为1.5:1-2.5:1，所述粉煤灰为F类I级粉煤灰；所述矿渣为S95粒化高炉矿渣；所述壳聚糖为虾壳二次提取的工业级水溶性壳聚糖。
4.根据权利要求3所述的一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于：所述固化组分的粒径为200-450μm。
5.根据权利要求3所述的一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于：所述水玻璃的模数为2.7-3.3。
6.根据权利要求3所述的一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于：所述氢氧化钠浓度为40％-45％。
7.根据权利要求3所述的一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于：所述水玻璃和氢氧化钠质量比为2:1。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂，其特征在于：所述CSGP试剂在污染场地修复工程和污染土软基工程中污染土改良应用。
9.一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂的应用方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.将含有粉煤灰和矿渣组成的固化组分，与含有水玻璃和氢氧化钠的增强组分混合均匀，通过搅拌机搅拌0.3-2小时，得到混合料；
S2.将得到混合料，按照5-30重量份混合料、100重量份的沿海滩涂污染土的比例混合得到修复土；
S3.在S2混合过程中加入水，使得修复土含水量为95-105％；
S4.向S3得到的修复土加入吸附组分壳聚糖，通过搅拌机搅拌0.4-2小时，得到改良土壤。
10.根据权利要求9任意一项所述的一种用于滩涂污染土修复的CSGP试剂的应用方法，其特征在于：所述S3中修复土含水量为98-102％。
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