用于鉻污染土壤修復的固化劑及修復方法技術

本發明專利技術公開了一種用于鉻污染土壤修復的固化劑及修復方法。本發明專利技術的固化劑，它是由以下質量份的物質組成：2～3份硫酸亞鐵，5～8份水泥，3～5份多孔無機材料基料；其中，所述多孔無機材料基料是由氧化鋁、硅酸鋁和氧化鐵按質量比為1.8～2.2：5～6：2.5～3混合組成。本發明專利技術通過還原解毒與固化劑相結合的方法有效溫度固化污染土壤中的重金屬鉻，再進過后期高溫煅燒的方法進一步穩定土壤中的鉻。本發明專利技術實現了對鉻污染土壤的修復治理，調整效果好，操作簡單，成本低廉，修復后的土壤中鉻浸出濃度含量低于國家標準，并使得修復的土壤直接進行建材的生產，避免了傳統的填埋方法，大大的節約了土地資源，具有一定的經濟效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種污染土壤的資源再利用方法，具體涉及一種用于鉻污染土壤修復的固化劑及修復方法。
技術介紹
當前土壤重金屬污染已經成為嚴重的環境污染問題，并且成為當今危害人類健康的重要因素之一。與此同時，土壤重金屬污染修復與治理研究是環境污染治理研究的重點與熱點。在自然界中，重金屬很難被微生物代謝降解，進入土壤中很難消除，不同條件下，重金屬存在的形態與價態不一樣，其毒性與活性也會有明顯的不同，重金屬鉻(Cr)元素就是比較突出的一種，土壤中鉻通常存在四種形態，不同的形態所表現的毒性強弱也不同，其形態有三價鉻Cr(III)(Cr3+陽離子和CrO22-陰離子)和六價鉻Cr(VI)(Cr2O72-和CrO42-兩種陰離子)；六價鉻的毒性極強，極易溶于水，遷移性極強；而三價鉻的毒性比六價鉻的毒性低一百倍左右，其遷移性相較于六價鉻較弱。土壤中鉻主要以六價鉻的形態存在，相對于六價鉻，三價鉻毒性較低，對環境影響較小，且在自然條件下六價鉻易于倍還原成三價鉻，而三價鉻難以轉化為六價鉻，因此對鉻污染土壤修復處理主要考慮對六價鉻進行修復處理，鉻污染土壤的修復機制通常有兩種：一是將鉻從污染土壤中清除，二是改變六價鉻在土壤中的存在形態，將六價鉻還原為三價鉻，降低其在環境中的遷移能力和生物可利用性。鉻污染土壤修復技術主要有以下幾種方法：固定穩定化、植物修復和化學萃取等方法。植物修復是公認的較為理想的原位土壤治理技術，但存在明顯的缺點：特定的超累積植物篩選復雜，同時植株矮小、生物量較低、生長速度慢、生長周期長；后期的植被生長管理成本大，周期長，同時植物修復受到土壤類型、溫度、濕度和營養等環境條件的限制。土壤的化學萃取過程是將萃取液向土壤表面擴散、溶解污染物質，同時萃取出的污染物在土壤內部擴散、萃取出的污染物從土壤表面向流體擴散，最后收集齊萃取后液。但是化學萃取液中往往含有大量的重金屬，如果不加以處理而直接排放會造成二次污染，有一定的環境風險隱患。固定穩定化主要以降低土壤中重金屬的含量或使其鈍化以達到改善土壤理化性質，最終以恢復土壤生態的正常功能為目的。該方法的關鍵是選擇經濟有效的固化劑，通過加入固化劑，繼而產生沉淀、吸附、離子交換、腐殖化、氧化還原等一系列反應，降低重金屬離子在土壤環境中的生物有效性和遷移性。目前相關的研究多集中在酸性硫酸鹽土，而且對于該土壤的改良的研究也較為零散。而對于受到重金屬污染的土壤，土壤重金屬含量及生物毒性高等問題仍沒有有效的解決辦法。當前去除土壤中的鉻已經成為技術性難點，因此有必要尋找一種長期穩定鉻，并不造成二次污染的更科學、合理、經濟的方法。
技術實現思路
[要解決的技術問題]本專利技術的目的是解決上述現有技術問題，提供一種用于鉻污染土壤修復的固化劑及修復方法。[技術方案]為了達到上述的技術效果，本專利技術采取以下技術方案：本專利技術通過還原解毒與固化劑相結合的方法有效溫度固化污染土壤中的重金屬鉻，再進過后期高溫煅燒的方法進一步穩定土壤中的鉻。一種用于鉻污染土壤修復的固化劑，它是由以下質量份的物質組成：2～3份硫酸亞鐵，5～8份水泥，3～5份多孔無機材料基料；其中，所述多孔無機材料基料是由氧化鋁、硅酸鋁和氧化鐵按質量比為1.8～2.2：5～6：2.5～3混合組成。本專利技術更進一步的技術方案，所述硫酸亞鐵的純度為分析純。本專利技術更進一步的技術方案，所述水泥為硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥。本專利技術更進一步的優選實施方案，所述多孔無機材料基料是由氧化鋁、硅酸鋁和氧化鐵按質量比為2：5：3混合組成。