CN109127713B - 一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以装潢垃圾‑土壤混合治理有机污染土壤的方法，属于固体废弃物资源化利用和土壤修复技术领域。包括：对混合装潢垃圾进行破碎、筛分等简单预处理，使其组分为：骨料5份、砖3份、木材/屑5份、纸板/屑5份、砂浆/土2份，与土壤按照一定质量比混合装入零顶空提取器，添加无氧水至没过固体表面3~5 cm后，于阴凉条件下静置并反应28 d，可有效降低装潢垃圾‑土壤中总有机污染物含量。本发明是一种绿色、廉价的废弃建筑废物资源化利用暨污染土壤修复手段，且原料易得，工艺简单，修复效果好，无增容问题，是一种符合绿色可持续性修复的固体废物处置技术。

Description

一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用和土壤修复技术领域，具体涉及以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法。

背景技术

随着中国工业化城市化进程的不断推进，每年有大量污染企业面临拆迁和改建，遗留的工业毒土地对环境造成重大的潜在威胁。耕地、住宅以及矿区周边土壤也逐渐出现不同程度的污染。据统计，近年来包括土壤的污染面积、污染物种类、污染物浓度、分布范围均在不断扩大。有机污染物是造成土壤污染的重要污染物，具有作用时间久、致畸致癌致突变等生物毒性，主要存在于农地及石油污染土壤中，通过食物链进入人体造成危害，统计数据显示我国受农药、多环芳烃和石油烃类有机污染农田土壤已达3600万公顷。

城市化同样加速了楼市的更新迭代，由此带来的建筑装潢垃圾也逐年递增，预测2018年我国商品房装修过程产生的建筑装潢垃圾将超过1.8亿吨。这一部分垃圾以碎水泥、碎砖瓦、木条、木屑、纸板等为主，一般无回收利用价值或价值较低。目前该部分建筑垃圾消纳过程仍然存在监管不力、工序无序等问题，实践中往往随意倾倒、露天堆放，仅有少部分用于工程回填，占用土地的同时极大影响市容。

目前，国内针对有机污染土壤的处置主要包括热脱附、淋洗、空气喷射、化学氧化/还原、双向抽提、微生物和植物等修复方式，可适用于绝大部分常见有机污染物的固定和去除。其中，物理修复技术存在修复周期长、对土壤土质要求高、适用面窄以及运行成本高等一系列局限，而化学修复则普遍存在药剂添加量大和难以回收利用、部分降解产物仍然存在一定毒性等问题。生物修复技术施工简单、成本相对较低，但是对于地下水环境要求较高、处理周期相对较长。

绿色可持续性修复为近年来国内外研究热点，其强调污染场地整治修复过程环境、社会与经济的兼顾和平衡，以减少整体环境足迹与环境冲击、符合社会和经济效益为最终目标，确保土壤和地下水的可持续利用。“以废治废”通过减少废物在环境中的存在量，提高废物资源利用价值的同时，减少了额外的修复药剂开销，并将环境影响降到最低。发明人针对我国产量较大、消纳困难的装潢垃圾，利用装潢垃圾在厌氧和存在水相的体系中产生的理化效应，通过其与污染土壤共处置，实现了集毒性药剂减量、建筑垃圾消纳、污染土壤修复三大功能的处置方法，可应用于有机污染土壤的绿色修复工作。

发明内容

为了寻求一种符合绿色可持续修复的土壤中有机污染物修复剂和解决装潢垃圾的消纳和资源化问题，本发明旨提供一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法，不会对土壤产生二次污染，修复土壤的同时，解决了建筑垃圾消纳的问题，实现了废物共处置。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）对混合装潢垃圾进行破碎、筛分，使其组分配比如下：

