CN104043645B - 一种砷污染土修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砷污染土修复方法，属于环境工程技术领域。该修复方法包括对砷污染土中砷的一次稳定、二次稳定、砷污染土固化，通过添加氯化铁，使土壤中的三价砷氧化成低毒性的五价砷，生成铁砷沉淀而实现砷的一次稳定，采用电石渣，通过形成钙砷沉淀而实现砷的二次稳定，采用磷酸镁水泥对砷污染土进行固化，提高了砷污染土固化体强度，使砷污染物钝化。该方法通过对砷污染土进行两次稳定，降低了污染土中砷的环境风险，保证了处理效果，磷酸镁水泥固化进一步增强了砷污染土抗环境侵蚀的能力，该方法具有无二次污染、成本低廉及资源利用率高等特点。

Description

一种砷污染土修复方法

技术领域

本发明公开了一种砷污染土修复方法，属于环境工程技术领域。

背景技术

砷在许多行业中广为应用，通过开采、加工、使用、废弃等过程使其大量残留到土壤中。根据全国土壤污染状况调查公报，砷污染点位超标率达2.7%。随着城市化、工业化进程的加快，越来越多的土地遭受砷污染；城市战略布局重新调整，大量的砷污染遗留场地急需治理。土壤砷污染具有隐蔽性、滞后性和长期性，难以修复。当土壤中砷积累到一定程度后，砷和砷化物一般可通过水、大气和食物等途径进入人体，直接危害人类健康。元素砷的毒性极低，砷化物均有毒性，三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强。砷污染中毒事件（急性砷中毒）或倒置的公害病（慢性砷中毒）已屡见不鲜。同时，砷和砷化物是植物强烈积累的元素，农作物的生长将受到抑制。

目前，对于砷污染土的修复技术主要包括固化稳定化法（中国专利公开号CN102974601A，公开日2013年3月20日，发明名称《一种砷污染土壤稳定剂及修复污染土壤的方法》），物理化学修复法(电法、化学淋洗和玻璃化法等)（中国专利公开号CN102974607A，公开日2013年3月20日，发明名称《一种砷污染土壤及废弃物的淋洗修复装置与修复方法》），以及植物修复法（中国专利公开号CN1981947，公开日2007年6月20日，发明名称《利用植物修复砷污染土壤的方法》）。固化稳定化法由于成本低，操作方便且处理效率高而受到广泛关注。但现有的砷污染土固化稳定化处理技术工艺相对落后，固化稳定药剂昂贵且污染环境，导致了砷污染土固化稳定化修复效率低下、成本高，二次污染及环境风险突出。

发明内容

针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种砷污染土修复方法，该方法具有修复效率高、处理效果好、成本低廉、无二次污染和资源化利用率高等优点，为了实现上述目的，其技术解决方案为：

一种砷污染土修复方法，按照以下步骤进行：

A）砷污染土中砷的一次稳定

确定砷污染土中砷的浓度，并计算砷的含量，将砷污染土与水按质量比为2：1混合，搅拌均匀后形成泥浆，向泥浆中添加氯化铁，氯化铁和污染土中砷的摩尔比为1：1，搅拌10分钟，对砷污染土中砷进行一次稳定；

B）砷污染土中砷的二次稳定

向经过一次稳定处理后的泥浆中添加电石渣，电石渣中钙与污染土中砷的摩尔比为1：1，搅拌10分钟，对砷污染土中砷进行二次稳定；

C）砷污染土固化

向经二次稳定处理后的泥浆中添加磷酸镁水泥，磷酸镁水泥与砷污染土的质量比为1：10，均匀搅拌2分钟，在常温、95%湿度条件下养护3-7天，对砷污染土进行固化。

所述的水为自来水或河水的一种。

所述的电石渣经球磨并过100目筛。

由于采用了以上技术方案，本发明的一种砷污染土修复方法，采用氯化铁对砷进行一次稳定，通过形成铁砷沉淀而减小砷的迁移性，采用电石渣对砷进行二次稳定，通过形成钙砷沉淀而减小砷的迁移性，保证了污染土中砷的处理效果，同时实现了电石渣的资源化利用，采用磷酸镁水泥对砷污染土进行固化，通过磷酸镁水泥水化形成的致密网状结构，实现对污染土中砷的包裹，且固化体强度增强，提高了砷污染土抵抗外部环境侵蚀的能力。该方法通过对污染土中砷进行两次稳定化，提高了砷的处理效率，保证了处理效果，具有无二次污染、成本低廉及资源利用率高等特点。

具体实施方式

一种砷污染土修复方法按照以下步骤进行：

A）砷污染土中砷的一次稳定

确定砷污染土中砷的浓度，并计算砷的含量，将砷污染土与水按质量比为2：1混合，水为自来水或河水的一种，搅拌均匀后形成泥浆，方便后续搅拌作业，同时为化学反应提供水环境，向泥浆中添加氯化铁，氯化铁和污染土中砷的摩尔比为1：1，氯化铁水解易形成含水氧化物，和砷反应形成铁砷不溶物，从而实现砷的稳定化，减小砷的迁移性，搅拌10分钟，保证充分反应，实现砷污染土中砷的一次稳定。

