CN109226237A

CN109226237A - 以装潢垃圾-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法

Info

Publication number: CN109226237A
Application number: CN201811108903.6A
Authority: CN
Inventors: 黄晟; 张辰; 谭学军; 朱煜; 孙瑞; 殷瑶
Original assignee: Shanghai Shenhuan Environmental Engineering Co Ltd; Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Shenhuan Environmental Engineering Co Ltd; Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2019-01-18
Anticipated expiration: 2038-09-21
Also published as: CN109226237B

Abstract

本发明公开了一种以装潢垃圾‑土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法，属于固体废弃物资源化利用和土壤修复技术领域，该方法包括：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2~4份、木材/屑1~3份、纸板/屑1~2份、砂浆2~4份、膨润土1~2份、石英砂1~2份，与土壤按照一定质量比混合填入聚四氟乙烯柱，添加无氧水至没过固体表面3~5 cm后静置并反应28 d。本发明可通过改变重金属的形态分布，去除土壤中的大部分对人体和环境可能造成损害的重金属污染物。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。

Description

以装潢垃圾-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法

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-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法。

背景技术

随着我国工业化城市化进程的不断推进，大量传统工业用地面临淘汰、拆改，但长期工业生产行为对企业及其周边土地造成巨大损害。土壤污染不同于其他污染,具有一定的隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆性，以致该问题近年来才受到国内学者和管理人员的重视。重金属是造成土壤污染的重要污染物，其中以汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)和类金属砷(As)为代表的高生物毒性和锌(Zn)、铜(Cu)等具有一定毒性的重金属污染物为主要特征污染物，部分元素污染超标面积可达污染总面积的45％以上，重金属往往难以被微生物降解，长期接触可能导致人体神经系统和免疫系统的破坏。

城市化同样加速了楼市的更新迭代，建筑废物已成为近年来重要的固体废弃物来源。目前我国建筑废物的年排放量已超过24亿吨，其中建筑废物可占城市固体废物总量的30％-40％，而资源化利用率不到5％。传统的装潢垃圾主要为指因装修而产生的垃圾，包括砖、混凝土、碎石、渣土、木屑、纸板、石膏等在内的固体废弃物。这些建筑废物产量大，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，若未及时得到有效处置而随意丢弃，将占用大量土地，影响市容。

目前，国内针对重金属污染土壤的处置主要包括固化/稳定化、淋洗、空气喷射、化学氧化/还原、双向抽提等方式，可适用于绝大部分常见重金属的固定和去除。其中固化/稳定化药剂的施用将产生大量额外碳排放、二次污染问题，而植物修复周期较长，工程应用较少。绿色可持续性修复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，通过降低可交换态和碳酸盐结合态重金属浓度，减少其进入环境中的途径，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，可应用于土壤中重金属的治理工作。

发明内容

为了寻求一种符合绿色可持续修复的土壤重金属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-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法。

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-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法，其特征在于所述方法包括

(1)对混合装潢垃圾进行破碎、筛分，使其组分配比如下：

骨料2～4份，

木材/屑1～3份，

纸板/屑1～2份，

砂浆2～4份，

膨润土1～2份，

石英砂1～2份；

(2)将经筛分的装潢垃圾与污染土壤混合均匀，装潢垃圾与污染土壤重量比1:2～1:5，得到装潢垃圾-土壤混合固体废物；

(3)将混合固体废物装入聚四氟乙烯柱，并加入无氧水至没过固体表面3-5cm；

(4)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，固体通过浸出实验收集浸出液，与原固液体系中液体混合。

进一步地，步骤(1)中，所述的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，同时添加市售膨润土和石英砂，步骤(1)中所制的混合固体废物为干燥废物。

进一步地，步骤(1)中，污染土壤中重金属包括铅、三价铬、镉、铜、锌、锑和镍中的至少一种。

进一步地，步骤(4)中，在密闭聚四氟乙烯柱内密闭静置反应时间为7～28天，优选为28天。

进一步地，步骤(4)中，固体使用Tessier 5步顺序提取法中可交换态和碳酸盐结合态进行处理，所得到的上清液与固液分离所得的液体合并。

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。本发明可通过改变重金属的形态分布，去除土壤中的大部分对人体和环境可能造成损害的重金属污染物。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)官能团和碱性环境，对大部分重金属都有一定的沉淀去除效果；纸板、木材木质素等组分，对其污染物具有吸附、去除等效果。