骨料 2~5份，

砖 2~3份，

木材及木屑混合物 3~7份，其中木材：木屑体积比为1:3；

纸板及纸屑混合物 3~7份，其中纸板：纸屑体积比约1:2；

砂浆和/或土 1~3份；

（2）将经筛选的装潢垃圾与有机污染土壤按照一定质量比充分混合，得到装潢垃圾-土壤混合固体废物，装潢垃圾：土壤=1:1~1:4；

（3）将混合固体废物装入零顶空提取器，并加入无氧水至没过混合固体废物表面3-5 cm，加盖密封静置。

进一步地，密闭静置反应一段时间后，移出所有固体和液体进行固液分离测试前摇匀，萃取液萃取后，收集提取液，经浓缩过滤后使用GC-MS测定有机污染物浓度。

进一步地，步骤（3）中静置时间优选为不低于28天。

进一步地，所述装潢垃圾为无害装潢垃圾，包括渣土、混凝土块、废木材、废纸板，且不包含待测目标有机污染物。

进一步地，所述有机污染土壤中有机污染物包括石油烃、苯酚类半挥发性有机物、单环芳烃、多环芳烃、有机磷农药和除草剂阿特拉津。

进一步地，有机污染土壤的湿度小于5%，粒度小于100目。

本发明是一种绿色、廉价的废弃建筑废物资源化利用暨污染土壤修复手段，且原料易得，工艺简单，修复效果好，无增容问题，是一种符合绿色可持续性修复的固体废物处置技术。本发明的有益效果在于：

①本发明所涉及的装潢垃圾成分复杂，其在厌氧水溶液体系产生的羟基（-OH）官能团对部分有一定的破坏效果；纸板、木材等组分，及其污染物具有吸附、去除等效果；部分木质素可在土壤中微生物的作用下氧化成具有芳环结构氧化还原功能的聚合物。

②本发明所用的材料廉价易得，无毒无害，不会对土壤产生二次污染。修复土壤的同时，解决了建筑垃圾消纳的问题，实现了废物共处置。

附图说明

图1装潢垃圾-模拟有机污染土壤体系对菲的去除效果。

图2装潢垃圾-模拟有机污染土壤体系对乐果和阿特拉津的去除效果。

图3装潢垃圾-有机污染土壤体系对总石油烃的去除效果。

图4装潢垃圾-有机污染土壤体系对苯酚类的去除效果。

图5装潢垃圾-有机污染土壤体系对单环芳烃的去除效果。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)对混合装潢垃圾进行破碎、筛分等简单预处理，去除其中大块废陶瓷、废塑料和废金属；剩余组分配比：

骨料 5份；

砖 3份；

木材及木屑混合物 5份，其中木材：木屑体积比为1:3；

纸板及纸屑混合物 5份，其中纸板：纸屑体积比约1:2；

砂浆和/或土 2份；

(2)使用搅拌器将经筛选的装潢垃圾与有机污染土壤按照一定质量比充分混合，得到装潢垃圾-土壤混合固体废物，装潢垃圾：土壤=1:1~1:4；

(3)将混合固体废物装入零顶空提取器，并加入无氧水至没过混合固体废物表面3-5 cm，加盖密封静置28 d；

(4)测试前摇匀，对混合固液体系进行前处理，萃取液萃取后，收集提取液，经浓缩过滤后使用GC-MS（气相色谱-质谱联用仪）测定有机污染物浓度。

所述装潢垃圾为主要来自居民住宅的无害装潢垃圾，或者建筑垃圾集中收集点处装潢垃圾，是包括渣土、混凝土块、废木材、废纸板等洁净装潢垃圾且不包含待测目标有机污染物。

所述有机污染土壤中有机污染物包括石油烃、苯酚类半挥发性有机物、单环芳烃、多环芳烃（菲）、有机磷农药（乐果）和除草剂（阿特拉津）。

实施例1

取上海市某地混杂装潢垃圾，筛去其中大块杂物，使用颚式破碎机破碎，按照建筑骨料：砖：木材/屑：纸板/屑：渣土=5:3:5:5:2比例配制混合装潢垃圾体系，与菲、乐果和阿特拉津三种模拟污染土壤按照装潢垃圾：土壤重量比1:2混合，得到的混合固体废物填入500 mL零顶空提取器中，添加无氧水至没过废物表面5 cm左右，静置。共设置5罐作为批次实验进行对比。同时设置空白对照，向污染土壤中加入洁净土壤以模拟污染土壤-装潢垃圾混合体系。全过程控制环境温度为15±1 ^oC。

