CN104973843B

CN104973843B - 一种土壤修复药剂及其修复方法

Info

Publication number: CN104973843B
Application number: CN201510420968.4A
Authority: CN
Inventors: 李志�; 黎冰; 张弘春; 曾翔
Original assignee: Chengdu Defei Environmental Engineering Co Ltd
Current assignee: Chengdu Defei Environmental Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2035-07-16
Also published as: CN104973843A

Abstract

本发明公开了一种土壤修复药剂，其特征在于，该修复药剂由粉剂和液体剂组成；所述粉剂由重量百分比为20％～63％的硅酸盐水泥，20％～63％的生石灰，10％～18％粘土矿物质，2％～5％的铁基化合物和5％～10％的硫基化合物组成；而所述液体剂则由重量百分比为5％～20％的缓释硫酸盐，3％～10％的磷基化合物和70％～92％的水组成；所述粉剂的重量与液体剂的体积的匹配范围为：1Kg：0.5L～1Kg：4L。本发明提供了土壤修复工艺及其修复药剂，提高了适用范围与处理效率，降低了药剂的投加比例，很好的降低了企业的修复负担。

Description

一种土壤修复药剂及其修复方法

技术领域

本发明属于土地治理环保领域，特别涉及一种能够对重金属超标土壤进行修复的土壤修复药剂及其修复方法。

背景技术

目前，人们在对重金属超标的土地进行治理时，主要采用以下三种修复剂来进行修复，即离子矿化稳定剂、重金属离子捕捉剂以及重金属离子螯合剂。上述三种修复剂的主要成分均为粘性土壤加硫基化合物、磷基化合物及钙基化合物等，其修复原理均是用化合物与重金属离子发生反应，生成一种不易溶于水、酸的盐类或碱类物质，进而使得重金属离子不再成游离状态，从而防止重金属离子对水或土壤环境进行二次污染，最终达到重金属离子稳定的作用。

但是现有的这些修复剂仍存在以下几个问题：1、适用pH范围窄，仅能在pH6～8的被污染土壤中使用，在污染土壤处于该pH值范围外时，传统修复剂则无法起到良好的修复效果；2、在处理污染土壤时所需投加的药剂的比例较高，从而导致了其使用的成本过高，加重了企业的负担；3、使用效果不明显，在使用后还需要经过较长时间将处理后的土壤进行稳固，在稳固后还需经过长时间的成型才能完成处理，其处理的效率较低，同时还增加了处理所需投入的成本，进一步加重了企业的负担。

因此，传统的土壤修复剂不能很好的满足使用范围宽、修复效果好以及投入成本低的要求，急需进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种土壤修复药剂及其修复方法，以提高土壤修复剂的使用范围与处理效率，最大程度的降低企业的修复成本。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：一种土壤修复药剂，其由修复药剂由粉剂和液体剂组成；所述粉剂由重量百分比为20％～63％的硅酸盐水泥，20％～63％的生石灰，10％～18％粘土矿物质，2％～5％的铁基化合物和5％～10％的硫基化合物组成；而所述液体剂则由重量百分比为5％～20％的缓释硫酸盐，3％～10％的磷基化合物和70％～92％的水组成。

进一步地，所述粉剂由重量百分比为30％～50％的硅酸盐水泥，25％～49％的生石灰，12％～16％粘土矿物质，3％～4％的铁基化合物和6％～8％的硫基化合物组成；所述液体剂由重量百分比为10％～13％的缓释硫酸盐，5％～8％的磷基化合物和80％～85％的水组成。

为确保本发明的使用效果，所述粉剂由重量百分比为40％的硅酸盐水泥，35％的生石灰，14％粘土矿物质，4％的铁基化合物和7％的硫基化合物组成；而所述液体剂则由重量百分比为12％的缓释硫酸盐，7％的磷基化合物和81％的水组成。

