CN104386889A - 一种复合型重金属污染河道底泥的高效淋洗处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合型重金属污染河道底泥的高效淋洗处理方法， 本发明的方法是将河流底泥与水按1∶3的质量比混合成泥浆，对底泥浆进行酸化、氧化处理，然后添加络合剂和表面活性剂。混合后使用超声波处理5分钟，然后过滤，底泥加石灰中和，得到修复后的底泥与含重金属的废水。对重金属废水使用化学沉降剂进行化学沉降，调节PH至中性，得清液与含Cr、As、Hg的重金属渣。优点在于：处理周期短，处理效果好，能够使河流底泥中Cr、As、Hg的去除率均大于80%。由于采用超声波辅助酸化氧化法，可破坏重金属的络合形态。且所得的废水可循环利用，本方法运行成本较低。

Description

一种复合型重金属污染河道底泥的高效淋洗处理方法
技术领域
本发明涉及一种去除河流底泥中重金属的方法，具体涉及一种利用酸化、氧化处理，然后添加络合剂（六偏磷酸钠）和表面活性剂（聚乙烯磺酸钠）后，使用超声波进行去除河流底泥中含Cr、As、Hg重金属的技术方法。
背景技术
涉重企业点多面多，分布于电镀、电池、电解、采矿、冶炼、农药、医药、油漆、颜料、五金、机械、化妆品、陶瓷、化工等众多行业，废水一般都排入河道。因此河道底泥的重金属污染种类众多，以深圳市茅洲河为例，表现为复合型重金属污染，其中毒性较大，含量较高的为Cr、As、Hg、Pb、Cd（见下表）。
表 1 茅洲河底泥重金属含量（ mg/kg ）
当前国内外对重金属污染底泥的处理处置方法主要有底泥掩蔽、电动修复、化学淋洗、植物修复、微生物修复、固化/稳定化技术等。其中化学淋洗是最常用的去除底泥重金属的方法，但是对Cr，一般底泥中主要以Cr3+存在，溶解度低，淋洗法要求将其氧化成Cr6+才能处理。而对于As，淋洗法要求将其还原成溶解度较大的As3+才能处理，二者彼此矛盾，若先后处理，则废水量和处理成本明显增加，而且加重了底泥有用成分的流失，对底泥的园林绿化应用等有一定影响。
目前国内外现有专利对含Cr、As、Hg复合污染底泥，均无高效（去除率80%）的淋洗处理方法。土壤性质与底泥相近，专利“一种用于重金属和砷汞污染土壤的化学淋洗修复方法”（CN200810198394.0）内容为：采集广州氮肥厂原仓库污染土壤，其砷含量 74.4mg/kg，铜 325.0mg/kg，镉1.73mg/kg，铅 254.4mg/kg，锌 258.6mg/kg，PH=7.31。土壤风干，过2mm筛。取l g土壤于离心管中，加入0.01 M Na2EDTA溶液（液固比20:1）振荡洗涤，离心，弃其洗出液。处理后的土壤加入0.1 M草酸溶液振荡洗涤，离心，弃其洗出液；草酸溶液和土壤的液固体积比为再对处理后的土壤，加入0.l M KI溶液在室温下振荡洗涤，离心，弃其洗出液，KI和土壤的液固体积比为 20:l。重金属的累计去除率为：As 49.9%，Cd 47.9%，Cu 73.1%，Pb 26.7%，Zn 40.1%，Hg 40.1%。以上各项均不能达到茅洲河底泥修复目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种成本低、处理周期短、效果好、可同时去除底泥中Cr、As、Hg等重金属的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：将河流底泥与水按1∶3的质量比混合成泥浆，对底泥浆进行酸化、氧化处理，然后添加络合剂和表面活性剂。混合后使用超声波处理5分钟，然后过滤，底泥加石灰中和，得到修复后的底泥与含重金属的废水。对重金属废水使用化学沉降剂进行化学沉降，调节pH至中性，得清液与含Cr、As、Hg的重金属渣。
上述的酸化过程包括向底泥浆中边搅拌边加入酸，调节PH至2.0。所述酸为盐酸或硫酸，有机酸为柠檬酸。
上述的氧化过程包括向所述酸化处理后的混合物中边搅拌边加入双氧水。双氧水的质量根据需氧化的成分而定。
所述的络合剂为六偏磷酸钠。
所述的表面活性剂为聚乙烯磺酸钠。
所述的化学沉降剂为为PAM和Na2S。
上述的方法中，化学沉降所得的清液可用于泥浆的制备，或输送至污水处理厂。所得的重金属渣可填埋或回收利用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明方法的处理周期短，处理效果好，能够使河流底泥中Cr、As、Hg的去除率均大于80%。由于采用超声波辅助酸化氧化法，可破坏重金属的络合形态。且所得的废水可循环利用，本方法运行成本较低。
具体实施方式：
一种高效去除河道底泥中Cr、As、Hg等重金属的方法，将河流底泥与水按1∶3的质量比混合成泥浆，对底泥浆进行酸化、氧化处理，然后添加络合剂和表面活性剂。混合后使用超声波处理3〜10分钟，然后过滤，底泥加石灰中和，得到修复后的底泥与含重金属的废水。对重金属废水使用化学沉降剂进行化学沉降，调节pH至中性，得清液与含Cr、As、Hg的重金属渣。
上述的酸化过程包括向底泥浆中边搅拌边加入酸，调节pH至2.0。所述酸为盐酸或硫酸，有机酸为柠檬酸。
上述的氧化过程包括向所述酸化处理后的混合物中边搅拌边加入双氧水。双氧水的质量根据需氧化的成分而定。
所述的络合剂为六偏磷酸钠。
所述的表面活性剂为聚乙烯磺酸钠。
所述的化学沉降剂为为PAM和Na2S。
上述的方法中，化学沉降所得的清液可用于泥浆的制备，或输送至污水处理厂。所得的重金属渣可填埋或回收利用。
实施例：
一种去除茅洲河底泥中Cr、As、Hg等重金属的方法，包括以下步骤：
测定：取茅洲河不同河段底泥（含水率60〜80%），烘干至含水率20%。取50 g烘干的底泥，利用X射线荧光光谱仪测定烘干的底泥中Cr、As、Hg的含量，分别为：302〜410 mg/kg，16〜42 mg/kg，0.5〜3 mg/kg。
底泥浆的制备：取100 g茅洲河不同河段底泥（含水率60〜80%），加入100〜200 ml去离子水，搅拌均匀，得泥浆。
酸化：取质量浓度为98%的工业级硫酸，一边搅拌一边缓慢将浓硫酸加入上述泥浆中，至pH为2。
氧化：向上述泥浆中加入30%的双氧水(质量为干泥的3〜10%)，搅拌均匀。添加剂：然后添加络合剂（六偏磷酸钠）和表面活性剂（聚乙烯磺酸钠）混合溶液，混合溶液中六偏磷酸钠和聚乙烯磺酸钠浓度均为0.01〜0.02 mol/L，溶液体积：干底泥质量为5〜15:1。
超声：上述产物置于超声波清洗器中超声3〜10分钟。
过滤：对微波加热后的产物进行固液分离，得到底泥与重金属废水。
中和：底泥加3〜10%的石灰中和。
沉降：重金属废水使用PAM和硫化钠进行化学沉降，调节pH至中性，得清液与含Cr、As、Hg的重金属渣。
检测：利用X射线荧光光谱仪测定处理后底泥中Cr、As、Hg的含量，分别为：15〜25 mg/kg，0.3〜1 mg/kg，0.01〜0.04 mg/kg。平均去除率分别为93%、97%、98%。

