CN106345798A

CN106345798A - 一种被黄磷污染土壤的处理方法

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Publication number: CN106345798A
Application number: CN201610717426.8A
Authority: CN
Inventors: 张文辉; 肖愉; 吴竞宇; 杨圣鹏
Original assignee: HANGZHOU DADI ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU DADI ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2036-08-25
Also published as: CN106345798B

Abstract

本发明涉及一种被黄磷污染土壤的处理方法，通过物理方式先将被黄磷污染土壤搅拌为泥浆状并做合理的筛分，通过化学反应的原理，首先使用氧化剂对黄磷颗粒进行活化，提高黄磷颗粒的比表面积，提高其表面活性后，使用歧化反应剂通过歧化反应等过程将高毒的黄磷转化成无毒的磷酸盐，从而实现黄磷污染土壤的安全处理。本发明可有效去除土壤中残留的黄磷，具有安全环保、处理成本低、二次污染风险小、处理效果好的特点。本发明处理后的土壤具有较好的再利用价值，处理后的土壤含有较高浓度的磷元素，而且理化性质没有显著变化，可以作为绿化带或林地用土。

Description

一种被黄磷污染土壤的处理方法

技术领域

本发明属于污染的土壤的复原的技术领域，特别涉及一种能有效去除土壤中的黄磷、安全环保、处理成本低的被黄磷污染土壤的处理方法。

背景技术

黄磷是一种剧毒品，化学性质非常稳定，如果被浸泡在水中或者埋到地下土壤中，即使经历几十年或上百年也不会发生自然降解。当黄磷遇到空气时，会发生缓慢氧化，当温度超过40度时便发生自燃，产生大量的有毒烟雾。

磷泥，又叫泥磷，是电炉法生产黄磷过程中产生的副产物。据了解，使用电炉法每生产1吨黄磷，就会产生0.1t～0.35t磷泥，磷泥主要由黄磷、固体杂质和水组成，其中黄磷的含量为10%～90%。上世纪九十年代以前，由于人们的环保意识比较淡薄，加上当时的处理技术比较落后，很多黄磷生产厂家把生产过程中产生的磷泥倾倒到工厂附近的池塘里或埋藏在地下；另外，早期的黄磷生产厂家在生产过程中也存在偷排黄磷废水的问题，导致工厂周边土壤被黄磷污染；随着城市化建设的发展，一些靠近市区的涉及黄磷生产或使用厂家逐步搬迁，在开发这些地块的时候，遇到了埋藏在地下的磷泥和黄磷污染土壤。

中国专利CN201310661143.2公布了一种含磷固废的处置方法，使用生石灰和水处理后，再用水泥进行固化，最后进入危险废物填埋场，该专利的处理对象是含磷污泥、含磷残渣、含磷石棉泥，而且固废最终为固化体。

中国专利CN200710168765.6公布了用化学药剂法由磷泥中制取低砷黄磷的方法，使用酸和磷泥在反应釜内进行加热反应，得到液态黄磷产品，这种方法是针对磷泥中黄磷的回收，处理后的残渣仍含有0.2%左右的黄磷。

上述专利均针对磷含量较高的磷泥、磷渣进行处置，处置能力较小，而黄磷污染的土壤中黄磷含量比较低，没有回收价值，且一般污染量较大。另外，黄磷污染土壤含有较多的石块，无法用现成的设备直接进行处理，而一般的筛分会导致黄磷自燃，从而污染环境。因此，现有的传统处理技术均不适合处理黄磷污染土壤。

发明内容

本发明解决的技术问题是，现有技术中，主要针对磷含量较高的磷泥、磷渣进行处置，处置能力较小，而一般黄磷污染的土壤中黄磷的含量比较低，没有回收价值，却一般污染量较大，同时黄磷污染土壤含有较多的石块，无法用现成的设备直接进行处理，一般的筛分会导致黄磷自燃，从而污染环境，而导致的现有的传统处理技术均不适合处理黄磷污染土壤的问题，进而提供了一种优化的被黄磷污染土壤的处理方法。