一種利用上述所述的固化劑進行的鉻污染土壤修復方法，它包括以下步驟：(1)修復固化首先，對需要修復的土壤進行開挖，然后運輸至特定的土壤修復場地；然后，將需要修復的土壤進行破碎、篩分，按照固化劑與需要修復的土壤的質量比為1.5～3：100的比例加入固化劑并混合均勻；接著，向混合均勻的土壤中加入水至含水率達30～40％，放置5～9天后，得到修復后的土壤；(2)煅燒將修復后的土壤運送至磚窯廠中，在溫度為800～1200℃的條件下煅燒制成磚材；煅燒過程中加入發泡劑。本專利技術更進一步的優選實施方案，所述固化劑與需要修復的土壤的質量比為1.5～2.5：100。本專利技術另一個的優選實施方法，所述煅燒的溫度為1000～1100℃。下面將詳細地說明本專利技術。本專利技術中，固化劑的硫酸亞鐵用于將六價鉻還原解毒為三價鉻；然后，三價鉻在水泥的作用下進行固化、包覆。多孔無機材料基料中的氧化鋁、硅酸鋁和氧化鐵需要在高溫熔融煅燒的過程中加入發泡劑形成多孔無機材料，當固化劑與鉻污染土壤混合后經過初步的修復和固化，再在800～1200℃下煅燒加入發泡劑，可促進多孔無機材料基料形成多孔無機材料，以便進一步對三價鉻離子進行包裹、吸附，以增強對鉻離子的固化作用，所述發泡劑按常規發泡劑使用量添加。此外，經過煅燒固化后的土壤可直接生產成磚材，并且磚材中的鉻后期可達到長期穩定的效果，達到國家建材安全要求，滿足國家鉻渣污染治理環境保護技術規范HJ/T301-2007。當本專利技術的固化劑與土壤的質量比為1.5～3：100時，其還原解毒、固化的效果最好，固化劑加入量較少時，鉻污染土壤的還原解毒、固化的效果不佳；加入量過大時，浪費固化劑。并且在溫度為800～1200℃的條件下進行煅燒，可以保證鉻污染土壤的還原解毒、固化效果最好。溫度過高其還原解毒、固化的效果得不到的進一步提升的同時還浪費燃料資源。本專利技術將鉻污染土壤與固化劑混合均勻后，需放置5～9天至土壤中的鉻離子失去其生物有效性，從而實現土壤的修復。[有益效果]本專利技術與現有技術相比，具有以下的有益效果：經過本專利技術的固化劑修復的土壤，滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》；可送入生活垃圾填埋場填埋處理；此外，利用本專利技術的修復方法可以使污染土壤經過煅燒制成磚材，從而實現了資源再利用，大大節約了資源，且有一定的經濟價值。本專利技術提供的固化劑和修復方法，能夠有效的降低污染土壤中的溶解鉻；實現了對鉻污染土壤的修復治理，調整效果好，操作簡單，成本低廉，修復后的土壤中鉻浸出濃度含量低于國家標準，并使得修復的土壤直接進行建材的生產，避免了傳統的填埋方法，大大的節約了土地資源，具有一定的經濟效益。附圖說明圖1為本專利技術實施例1～3與對比實施例1～3修復后的土壤的鉻浸出濃度示意圖。圖2為本專利技術實施例4、5和對比實施例4、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于鉻污染土壤修復的固化劑，其特征在于它是由以下質量份的物質組成：2～3份硫酸亞鐵，5～8份水泥，3～5份多孔無機材料基料；其中，所述多孔無機材料基料是由氧化鋁、硅酸鋁和氧化鐵按質量比為1.8～2.2：5～6：2.5～3混合組成。

【技術特征摘要】
1.一種用于鉻污染土壤修復的固化劑，其特征在于它是由以下質量份的物質
組成：2～3份硫酸亞鐵，5～8份水泥，3～5份多孔無機材料基料；
其中，所述多孔無機材料基料是由氧化鋁、硅酸鋁和氧化鐵按質量比為
1.8～2.2：5～6：2.5～3混合組成。
2.根據權利要求1所述的用于鉻污染土壤修復的固化劑，其特征在于所述硫
酸亞鐵的純度為分析純。
3.根據權利要求1所述的用于鉻污染土壤修復的固化劑，其特征在于所述水
泥為硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥。
4.根據權利要求1所述的用于鉻污染土壤修復的固化劑，其特征在于所述多
孔無機材料基料是由氧化鋁、硅酸鋁和氧化鐵按質量比為2：5：3混合組
成。
5.一種利用權利要求1～4任意一項所述的固化劑進行的鉻污染土壤修復方
法，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳勇，陳文清，劉文超，王清森，蔣茜茜，潘露露，
申請(專利權)人：四川大學，
類型：發明
國別省市：四川;51