根据实际需求，所述粉剂的重量与液体剂的体积的匹配范围为：

15000ppm＜每100Kg污染土壤的Pb浓度≤30000ppm时，粉剂取值为8kg、液体剂取值为2.5L；

5000ppm＜每100Kg污染土壤的Pb浓度≤15000ppm时，粉剂取值为6kg、液体剂取值为1.5L；

1000ppm＜每100Kg污染土壤的Pb浓度≤5000ppm时，粉剂取值为3kg、液体剂取值为1L；

每100Kg污染土壤的Pb浓度＜1000ppm时，粉剂取值为1～2kg、液体剂取值为0.5L。

一种土壤修复方法，包括以下步骤：

A、采集污染土壤并通过分选设备将其中的杂物清理开；

B、通过破碎机将清理后的土壤打碎并送入配料机中；

C、通过配料机将打碎后的土壤加入混合搅拌机中；

D、向混合搅拌机中加入修复药剂，并将其与污染土壤混合搅拌10～20min；

E、将混合后的土壤送入成型机成型；

F、通过养护检测设备对成型后的土壤进行检测，检测合格则进行步骤G，检测失败则返回步骤B；

G、将检测合格的成型土壤运输到填埋位置进行填埋。

其中，步骤A中所需清理开的杂物主要包括石块、砖块、水泥块、垃圾以及植物根系。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可以有效修复土壤中单一、复合型重金属污染，土壤pH值适用范围宽，在环境pH＝2～13时都可以使用，提高了产品的适用范围，进而降低了企业的负担，还提高了修复效果。

(2)本发明的方法与配方通过将重金属离子转换成矿石型化合物，从而可以很好的维持重金属离子的稳定性，使其即使长时间放置于酸性环境下，也不会重新释放，大大提高了处理的效果。

(3)本发明利用离子矿化稳定药剂能与重金属离子快速发生矿化反应的原理，使得处理的反应和养护时间均大大缩短，进一步提高了单位时间内污染土壤的处理量，其单位时间的处理量可以达到400～500t/h。

(4)本发明的处理效率高，所需养护的时间较短，其所需占用的土地面积较小，大大降低了资金的投入，提高了土地的利用率。

(5)本发明的配方本身成分不具有重金属或其他危险的化学物质，拥有较高的安全性，能够保证在处理后的土壤上种植作物的正常生长不受影响，进一步提高了土壤的利用率。

附图说明

图1为本发明的土壤修复方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本发明的土壤修复药剂由粉剂与液体剂组合而成，其中，粉剂由以下重量百分比的物质组成，即其由重量百分比为20％～65％的硅酸盐水泥，20％～65％的生石灰，10％～18％粘土矿物质，2％～5％的铁基化合物和5％～10％的硫基化合物组成；而液体剂则由以下重量百分比为的物质组成，即其由重量百分比为5％～20％的缓释硫酸盐，3％～10％的磷基化合物和70％～92％的水组成。

为了便于说明，本发明将不同的PH值和Pb含量的污染土壤分成若干块区域，并分别采用传统的矿化稳定剂、重金属离子捕捉剂以及重金属离子螯合剂和本发明的土壤修复药剂进行修复比对，其数据如下。

具体的检测方法及仪器如表1所示：

表1：

通过iCAP 6300的检出限如表2所示：

表2：

检测项目	检出限(mg/L)
		铅(Pb)	0.03

铅污染土壤中试试验样品全量和浸出浓度分析结果如表3所示：

表3：

具体的实验结果如下所示：

采用现有技术中的重金属离子捕捉剂后浸出毒性测定结果如表4所示：

表4：

采用现有技术中的离子矿化稳定剂后浸出毒性测定结果如表5所示：

表5：

采用现有技术中的重金属离子螯合剂后浸出毒性测定结果如表6所示：

表6：

采用本发明的土壤修复药剂后浸出毒性的测定结果如表7所示：

表7：

从上述列表中可以看出，采用本发明的效果优于现有技术的土壤修复剂，其在pH＝6-8的范围外，现有技术的产品难以起到重金属处理的效果，而本发明则可以很好的处理。

在本发明申请中，由于粉剂与液体剂的不同配比对于重金属污染的土壤的修复效果有着不同的效果，因此，本发明针对不同污染程度的土壤采用不同配比的粉剂和液体剂。为了便于说明其效果，本申请人分别针对不同程度的污染土壤分别进行1000次的修复测试，其抽样数据如表8所示。

表8：

由于粉剂与液体剂各自的组分不同，在使用过程中，为了确保粉剂和液体剂各自能达到最佳的使用效果，因此粉剂和液体剂的组分含量尤为关键。本发明对100Kg粉剂单独进行污染土壤修复测试时的抽样数据如表9所示；对100L液体剂单独进行污染土壤修复测试时的抽样数据如表10所示。

表9：

表10：

根据上述表格数据可以得出，本发明的土壤修复剂中的粉剂最佳组分重量百分比为：硅酸盐水泥40％，生石灰35％，粘土矿物质14％，铁基化合物4％，硫基化合物7％；而液体剂的最佳组分重量百分比则为：缓释硫酸盐12％，磷基化合物7％，水81％。

而粉剂与液体剂混合使用时，其效果能达到最佳，每处理100Kg污染土壤时，其粉剂和液体剂的配比优选如表11所示：

表11：

污染土壤重金属浓度(Pb)	粉剂	液体剂
			15000～30000(ppm)	8kg	2.5L
＜15000(ppm)	6kg	1.5L
			＜5000(ppm)	3kg	1.0L
＜1000(ppm)	1-2kg	0.5L