本发明所采用的技术方案是，一种被黄磷污染土壤的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

步骤1.1：取被黄磷污染的土壤，加水，搅拌成泥浆；

步骤1.2：对所述泥浆进行筛分，得到筛分后的泥浆；

步骤1.3：在所述筛分后的泥浆中加入氧化剂，搅拌，反应0.5h～1h，得到氧化后的泥浆；

步骤1.4：在所述氧化后的泥浆中加入歧化反应剂，搅拌，反应2h～6h；

步骤1.5：将步骤1.4反应后的泥浆静置反应5～15天，完成处理。

优选地，所述步骤1.1中，被黄磷污染的土壤中单质黄磷或单质白磷的含量小于10%。

优选地，所述步骤1.1中，泥浆的含水量为25%～40%。

优选地，所述步骤1.3中，所述氧化剂包括次氯酸钙、次氯酸钠、双氧水、过硫酸钠、高锰酸钾中的一种或几种。

优选地，所述双氧水为浓度为27.5%～50%的溶液。

优选地，所述步骤1.3中，所述氧化剂的质量为被黄磷污染的土壤质量的1%～5%。

优选地，所述步骤1.4中，歧化反应剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙的一种或几种。

优选地，所述歧化反应剂为粉末或溶液。

优选地，所述步骤1.4中，所述歧化反应剂的质量为被黄磷污染的土壤质量的2%～10%。

优选地，所述步骤1.2中，筛分分离直径大于等于3cm的石块。

本发明提供了一种优化的被黄磷污染土壤的处理方法，通过物理方式先将被黄磷污染土壤搅拌为泥浆状并做合理的筛分，通过化学反应的原理，首先使用氧化剂对黄磷颗粒进行活化，提高黄磷颗粒的比表面积，提高其表面活性后，使用歧化反应剂通过歧化反应等过程将高毒的黄磷转化成无毒的磷酸盐，从而实现黄磷污染土壤的安全处理。本发明可有效去除土壤中残留的黄磷，具有安全环保、处理成本低等特点。

本发明具有如下有益效果：

（1）处理成本低。本方法使用的药剂来源广泛、使用量较低，因而黄磷污染土壤的处理成本较低；

（2）二次污染风险小。黄磷污染土壤在处理前被搅拌成泥浆，使黄磷被水膜包裹，确保泥浆在筛分和后期的处理过程中不会出现黄磷自燃的问题；

（3）处理效果好。经过本方法处理的黄磷污染土壤，黄磷的去除率可以达到90%以上，基本达到相关的环境标准。

本发明处理后的土壤具有较好的再利用价值，处理后的土壤含有较高浓度的磷元素，而且理化性质没有显著变化，可以作为绿化带或林地用土。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明采用化学反应的原理，使用氧化剂对黄磷颗粒进行活化，提高黄磷颗粒的比表面积，提高其表面活性，使用歧化反应剂通过歧化反应等过程将高毒的黄磷转化成无毒的磷酸盐，从而实现黄磷污染土壤的安全处理。具体反应方程式如下：

P₄+氧化剂→P₂O₅ (1)

P₂O₅+H₂O→H₃PO₄ (2)

歧化反应剂+P₄+H₂O→PH₃+H₂PO₂ ^- (3)

PH₃+O₂→P₂O₅+H₂O (4)

本发明包括以下实施例：

实施例1：

往1000 kg的被黄磷污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率为25%，使用机械设备搅拌0.5 h。再用筛分机进行筛分，去除直径3 cm以上的石块。将筛分后的土壤装到搅拌设备内，加入50 kg的次氯酸钙（占被黄磷污染的土壤质量的5%），搅拌反应0.5 h。再加入100kg的粉末状氢氧化钙（占被黄磷污染的土壤质量的10%），搅拌反应4 h。将处理后的土壤堆放到硬化地面上，静置反应10 天。

经检测，处置后土壤中的黄磷含量从起始的6.7%下降至85 mg/kg。

实施例2：

往1000 kg的被黄磷污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率为40%，使用机械设备搅拌1 h。再用筛分机进行筛分，去除直径3 cm以上的石块。将筛分后的土壤装到搅拌设备内，加入10 kg的双氧水（占被黄磷污染的土壤质量的1%），搅拌反应0.5 h。再加入50 kg的氢氧化钠（溶液）（占被黄磷污染的土壤质量的5%），搅拌反应4 h。将处理后的土壤堆放到硬化地面上，静置反应5 天。