反应第1天（6小时）、第3天、第7天、第15天和第28天，分别选取1罐进行取样，移取所有固体、液体及润洗液于萃取瓶中，使用EPA 8270E、USEPA 8015C方法测定体系中有机污染物浓度，扣除相应时段空白样品中污染物浓度降低值，得出的装潢垃圾-模拟有机污染土壤体系对菲、乐果和阿特拉津的去除结果如图1和图2所示。装潢垃圾-土壤混合体系有机污染物检出浓度明显降低，对阿特拉津的去除效果明显，而乐果在反应1天后混合体系中均未检出，对菲的去除量较小，但也有一定的效果。

实施例2

使用实施例1中混合装潢垃圾体系，与杨浦区某污染场地取得的污染土壤按照装潢垃圾：土壤重量比1:2混合，其中污染土壤经测试，其主要有机污染物为石油烃、二甲苯和甲苯等单环芳烃、苯酚类物质。混合得到的混合固体废物填入500 mL零顶空提取器中，添加无氧水至没过废物表面10 cm左右，密闭静置。共设置5罐作为批次实验进行对比。同时设置空白对照，向污染土壤中加入洁净土壤以模拟污染土壤-装潢垃圾混合体系。全过程控制环境温度为20±1 ^oC。

反应第1天（6小时）、第3天、第7天、第15天和第28天，分别选取1罐进行取样，移取所有固体、液体及润洗液于萃取瓶中，使用EPA 8270E、USEPA 8015C方法测定体系中有机污染物浓度，扣除相应时段空白样品中污染物浓度降低值，得出的装潢垃圾-模拟有机污染土壤体系对石油烃、单环芳烃和苯酚类的去除结果如图3、图4和图5所示。装潢垃圾-土壤混合体系有机污染物检出浓度明显降低，对总石油烃、总苯酚类以及单环芳烃污染物的去除效果明显。其中第7天污染物检出浓度有略微上升，但随着反应天数的继续增加，总污染物浓度持续降低，28天污染物去除率可达80%以上。

Claims (6)

1.一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）对混合装潢垃圾进行破碎、筛分，使其组分配比如下：

骨料 2~5份，

砖 2~3份，

木材及木屑混合物 3~7份，其中木材：木屑体积比为1:3；

纸板及纸屑混合物 3~7份，其中纸板：纸屑体积比约1:2；

砂浆和/或土 1~3份

（2）将经筛选的装潢垃圾与有机污染土壤按照一定质量比充分混合，得到装潢垃圾-土壤混合固体废物，装潢垃圾：土壤=1:1~1:4；

（3）将混合固体废物装入零顶空提取器，并加入无氧水至没过混合固体废物表面3-5cm，加盖密封静置。

2.根据权利要求1所述的一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法，其特征在于：密闭静置反应一段时间后，移出所有固体和液体进行固液分离测试前摇匀，萃取液萃取后，收集提取液，经浓缩过滤后使用GC-MS测定有机污染物浓度。

3.根据权利要求1所述的一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法，其特征在于：步骤（3）中静置时间优选为不低于28天。

4.根据权利要求1所述的一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法，其特征在于：所述装潢垃圾为无害装潢垃圾，包括渣土、混凝土块、废木材、废纸板，且不包含待测目标有机污染物。

5.根据权利要求1所述的一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法，其特征在于：所述有机污染土壤中有机污染物包括石油烃、苯酚类半挥发性有机物、单环芳烃、多环芳烃、有机磷农药和除草剂阿特拉津。

6.根据权利要求1所述的一种以装潢垃圾-土壤混合治理有机污染土壤的方法，其特征在于：有机污染土壤的湿度小于5%，粒度小于100目。

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