一種利用沼渣及硫酸亞鐵協(xié)同處理污染土壤中六價(jià)鉻的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用沼渣及硫酸亞鐵協(xié)同處理污染土壤中六價(jià)鉻的方法的方法，將沼渣、碳源與硫酸亞鐵混合配制成混合藥劑，用于處理含鉻土壤。過程中沼渣中的硫酸鹽還原菌還原硫酸亞鐵中的硫酸鹽，生成硫化物，在更加有效還原六價(jià)鉻的同時(shí)，避免了硫酸鹽的二次污染，同時(shí)沼渣中可以還原六價(jià)鉻的硫酸鹽還原菌也大規(guī)模增長。
【專利說明】
一種利用沼渣及硫酸亞鐵協(xié)同處理污染土壤中六價(jià)鉻的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供一種利用沼渣及硫酸亞鐵協(xié)同處理污染土壤中六價(jià)鉻的方法的方法，將沼渣、碳源與硫酸亞鐵混合配制成混合藥劑，用于處理含鉻土壤。過程中沼渣中的硫酸鹽還原菌還原硫酸亞鐵中的硫酸鹽，生成硫化物，在更加有效還原六價(jià)絡(luò)的同時(shí)，避免了硫酸鹽的二次污染，屬環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻及其化合物是冶金、金屬加工、電鍍、制革、油漆、顏料等行業(yè)常用的基本原料，在上述行業(yè)的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含鉻廢氣、廢水和廢渣，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。而另一方面，如何進(jìn)行含鉻土壤的修復(fù)一直是環(huán)保界的難題。處置方法雖然眾多，但大多數(shù)存在各種各樣的問題。專利號(hào)201210059303.1介紹了一種鉻渣污染土壤異位淋洗修復(fù)設(shè)備及修復(fù)方法，該方法通過淋洗將Cr(VI)轉(zhuǎn)移出土壤然后對水相污染進(jìn)行處理。一方面該法是異位修復(fù)，成本較高。且該法淋洗工藝繁瑣，且水相中含有大量的顆粒物及六價(jià)鉻，處理成本較高，且修復(fù)后土壤仍殘留一定六價(jià)絡(luò)，需進(jìn)一步穩(wěn)定化。專利號(hào)201110206468.2介紹了一種電化學(xué)異位修復(fù)含鉻土壤的方法。該法雖能將含鉻土壤修復(fù)，但是其耗電量極大，且處理時(shí)間較長，不適合規(guī)?；幹煤t土壤。而目前的原位修復(fù)方法所用的亞鐵或硫化物等化學(xué)試劑也都存在著二次污染問題，且很容易被環(huán)境氧化導(dǎo)致功能失效。專利號(hào)201310642919.6介紹了一種利用有機(jī)廢物原位修復(fù)含Cr(VI)場地的方法，這是一種可以低成本的處置六價(jià)鉻土壤，但是此法只能針對底部是天然防滲層的土壤，否則將會(huì)加速六價(jià)鉻向地下滲透，造成六價(jià)鉻的擴(kuò)散。
[0003]目前含鉻土壤主流工藝依然是利用硫酸亞鐵還原六價(jià)鉻，但硫酸亞鐵pH過低，有腐蝕性，且在空氣中容易氧化失活，亞鐵也容易被土壤吸附截濾，滲透性差，因此對六價(jià)鉻的還原只能是短期的，不能長久還原。為了有效處理含鉻土壤，往往要添加過量的硫酸亞鐵，而這又容易帶來硫酸根的二次污染。