Claims (7)

1.一种复合型重金属污染河道底泥的高效淋洗处理方法，其特征在于：将河流底泥与水按1∶3的质量比混合成泥浆，对底泥浆进行酸化、氧化处理，然后添加络合剂和表面活性剂，混合后使用超声波处理5分钟，然后过滤，底泥加石灰中和，得到修复后的底泥与含重金属的废水；对重金属废水使用化学沉降剂进行化学沉降，调节PH至中性，得清液与含Cr、As、Hg的重金属渣。
2.根据权利要求1所述的一种高效去除河道底泥中Cr、As、Hg等重金属的方法，其特征在于：所述的酸化过程包括向底泥浆中边搅拌边加入酸，调节pH至2.0。
3.根据权利要求2所述的一种高效去除河道底泥中Cr、As、Hg等重金属的方法，其特征在于：所述的酸为盐酸或硫酸，有机酸为柠檬酸。
4.根据权利要求1所述的一种高效去除河道底泥中Cr、As、Hg等重金属的方法，其特征在于：沂述的氧化过程包括向所述酸化处理后的混合物中边搅拌边加入双氧水，双氧水的质量根据需氧化的成分而定。
5.根据权利要求1所述的一种高效去除河道底泥中Cr、As、Hg等重金属的方法，其特征在于：所述的络合剂为六偏磷酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种高效去除河道底泥中Cr、As、Hg等重金属的方法，其特征在于：所述的表面活性剂为聚乙烯磺酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种高效去除河道底泥中Cr、As、Hg等重金属的方法，其特征在于：所述的化学沉降剂为为PAM和Na2S。
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