CN104610973B - 修复铬污染土壤的淋洗剂及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种修复铬污染土壤的淋洗剂及方法，属于环境修复技术领域。该淋洗剂包括：十二烷基苯磺酸钠、双氧水和水，所述十二烷基苯磺酸钠、双氧水和水混合为混合溶液。本发明还公开一种修复铬污染土壤的方法，包括：将过筛的铬污染土壤与本发明所述的淋洗剂混合，超声波处理器处理后，静置，抽出上清液作为淋出液；向所述淋出液中加入固体还原剂将溶解态六价铬还原为三价铬沉淀物，分离沉淀物后，对所述淋出液回收再利用，对含有三价铬和铁元素的所述沉淀物集中处置，即完成超声强化修复铬污染土壤。该方法对土壤中铬的去除率可以达到95％以上。本发明采用超声波强化十二烷基苯磺酸钠与双氧水混合淋洗剂淋洗修复铬污染土壤，该方法具有对总铬修复效率高、处理时间短等特点。

Description

修复铬污染土壤的淋洗剂及方法
技术领域
本发明涉及环境修复技术领域，特别是涉及一种修复铬污染土壤的淋洗剂及方法。
背景技术
随着我国铬矿开采、冶炼、铬盐制造、电镀、制革、印染等相关产业的发展，大量铬元素随着工业“三废”而进入的土壤及地下水环境中，尤其是大量存在的铬渣堆，给周边生态环境及人体健康带来巨大压力。受污染的场地中，土壤中总铬(主要以六价和三价形态存在)可以达到10500mg/kg(其中六价铬浓度可以达到10000mg/kg)，远远超过我国《土壤环境治理标准》(GB 15618-1995)的三级标准400mg/kg，同时污染深度可以达到15m以上，地下水中六价铬浓度可以达到2000mg/L。
目前，针对铬污染土壤的修复技术主要有固化/稳定化技术、植物修复技术、电动修复技术、淋洗技术等。固化/稳定化技术未能从根本上将环境中重金属铬去除，固化体的处置将占用较大空间，且长期的环境安全性还未能得到充分论证。植物修复技术虽然具有成本低的优点，但修复周期较长，一般需要5～10年以上的时间。电动修复技术较适宜质地结构较为均一的污染土壤，且在修复过程中消耗大量电能，修复成本较高。淋洗修复技术作为一种快速、高效的修复技术，已经有相关的现场工程应用案例。但筛选高效的淋洗剂、强化淋洗效果、寻找经济有效的洗出液处理及淋洗剂回收再利用方法仍然在不断被报道。专利文献(申请号：201210059303.1)和(申请号：201410158901.3)公布的淋洗修复方法中均采用一种或多种有机酸混合液作为淋洗剂，致使淋出液pH值较低，不利于后续重金属的去除及淋洗剂的回收再利用。专利文献(申请号：201310689172.X)采用1％～70％的聚环氧琥珀酸(PESA)作为淋洗剂来修复铬污染土壤，但PESA作为一种人工螯合剂，价格较高，若没有经济有效的回收再生方法，将极大增加淋洗修复成本。专利文献(申请号：201310493630.2)公布了一种六价铬污染土壤的淋洗方法，该方法采用盐酸作为淋洗剂，淋洗搅拌3～6小时，存在淋出液难处理、淋洗处理时间长的问题。以上专利文献主要针对六价铬，对土壤中总铬，尤其是不易淋洗的三价铬则较少涉及。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种修复铬污染土壤的淋洗剂及方法，利用该淋洗剂对粘土中总铬(包括不易淋洗的三价铬)具有较高的修复效率，且对土壤破坏小。
本发明实施例提供一种超声强化修复铬污染土壤的淋洗剂，该淋洗剂包括：十二烷基苯磺酸钠、双氧水和水，所述十二烷基苯磺酸钠、双氧水和水混合为混合溶液。
本发明还提供一种超声强化修复铬污染土壤的方法，包括：
将过筛的铬污染土壤与本发明所述的淋洗剂混合，超声波处理器处理后，静置，抽出上清液作为淋出液；
向所述淋出液中加入固体还原剂将溶解态六价铬还原为三价铬沉淀物，分离沉淀物后，对所述淋出液回收再利用，对含有三价铬和铁元素的所述沉淀物集中处置，即完成超声强化修复铬污染土壤。
本发明的有益效果为：采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、双氧水和水混合溶液作为淋洗剂，比无机酸，如盐酸、磷酸，对土壤质地结构的破坏较小，使得利用该淋洗剂得到的淋出液pH为弱碱性(pH＝7.8)，便于淋出液中六价铬离子还原沉淀，该淋洗剂可方便的与超声波处理器配合，实现超声强化修复处理，可以在较短的淋洗修复时间达到最大去除效率，对于较难处理的含三价铬粘土具有较好的修复效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的修复方法流程图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种修复铬污染土壤的淋洗剂，可用于与超声强化配合修复铬污染土壤，该淋洗剂包括：十二烷基苯磺酸钠、双氧水和水，所述十二烷基苯磺酸钠、双氧水和水混合为混合溶液作为该淋洗剂。
优选的，该淋洗剂中，十二烷基苯磺酸钠的浓度为3.48～10.45g/L，双氧水的浓度为10～30g/L。
本发明实施例还提供一种修复铬污染土壤的方法，是一种利用上述淋洗剂的超声强化修复铬污染土壤的方法，该方法包括以下步骤(流程参见图1)：
将过筛的铬污染土壤与上述给出的淋洗剂混合，超声波处理器处理后，静置，抽出上清液作为淋出液，可将抽出的上清液放置于收集池中进行后续处理；