B）砷污染土中砷的二次稳定

向经过一次稳定处理后的泥浆中添加电石渣，电石渣经球磨并过100目筛，球磨可增大电石渣表面积，从而提高化学反应速度，电石渣中钙与污染土中砷的摩尔比为1：1，电石渣中含有大量的钙，可和砷发生反应生成钙砷不溶物而实现砷的钝化，减小砷的迁移性，搅拌10分钟，保证充分反应，实现砷污染土中砷的二次稳定。两次稳定确保污染土中砷的钝化，有效提高了污染土中砷的处理效果。

C）砷污染土固化

向经二次稳定处理后的泥浆中添加磷酸镁水泥，磷酸镁水泥与砷污染土的质量比为1：10，磷酸镁水泥水化产物具有强度大、稳定性好的特点，且水化反应速度快，同时，磷酸镁水泥水化反应能形成大量致密的网状胶凝体，砷能取代水化产物在的磷，使砷牢牢地镶嵌在网状胶凝中，从而实现污染土中砷的包裹与钝化，均匀搅拌2分钟，保证充分反应，在常温、95%湿度条件下养护3-7天，实现砷污染土的固化，提高固化体强度，增强砷污染土抗外部环境侵蚀的能力。

实施案例

下面结合相关实施案例进一步详细叙述：

实施案例1

湖北某工地砷污染土处理，通过化学测试确定砷污染土中砷的浓度为500mg/kg，计算100kg砷污染土中砷的含量为50g，即0.667摩尔，向100kg砷污染土中添加自来水50kg，搅拌均匀后形成泥浆，向泥浆中添加氯化铁，氯化铁与砷污染土中砷的摩尔比为1：1，均匀搅拌泥浆10分钟，选用钙含量为85%的电石渣，经球磨并过100目筛后加入泥浆中，确保电石渣中钙与污染土中砷的摩尔比为1：1，均匀搅拌泥浆10分钟，向泥浆中添加磷酸镁水泥10kg，均匀搅拌2分钟，在常温、95%湿度条件下养护3天。处理后砷污染土浸出浓度为0.22mg/L，达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)要求。

实施案例2

湖南某工地砷污染土处理，通过化学测试确定砷污染土中砷的浓度为1000mg/kg，计算200kg砷污染土中砷的含量为200g，即2.669摩尔，向200kg砷污染土中添加河水100kg，搅拌均匀后形成泥浆，向泥浆中添加氯化铁，氯化铁与砷污染土中砷的摩尔比为1：1，均匀搅拌泥浆10分钟后，选用钙含量为88%的电石渣，经球磨并过100目筛后加入泥浆中，确保电石渣中钙与污染土中砷的摩尔比为1：1，均匀搅拌泥浆10分钟，向泥浆中添加磷酸镁水泥20kg，均匀搅拌2分钟，在常温、95%湿度条件下养护5天。处理后砷污染土浸出浓度为0.14mg/L，达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)要求。

实施案例3

广州某工地砷污染土处理，通过化学测试确定砷污染土中砷的浓度为5000mg/kg，计算500kg砷污染土中砷的含量为2500g，即33.368摩尔，向500kg砷污染土中添加自来水250kg，搅拌均匀后形成泥浆，向泥浆中添加氯化铁，氯化铁与砷污染土中砷的摩尔比为1：1，均匀搅拌泥浆10分钟后，选用钙含量为93%的电石渣，经球磨并过100目筛后加入泥浆中，确保电石渣中钙与污染土中砷的摩尔比为1：1，均匀搅拌泥浆10分钟，向泥浆中添加磷酸镁水泥50kg，均匀搅拌2分钟，在常温、95%湿度条件下养护7天。处理后砷污染土浸出浓度为0.07mg/L，达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)要求。

Claims (3)

1.一种砷污染土修复方法，其特征在于：所述的修复方法按照以下步骤进行：

A）砷污染土中砷的一次稳定

确定砷污染土中砷的浓度，并计算砷的含量，将砷污染土与水按质量比为2：1混合，搅拌均匀后形成泥浆，向泥浆中添加氯化铁，氯化铁和污染土中砷的摩尔比为1：1，搅拌10分钟，对砷污染土中砷进行一次稳定；

B）砷污染土中砷的二次稳定

向经过一次稳定处理后的泥浆中添加电石渣，电石渣中钙与污染土中砷的摩尔比为1：1，搅拌10分钟，对砷污染土中砷进行二次稳定；

C）砷污染土固化

向经二次稳定处理后的泥浆中添加磷酸镁水泥，磷酸镁水泥与砷污染土的质量比为1：10，均匀搅拌2分钟，在常温、95%湿度条件下养护3-7天，对砷污染土进行固化。

2.如权利要求1所述的一种砷污染土修复方法，其特征在于：所述的水为自来水或河水的一种。

3.如权利要求1所述的一种砷污染土修复方法，其特征在于：所述的电石渣经球磨并过100目筛。