專利號(hào)201410101586.0介紹了一種利用硫酸亞鐵原位修復(fù)含Cr(VI)場地的方法，由于亞鐵在空氣中容易氧化失效，因此該法用低pH檸檬酸來抑制其氧化并增加亞鐵滲透，但是相應(yīng)增加了成本，且使得土壤酸化，同時(shí)依然帶來了硫酸鹽的二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種利用沼渣及硫酸亞鐵協(xié)同處理含鉻土壤的方法的方法，將沼渣、碳源與硫酸亞鐵混合配制成混合藥劑，用于處理含鉻土壤。過程中沼渣中的硫酸鹽還原菌還原硫酸亞鐵中的硫酸鹽，生成硫化物，在更加有效還原六價(jià)絡(luò)的同時(shí)，避免了硫酸鹽的二次污染，同時(shí)沼渣中可以還原六價(jià)鉻的硫酸鹽還原菌也大規(guī)模增長。其包含以下步驟:
(I)將沼渣、碳源溶液與硫酸鈉按照一定比例混合，控制混合后溶液干沼渣含量為0.1-20%，含固率0.5-25%，有機(jī)碳含量0.5-20%，有機(jī)碳/硫酸鹽(以S04計(jì))的質(zhì)量比為(1_50):1，混合后的溶液反應(yīng)0-5天，獲得鉻土壤修復(fù)藥劑；
(2)將含鉻場地土壤開挖出來，將場地土壤破碎至粒徑1mm以下，隨后與步驟(I)所述藥劑及硫酸亞鐵混合，混合比例為硫酸亞鐵、含鉻土壤與藥劑的質(zhì)量比為(0-1): 1:(0.1-
0.8)，隨后加入適量水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間保持土壤含水率5-80%，養(yǎng)護(hù)1-20天后，土壤修復(fù)完畢。在這一過程中，硫酸亞鐵等還原劑初步將高濃度含鉻土壤降低至沼渣菌劑可以承受的范圍內(nèi)，隨后利用沼渣菌劑的生化作用進(jìn)一步將含鉻土壤六價(jià)鉻降至痕量。
[0005]相比傳統(tǒng)的含鉻土壤處理方法，本方法有如下優(yōu)勢:
1.所培養(yǎng)的硫酸鹽還原菌群本身為土著菌群，自然耐受力強(qiáng)，容易在場地大規(guī)模繁衍，可以持久有效還原六價(jià)鉻，且不會(huì)造成生態(tài)問題；
2.沼渣菌劑中的硫酸鹽還原菌還原硫酸亞鐵中的硫酸鹽，生成硫化物，在更加有效還原六價(jià)鉻的同時(shí)，避免了硫酸鹽的二次污染；
3.該沼渣菌劑還原六價(jià)鉻有兩大原理，一個(gè)是硫酸鹽還原菌本身就有利用碳源還原六價(jià)鉻的特性，但反應(yīng)較慢，第二個(gè)是硫酸鹽還原菌代謝產(chǎn)物硫化氫本身就能夠還原六價(jià)鉻，同時(shí)由于其還原六價(jià)鉻是化學(xué)反應(yīng)，因此反應(yīng)十分迅速，這也是本生態(tài)菌劑相比其它菌劑能夠高效處置含鉻土壤的原因；
4.還原后的三價(jià)鉻與硫酸鹽還原菌代謝產(chǎn)物硫化物形成硫化鉻沉淀，使得土壤中三價(jià)鉻更加穩(wěn)定，顯著優(yōu)于其它生化工藝；
5.由于厭氧沼渣及碳源的存在，形成了還原性氣氛，可以有效緩解亞鐵被空氣氧化，減少了硫酸亞鐵的使用量;同時(shí)該法有效融合了亞鐵還原快而沼渣菌劑可以持久有效對六價(jià)鉻進(jìn)行還原的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免了硫酸亞鐵不能持續(xù)對六價(jià)鉻進(jìn)行還原的劣勢；
6.硫酸亞鐵的添加保護(hù)了硫酸鹽還原菌不受六價(jià)鉻的氧化毒害。
[0006]具體實(shí)施實(shí)例如下:
實(shí)施例1:
(1)將沼渣、碳源溶液與硫酸鈉按照一定比例混合，控制混合后溶液干沼渣含量為0.1-5%，含固率0.5-5%，有機(jī)碳含量0.5-5%，有機(jī)碳/硫酸鹽(以S04計(jì))的質(zhì)量比為1:1，混合后的溶液進(jìn)行生化反應(yīng)I天，獲得鉻土壤修復(fù)藥劑；
