用于鉻污染土壤修復(fù)的固化劑及修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明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(fù) 的固化劑及修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當前土壤重金屬污染已經(jīng)成為嚴重的環(huán)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(fù)與治理研究是環(huán)境污染治理研究的重點 與熱點。
[0003] 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(tài)與價態(tài)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(tài)，不同的形態(tài)所表現(xiàn)的毒性強弱也不同，其 形態(tài)有三價鉻Cr (I II)(Cr3+陽離子和Cr〇22_陰離子)和六價鉻Cr (VI)(Cr2〇72_和CrOA兩種陰 離子）；六價鉻的毒性極強，極易溶于水，迀移性極強;而三價鉻的毒性比六價鉻的毒性低一 百倍左右，其迀移性相較于六價鉻較弱。土壤中鉻主要以六價鉻的形態(tài)存在，相對于六價 鉻，三價鉻毒性較低，對環(huán)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(zhuǎn)化為六價鉻，因此對鉻污染土壤修復(fù)處理主要考慮對六價鉻進行修復(fù)處理，鉻 污染土壤的修復(fù)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(tài)，將六價鉻還原為三價鉻，降低其在環(huán)境中的迀移能力和生物可利用性。鉻污染 土壤修復(fù)技術(shù)主要有以下幾種方法:固定穩(wěn)定化、植物修復(fù)和化學(xué)萃取等方法。
[0004]植物修復(fù)是公認的較為理想的原位土壤治理技術(shù)，但存在明顯的缺點：特定的超 累積植物篩選復(fù)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(fù)受到土壤類型、溫度、濕度和營養(yǎng)等環(huán)境條件的限制。
[0005] 土壤的化學(xué)萃取過程是將萃取液向土壤表面擴散、溶解污染物質(zhì)，同時萃取出的 污染物在土壤內(nèi)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(xué)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(huán)境風(fēng)險隱患。
[0006] 固定穩(wěn)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(zhì)，最終以恢復(fù)土壤生態(tài)的正常功能為目的。該方法的關(guān)鍵是選擇經(jīng)濟有效的固化劑，通過 加入固化劑，繼而產(chǎn)生沉淀、吸附、離子交換、腐殖化、氧化還原等一系列反應(yīng)，降低重金屬 離子在土壤環(huán)境中的生物有效性和迀移性。
[0007] 目前相關(guān)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(jīng)成為技術(shù)性難點，因此有必要尋找一種長期穩(wěn)定鉻，并不 造成二次污染的更科學(xué)、合理、經(jīng)濟的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] [要解決的技術(shù)問題]
[0009] 本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種用于鉻污染土壤修復(fù)的固化劑 及修復(fù)方法。
[0010] [技術(shù)方案]
[0011] 為了達到上述的技術(shù)效果，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
[0012] 本發(fā)明通過還原解毒與固化劑相結(jié)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(wěn)定土壤中的鉻。
[0013] -種用于鉻污染土壤修復(fù)的固化劑，它是由以下質(zhì)量份的物質(zhì)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；
[0014] 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(zhì)量比為1.8~2.2: 5~6:2.5~3混合組成。
[0015]本發(fā)明更進一步的技術(shù)方案，所述硫酸亞鐵的純度為分析純。
[0016] 本發(fā)明更進一步的技術(shù)方案，所述水泥為硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥。
[0017] 本發(fā)明更進一步的優(yōu)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(zhì)量比為2:5:3混合組成。
[0018] 一種利用上述所述的固化劑進行的鉻污染土壤修復(fù)方法，它包括以下步驟：
[0019] ⑴修復(fù)固化
[0020] 首先，對需要修復(fù)的土壤進行開挖，然后運輸至特定的土壤修復(fù)場地；
[0021] 然后，將需要修復(fù)的土壤進行破碎、篩分，按照固化劑與需要修復(fù)的土壤的質(zhì)量比 為1.5~3:100的比例加入固化劑并混合均勻；
[0022]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(fù) 后的土壤；
[0023] (2)煅燒
[0024]將修復(fù)后的土壤運送至磚窯廠中，在溫度為800~1200°C的條件下煅燒制成磚材； 煅燒過程中加入發(fā)泡劑。
[0025] 本發(fā)明更進一步的優(yōu)選實施方案，所述固化劑與需要修復(fù)的土壤的質(zhì)量比為1.5 ~2·5:100〇
[0026] 本發(fā)明另一個的優(yōu)選實施方法，所述煅燒的溫度為1000~IlOOcC。
[0027]下面將詳細地說明本發(fā)明。
[0028]本發(fā)明中，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(fā)泡劑形成多孔無機材料，當固化劑與鉻污染土壤混合后經(jīng)過初步的 修復(fù)和固化，再在800~1200°C下煅燒加入發(fā)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(fā)泡劑 按常規(guī)發(fā)泡劑使用量添加。此外，經(jīng)過煅燒固化后的土壤可直接生產(chǎn)成磚材，并且磚材中的 鉻后期可達到長期穩(wěn)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(huán)境保護 技術(shù)規(guī)范HJ/T301-2007。當本發(fā)明的固化劑與土壤的質(zhì)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800~1200Γ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。本發(fā)明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(xiàn)土壤的修復(fù)。
[0029] [有益效果]
[0030] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果：
[0031]經(jīng)過本發(fā)明的固化劑修復(fù)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，利用本發(fā)明的修復(fù)方法可以使污染土壤經(jīng)過煅燒制成磚 材，從而實現(xiàn)了資源再利用，大大節(jié)約了資源，且有一定的經(jīng)濟價值。
[0032]本發(fā)明提供的固化劑和修復(fù)方法，能夠有效的降低污染土壤中的溶解鉻;實現(xiàn)了 對鉻污染土壤的修復(fù)治理，調(diào)整效果好，操作簡單，成本低廉，修復(fù)后的土壤中鉻浸出濃度 含量低于國家標準，并使得修復(fù)的土壤直接進行建材的生產(chǎn)，避免了傳統(tǒng)的填埋方法，大大 的節(jié)約了土地資源，具有一定的經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明實施例1~3與對比實施例1~3修復(fù)后的土壤的鉻浸出濃度示意圖。 [0034]圖2為本發(fā)明實施例4、5和對比實施例4、5修復(fù)后的土壤的鉻浸出濃度示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合本發(fā)明的實施例對本發(fā)明作進一步的闡述和說明。
[0036] 實施例1:
[0037]本發(fā)明用于鉻污染土壤修復(fù)的固化劑，它是由以下質(zhì)量份的物質(zhì)組成:2份分析純 的硫酸亞鐵，8份硅酸鹽水泥，4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(zhì)量比為2:5:3混合組成。
[0038]利用上述固化劑進行的鉻污染土壤修復(fù)方法，它包括以下步驟：
[0039] (1)修復(fù)固化
[0040]首先，對需要修復(fù)的土壤進行開挖，然后運輸至特定的土壤修復(fù)場地；
[0041]然后，將需要修復(fù)的土壤進行破碎、篩分，按照固化劑與需要修復(fù)的土壤的質(zhì)量比 為1.5:100的比例加入固化劑并混合均勻；
[0042]接著，向混合均勻的土壤中加入水至含水率達