经检测，处置后土壤中的黄磷含量从起始的6.7%下降至63 mg/kg。

实施例3：

往1000 kg的被黄磷污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率为30%，使用机械设备搅拌0.5 h。再用筛分机进行筛分，去除直径3 cm以上的石块。将筛分后的土壤装到搅拌设备内，加入20 kg的次氯酸钠溶液（占被黄磷污染的土壤质量的2%），搅拌反应0.5 h。再加入25 kg的氢氧化钾（溶液）（占被黄磷污染的土壤质量的2.5%），搅拌反应2 h。将处理后的土壤堆放到硬化地面上，静置反应15 天。

经检测，处置后土壤中的黄磷含量从起始的6.7%下降至137 mg/kg。

实施例4：

往1000 kg的被黄磷污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率为30%，使用机械设备搅拌0.5 h。再用筛分机进行筛分，去除直径3 cm以上的石块。将筛分后的土壤装到搅拌设备内，加入50 kg的次氯酸钙（占被黄磷污染的土壤质量的5%），搅拌反应0.5 h。再加入25kg的氢氧化钾（溶液）（占被黄磷污染的土壤质量的2.5%），搅拌反应6 h。将处理后的土壤堆放到硬化地面上，静置反应15 天。

经检测，处置后土壤中的黄磷含量从起始的6.7%下降至58 mg/kg。

实施例5：

往1000 kg的被黄磷污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率为30%，使用机械设备搅拌0.5 h。再用筛分机进行筛分，去除直径3 cm以上的石块。将筛分后的土壤装到搅拌设备内，加入30 kg的过硫酸钠（占被黄磷污染的土壤质量的3%），搅拌反应1 h。再加入20 kg的氢氧化钾（溶液）（占被黄磷污染的土壤质量的2%），搅拌反应3 h。将处理后的土壤堆放到硬化地面上，静置反应7 天。

经检测，处置后土壤中的黄磷含量从起始的6.7%下降至126 mg/kg。

实施例6：

往1000 kg的被黄磷污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率为30%，使用机械设备搅拌0.5 h。再用筛分机进行筛分，去除直径3 cm以上的石块。将筛分后的土壤装到搅拌设备内，加入40 kg的高锰酸钾（占被黄磷污染的土壤质量的4%），搅拌反应0.7 h。再加入25kg的氢氧化钾（溶液）（占被黄磷污染的土壤质量的2.5%）和40 kg的氢氧化钙（占被黄磷污染的土壤质量的4%），搅拌反应3 h。将处理后的土壤堆放到硬化地面上，静置反应10 天。

经检测，处置后土壤中的黄磷含量从起始的6.7%下降至26 mg/kg。

实施例7：

往1000 kg的被黄磷污染土壤中加入适量的水，使得土壤含水率为30%，使用机械设备搅拌0.5 h。再用筛分机进行筛分，去除直径3 cm以上的石块。将筛分后的土壤装到搅拌设备内，加入40 kg的过硫酸钠（占被黄磷污染的土壤质量的4%）和20 kg的过硫酸钠（占被黄磷污染的土壤质量的2%），搅拌反应1 h。再加入50 kg的氢氧化钙（占被黄磷污染的土壤质量的5%），搅拌反应4 h。将处理后的土壤堆放到硬化地面上，静置反应8 天。

经检测，处置后土壤中的黄磷含量从起始的6.7%下降至74 mg/kg。

Claims

1.一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述处理方法包括以下步骤：

步骤1.1：取被黄磷污染的土壤，加水，搅拌成泥浆；

步骤1.2：对所述泥浆进行筛分，得到筛分后的泥浆；

2.根据权利要求1所述的一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤1.1中，被黄磷污染的土壤中单质黄磷或单质白磷的含量小于10%。

3.根据权利要求1所述的一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤1.1中，泥浆的含水量为25%～40%。

4.根据权利要求1所述的一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤1.3中，所述氧化剂包括次氯酸钙、次氯酸钠、双氧水、过硫酸钠、高锰酸钾中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述双氧水为浓度为27.5%～50%的溶液。

6.根据权利要求1所述的一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤1.3中，所述氧化剂的质量为被黄磷污染的土壤质量的1%～5%。

7.根据权利要求1所述的一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤1.4中，歧化反应剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述歧化反应剂为粉末或溶液。

9.根据权利要求1所述的一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤1.4中，所述歧化反应剂的质量为被黄磷污染的土壤质量的2%～10%。

10.根据权利要求1所述的一种被黄磷污染土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤1.2中，筛分分离直径大于等于3cm的石块。