实施例2

本实施例为利用实施例1的土壤修复剂来进行土壤修复时的方法，其包括以下步骤：

A、采集污染土壤并通过分选设备将其中的杂物清理开来。其中，该杂物主要包括石块、砖块、水泥块、垃圾以及植物根系等混合在土壤中的难处理或无法处理的物质，从而提高了土壤的处理效果以及各个设备的使用寿命；清理后的土壤的含水量应控制在10％-30％的范围中，且其pH值应在pH2-13的范围中。

B、通过破碎机将清理后的土壤打碎并送入配料机中。其中，该土壤在打碎后的粒径不大于2cm。

C、通过配料机将打碎后的土壤加入混合搅拌机中。

D、向混合搅拌机中加入修复药剂，并将其与污染土壤混合搅拌10～20min。其中，粉剂通过称量斗称量，液体剂通过计量泵计量。

粉剂与液体剂的量由步骤C中加入混合搅拌机中的污染土壤的重量相匹配，即参照实施例1中表5的数据进行配比，其中粉剂通过输送机输送至称量斗处，液体剂通过储液罐盛装并通过计量泵计量，当粉剂和液体剂都加入后，再由混合搅拌机搅拌10～20min。在混合过程中需要充分搅拌，在搅拌过程中不应出现成块的“疙瘩”，从而使得土壤和药剂混合完全，以确保其固化的效果。

E、将混合后的土壤送入成型机成型。

F、通过养护检测设备对成型后的土壤进行检测，检测合格则进行步骤G，检测失败则返回步骤B。

在检测前处理后的土壤需先在室内进行1-2天的养护，在养护期间要保持土壤的湿润，以提高养护与处理的效果；经过室内养护后在对其进行检测，其检测的方式主要采用《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)中规定的浸提方式，通过对浸出液中重金属的含量测定来完成对处理后土壤的重金属含量的评定。

G、将检测合格的成型土壤运输到填埋位置进行填埋。

合格的成型土壤先运输到户外的养护场地进行自然养护，当养护达到填埋要求后再进行填埋处理。

通过上述方法，便能很好的实现本发明。

Claims

1.一种土壤修复药剂，其特征在于，该修复药剂由粉剂和液体剂组成；所述粉剂由重量百分比为20％～63％的硅酸盐水泥，20％～63％的生石灰，10％～18％粘土矿物质，2％～5％的铁基化合物和5％～10％的硫基化合物组成；而所述液体剂则由重量百分比为5％～20％的缓释硫酸盐，3％～10％的磷基化合物和70％～92％的水组成。

2.根据权利要求1所述的一种土壤修复药剂，其特征在于，所述粉剂由重量百分比为30％～50％的硅酸盐水泥，25％～49％的生石灰，12％～16％粘土矿物质，3％～4％的铁基化合物和6％～8％的硫基化合物组成。

3.根据权利要求2所述的一种土壤修复药剂，其特征在于，所述粉剂由重量百分比为40％的硅酸盐水泥，35％的生石灰，14％粘土矿物质，4％的铁基化合物和7％的硫基化合物组成。

4.根据权利要求1所述的一种土壤修复药剂，其特征在于，所述液体剂由重量百分比为10％～13％的缓释硫酸盐，5％～8％的磷基化合物和80％～85％的水组成。

5.根据权利要求4所述的一种土壤修复药剂，其特征在于，所述液体剂由重量百分比为12％的缓释硫酸盐，7％的磷基化合物和81％的水组成。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种土壤修复药剂，其特征在于，所述粉剂的重量与液体剂的体积的匹配范围为：

7.一种根据权利要求1～6任意一项所述的土壤修复药剂的土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、采集污染土壤并通过分选设备将其中的杂物清理开，并将清理后的土壤的含水量控制在10％-30％的范围中，且其pH值控制在pH2-13的范围中；

B、通过破碎机将清理后的土壤打碎并送入配料机中，该土壤在打碎后的粒径不大于2cm；

C、通过配料机将打碎后的土壤加入混合搅拌机中；

E、将混合后的土壤送入成型机成型；

F、将处理后的土壤在室内进行1-2天的养护，并在养护期间保持土壤的湿润，再通过养护检测设备对成型后的土壤进行检测，检测合格则进行步骤G，检测失败则返回步骤B；

G、将检测合格的成型土壤运输到填埋位置进行填埋。

8.根据权利要求7所述的一种土壤修复方法，其特征在于，步骤A中所需清理开的杂物主要包括垃圾和植物根系。