(2)將含鉻場地土壤開挖出來，將場地土壤破碎至粒徑1mm以下，隨后與步驟(I)所述藥劑及硫酸亞鐵混合，混合比例為硫酸亞鐵、含鉻土壤與藥劑的質(zhì)量比為0.05:1:0.5，隨后加入適量水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間保持土壤含水率5-80%，養(yǎng)護(hù)15天后，土壤中六價(jià)鉻含量從2400mg/kg降至3mg/kg，修復(fù)達(dá)標(biāo)。
[0007]實(shí)施例2:
(1)將沼渣、碳源溶液與硫酸鈉按照一定比例混合，控制混合后溶液干沼渣含量為5-15%，含固率5-15%，有機(jī)碳含量5-15%，有機(jī)碳/硫酸鹽(以S04計(jì))的質(zhì)量比為1:1，混合后的溶液進(jìn)行生化反應(yīng)I天，獲得鉻土壤修復(fù)藥劑；
(2)將含鉻場地土壤開挖出來，將場地土壤破碎至粒徑1mm以下，隨后與步驟(I)所述藥劑及硫酸亞鐵混合，混合比例為硫酸亞鐵、含鉻土壤與藥劑的質(zhì)量比為0.2:1:0.4，隨后加入適量水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間保持土壤含水率80%，養(yǎng)護(hù)15天后，土壤中六價(jià)鉻含量從15400mg/kg降低至4mg/kg，修復(fù)達(dá)標(biāo)。
[0008]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用沼渣及硫酸亞鐵協(xié)同處理污染土壤中六價(jià)鉻的方法，其特征是，包含以下步驟: (1)將沼渣、碳源溶液與硫酸鈉按照一定比例混合，控制混合后溶液干沼渣含量為0.1-20%，含固率0.5-25%，有機(jī)碳含量0.5-20%，有機(jī)碳/硫酸鹽(以S04計(jì))的質(zhì)量比為(1_50):1，混合后的溶液反應(yīng)0-5天，獲得鉻土壤修復(fù)藥劑； (2)將含鉻場地土壤開挖出來，將場地土壤破碎至粒徑1mm以下，隨后與步驟(I)所述藥劑及硫酸亞鐵混合，混合比例為硫酸亞鐵、含鉻土壤與藥劑的質(zhì)量比為(0-0.1): 1:(0.1-0.8)，隨后加入適量水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間保持土壤含水率5-80%，養(yǎng)護(hù)1-20天后，土壤修復(fù)完畢。2.如權(quán)利要求1所述的一種利用沼渣及硫酸亞鐵協(xié)同處理污染土壤中六價(jià)鉻的方法，其特征是，所述的沼渣為農(nóng)業(yè)、食品業(yè)有機(jī)廢物進(jìn)行干式、半干式及濕式厭氧發(fā)酵過程中的固體殘留物。3.如權(quán)利要求1所述的一種利用沼渣及硫酸亞鐵協(xié)同處理污染土壤中六價(jià)鉻的方法，其特征是，所述的碳源溶液可以為含有酒精、糖類、蛋白質(zhì)、淀粉等有機(jī)物的溶液，也可以為含工業(yè)有機(jī)垃圾、餐廚垃圾等有機(jī)固體廢物的溶液，也可以為工業(yè)及市政有機(jī)廢水。4.如權(quán)利要求1所述的一種利用沼渣及硫酸亞鐵協(xié)同處理污染土壤中六價(jià)鉻的方法，其特征是，鉻污染土壤可以被鉻渣等工業(yè)固體廢物替代。
【文檔編號(hào)】B09C1/10GK106040734SQ201610370388
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】張大磊, 李健, 孫簫
【申請人】青島理工大學(xué)