向淋出液中加入固体还原剂将溶解态六价铬还原为三价铬沉淀物，分离沉淀物后，对淋出液回收再利用，对含有三价铬和铁元素的沉淀物集中处置，即完成超声强化修复铬污染土壤。优选的，固体还原剂采用七水硫酸亚铁。
上述方法中，过筛的铬污染土壤为过2mm筛网得到的铬污染土壤，将过筛的铬污染土壤与上述的淋洗剂混合中，淋洗剂与过筛的铬污染土壤的固液比为1：10；向淋出液中加入固体还原剂中，固体还原剂与淋出液的固液比为1：200～1.5：200。
上述方法中，超声波处理器处理的条件为：频率20kHZ、功率720～960W、处理时间20～40min。
本发明针对现有修复铬污染土壤存在的问题，提供一种高效、快速、淋出液处理简便的重金属铬污染土壤的修复方法，特别是对粘土中总铬(包括不易淋洗的三价铬)具有较高的修复效率。本发明通过采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、双氧水和水的混合溶液作为淋洗剂，比无机酸，如盐酸、磷酸，对土壤质地结构的破坏小，使得淋出液pH为弱碱性(pH＝7.8)，便于淋出液中六价铬离子还原沉淀，对于较难处理的含三价铬粘土具有较好的修复效率，另外该淋洗剂与超声波处理器处理配合，可以较大的缩短淋洗修复时间，处理20～40min即可达到最大去除效率。
下面结合具体实施例对本发明淋洗剂及方法作进一步说明。
实施例1
准确称取50.00g过2mm筛的湖北省十堰市某电镀厂遗留场地污染粘土，土壤重金属铬污染浓度为4346.82mg/kg，其中六价铬占94.8％，按照固液比1：10分别加入H2O、3.48g/LSDBS溶液、含3.48g/L SDBS与24g/L H2O2的混合溶液作为淋洗剂，在功率为720W、频率为20kHZ的超声处理器中处理，分别在1、2、4、8、14、22、30、40、50min取5ml泥浆，3000×g离心20min，过0.45μm滤膜，测定滤液中重金属铬的含量。每个处理3个平行，结果取平均值。
表1不同处理时间下三种淋洗剂对土壤中总铬的去除效率(单位：％)
实施例2
准确称取50.00g过2mm筛的湖北省十堰市某电镀厂遗留场地污染粘土，土壤重金属铬污染浓度为4346.82mg/kg，其中六价铬占94.8％，按照固液比1：10加入含3.48g/LSDBS与24g/L H2O2的混合溶液作为淋洗剂，分别在功率480W、720W、960W、频率为20kHZ的超声处理器中处理，分别在1、2、4、8、14、22、30、40、50min取5ml泥浆，3000×g离心20min，过0.45μm滤膜，测定滤液中重金属铬的含量。每个处理3个平行，结果取平均值。
表2不同处理时间和功率下土壤中总铬的去除效率(单位：％)
实施例3
取20ml按照上述方法处理后得到淋出液于50ml的塑料离心管中，淋出液中总铬的浓度为430.0mg/L，分别加入0.06、0.08、0.10、0.12、0.16、0.2g七水硫酸亚铁，在室温、150rpm条件下，水浴恒温振荡器中振荡20min，3000×g离心20min，过0.45μm滤膜，测定滤液中重金属铬的含量。每个处理3个平行，结果取平均值。
表3不同七水硫酸亚铁加入量下，淋出液中总铬的去除率
七水硫酸亚铁加入量(g) 0.06 0.08 0.1 0.12 0.16 0.20
总铬去除率(％) 59.10 74.70 74.35 74.41 73.45 72.77
通过上述三组实施例可以看出，利用本发明的淋洗剂与超声强化处理配合，对重金属铬污染粘土具有较好的修复效果，对土壤中铬的去除率可以达到95％以上，且修复效率高、处理时间短，对土壤破坏小。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种修复铬污染土壤的淋洗剂，其特征在于，该淋洗剂包括：十二烷基苯磺酸钠、双氧水和水，所述十二烷基苯磺酸钠、双氧水和水混合为混合溶液；所述混合溶液中十二烷基苯磺酸钠的浓度为3.48～10.45g/L，所述双氧水的浓度为10～30g/L；
该淋洗剂修复铬污染土壤的使用方法为：将过筛的铬污染土壤与所述的淋洗剂混合；超声波处理器处理后，静置，抽出上清液作为淋出液；向所述淋出液中加入固体还原剂将溶解态六价铬还原为三价铬沉淀物，分离沉淀物后，对所述淋出液回收再利用，对含有三价铬和铁元素的所述沉淀物集中处置，即完成超声强化修复铬污染土壤。
2.一种修复铬污染土壤的方法，其特征在于，包括：
将过筛的铬污染土壤与权利要求1所述的淋洗剂混合，所述淋洗剂与所述过筛的铬污染土壤的固液比为1：10；超声波处理器处理后，静置，抽出上清液作为淋出液；
向所述淋出液中加入固体还原剂将溶解态六价铬还原为三价铬沉淀物，所述固体还原剂与所述淋出液的固液比为1：200～1.5：200，分离沉淀物后，对所述淋出液回收再利用，对含有三价铬和铁元素的所述沉淀物集中处置，即完成超声强化修复铬污染土壤。
3.根据权利要求2所述的修复铬污染土壤的方法，其特征在于，所述过筛的铬污染土壤为过2mm筛网得到的铬污染土壤。
4.根据权利要求2所述的修复铬污染土壤的方法，其特征在于，所述超声波处理器处理的条件为：频率20kHz、功率720～960W、处理时间20～40min。
5.根据权利要求2所述的修复铬污染土壤的方法，其特征在于，所述固体还原剂为七水硫酸亚铁。
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