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-重金属模拟污染土壤体系对重金属可交换态和碳酸盐结合态的总去除效果。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明进行详细描述，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-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法，其特征在于所述方法包括

(1)对混合装潢垃圾进行破碎、筛分，使其组分配比(重量比)如下：

骨料2～4份，

木材/屑1～3份，

纸板/屑1～2份，

砂浆2～4份，

膨润土1～2份，

石英砂1～2份；

(4)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，固体通过浸出实验收集浸出液，与固液体系中液体混合。

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、废纸板等且不包含有害油漆和其他污染物的洁净装潢垃圾，同时添加市售膨润土和石英砂。

所述的重金属包括铜(Cu)、镉(Cd)、三价铬(Cr III)铅(Pb)、锌(Zn)、锑(Sb)、镍(Ni)。

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：木材/屑：纸板/屑：砂浆：膨润土：石英砂＝3:2:1:3:1:1比例配制混合装潢垃圾体系，与铅(Pb)、三价铬(Cr III)、镉(Cd)、铜(Cu)、锌(Zn)五种模拟重金属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聚四氟乙烯柱中，添加无氧水至没过废物表面5cm左右，加盖静置。共设置4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。

经测定，模拟污染土壤中污染物浓度列于表1所示。

表1模拟重金属污染土壤中重金属全量检测浓度

反应第3天、第7天、第15天和第28天，分别选取1罐进行取样，移出所有固体和液体进行固液分离，其中固体使用Tessier 5步顺序提取法中可交换态和碳酸盐结合态进行处理，所得到的上清液与固液分离所得的液体合并，经过滤后利用ICP-OES测定重金属的浓度。得出的装潢垃圾-模拟重金属污染土壤体系对五种重金属可交换态和碳酸盐结合态的总去除结果如图1所示。上清液中重金属检出浓度明显降低，且下降的较快，仅3 天重金属检出浓度即下降70％以上，五种重金属中，镉、铜浓度降低明显，对三价铬、锌和铅的去除量较小，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，其含有的重金属主要为锑、铬、铜、铅、镍和锌。混合得到的混合固体废物填入聚四氟乙烯柱子中，添加无氧水至没过废物表面 7-8cm左右，密闭静置。共设置4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。

反应第3天、第7天、第15天和第28天，分别选取1罐进行取样，测定固液体系重金属全量浓度。得出的装潢垃圾-重金属污染土壤体系对6种重金属的去除结果如表2所示。装潢垃圾-土壤混合体系重金属检出浓度明显降低，对六种重金属的去除效果均较明显，最高去除率分别为72％，95％，68％，74％，63％以及79％。

表2装潢垃圾-重金属污染土壤体系对6种重金属的去除结果

Claims

1.一种以装潢垃圾-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法，其特征在于所述方法包括

（1）对混合装潢垃圾进行破碎、筛分，使其组分配比如下：

骨料 2~4份，

木材/屑 1~3份，

纸板/屑 1~2份，

砂浆2~4份，

膨润土1~2份，

石英砂1~2份；

（2）将经筛分的装潢垃圾与污染土壤混合均匀，得到装潢垃圾-土壤混合固体废物；

（3）将混合固体废物装入聚四氟乙烯柱，并加入无氧水至没过固体表面，密闭静置；

（4）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，固体通过浸出实验收集浸出液，与原固液体系中液体混合。

2.根据权利要求1所述的一种以装潢垃圾-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的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，同时添加市售膨润土和石英砂，步骤（1）中所制的混合固体废物为干燥废物。

3.根据权利要求1所述的一种以装潢垃圾-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法，其特征在于：所述（1）中，污染土壤中重金属包括铅、三价铬、镉、铜、和锌中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种以装潢垃圾-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法，其特征在于：步骤（3）中，无氧水至没过固体表面3-5 cm。

5.根据权利要求1所述的一种以装潢垃圾-土壤混合治理降低土壤中重金属毒性的方法，其特征在于：步骤（4）中，在密闭聚四氟乙烯柱内密闭静置反应时间为7~28 天。