CN109351768A - 一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法。将受污染的土壤翻耕，破碎筛分筑堆成长方体；往堆体上喷洒化学氧化液，对堆体进行预氧化处理，将预氧化后的重金属污染土壤转移至带有搅拌装置的淋洗罐中，加入化学淋洗液进行淋洗，完成后，送至压滤设备进行固液分离，淋洗废液送至污水罐；向压滤设备中通入清水，进行二次压滤，将残留的淋洗液从土壤中冲洗置换出来，冲洗液经沉降后，回用配置淋洗液，分离后的土壤回填。本发明有益效果是提高了淋洗效率，不对土壤产生二次污染。

Description

一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法
技术领域
本发明属于土壤污染治理技术领域，涉及土壤重金属污染化学联合修复。
背景技术
目前，我国土壤的重金属污染十分严重，对植物和土壤中的微生物产生很大的危害，同时也会污染水体，进而威胁人体健康。重金属在土壤中的存在形态主要有交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态和残渣态五种，其中交换态的重金属迁移性、生物有效性最强，最容易被植物吸收，毒性最强；第二种是潜在的可释放态；后几种不宜释放，危害性较小。针对重金属污染土壤的治理，目前有化学淋洗、固定/稳定化技术、电动修复技术等。其中，化学淋洗技术已经被广泛应用与工程实践中。化学淋洗的核心是淋洗液的选择，目前，化学淋洗修复土壤中重金属主要有无机类淋洗液、有机酸、螯合剂、表面活性剂等几种。其中无机淋洗液主要是通过酸解、络合和离子交换等方式将重金属从土壤中解析出来；有机酸的作用主要是酸解；螯合剂主要是通过螯合作用与重金属形成螯合体，并从土壤中分离出来；表面活性剂作用主要是通过增溶、活化作用将非交换态的重金属转化为交换态的重金属，从而提高重金属在土壤中的迁移性和生物可利用性，进而通过淋洗的方式将其从土壤中去除。
专利CN105478467A公开了一种利用EDTA钙盐淋洗土壤中重金属的方法，该方法对Cu、Zn、Pb、Cd的去除率26.30％、12.37％、45.18％和73.28％，而且对处理后土壤的肥力影响不大。但是该方法采用有机高分子的EDTA作为淋洗液的主要成分，存在难降解的问题。专利CN 106190169 A公开了一种利用盐酸、FeCl3和有机酸混合淋洗液淋洗重金属污染土壤的方法，才方法采用无极强酸作为淋洗液，不可避免的对土壤结构和营养成分造成破坏，降低了土壤的肥力。专利CN 102225425 A公开了一种修复重金属污染土壤的淋洗方法，该方法采用磺化硫杂杯芳烃水溶液为淋洗液，并用氢氧化钠溶液调控pH值到10-11进行淋洗，该方法随土壤中的Pb、Cd、Cu的去除率达到95％，是一种高效的淋洗液，该方法采用有机芳烃为溶剂，可能会引入毒性很强的芳烃，对人体存在危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
(1)将受污染的土壤翻耕，破碎筛分，粒径大于2mm的组分直接回填，将粒径小于2mm的颗粒筑堆成高为0.2-0.5米高的长方体；
(2)往堆体上喷洒化学氧化液，对堆体进行预氧化处理12-36小时，化学氧化液与堆体的体积比为0.1-0.5：1；
(3)将预氧化后的重金属污染土壤转移至带有搅拌装置的淋洗罐中，加入化学淋洗液进行淋洗，完成后，送至压滤设备进行固液分离，淋洗废液送至污水罐；
(4)向压滤设备中通入清水，进行二次压滤，将残留的淋洗液从土壤中冲洗置换出来，冲洗液经沉降后，回用配置淋洗液，分离后的土壤回填。
进一步，步骤(2)中的化学氧化液是由A液、B液两种溶液组成，A液是铁盐、有机酸的混合液，B液是双氧水溶液。铁盐是指EDTA钠铁、硝酸铁、硫酸铁、氯化铁中的一种或多种组成。有机酸是指草酸、乙酸、柠檬酸和酒石酸中的至少一种。其中，EDTA钠铁的浓度为1-5mmol/L，硝酸铁、硫酸铁和氯化铁的浓度和为0.1-1mmol/L，有机酸的浓度为30-150mmol/L,双氧水的浓度为0.01-0.5L/L。
进一步，步骤(3)中的化学淋洗液是指氯化物和有机酸组成的水溶液。氯化物为氯化铁、氯化钙、氯化镁、氯化钾、氯化钠中的一种或多种，浓度为20-200mmol/L；有机酸为柠檬酸、草酸、酒石酸、乙酸中的一种或多种，浓度为0.01-0.5mol/L。
进一步，步骤(3)中的化学淋洗时间为15-60分钟，淋洗液用量为2-5L/L土壤。
进一步，步骤(4)中的清水压滤水量为0.5-1L/L土壤。
与现有技术相比，本发明有益效果是：该方法采用了化学氧化对重金属污染土壤进行预处理，通过预处理，改变了土壤的氧化还原电位，进而改变重金属在土壤中的存在形态，使得部分非交换态重金属转化为交换态，降低了后继淋洗的负荷，提高了淋洗效率。同时，该方法采用的化学氧化和化学淋洗药剂环境友好，不对土壤产生二次污染。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)将重金属污染的土壤翻耕，取部分土样，粉碎后筛分，粒径大于2mm的组分直接回填至取土场，粒径小于2mm的土壤，筑堆成长宽高分别为200cm、100m、30cm的土堆。
(2)配置化学氧化液中的A液20L，B液50L，先将A液均匀喷洒至堆体上，再将B液均匀喷洒至堆体上，预氧化处理24小时。溶液中各组分浓度见表1。
(3)配置淋洗液1800L，淋洗液的组成见表1。
(4)将预氧化后的重金属污染土壤转移至带有搅拌装置的淋洗罐中，加入化学淋洗液进行淋洗，完成后，送至压滤设备进行固液分离，淋洗废液送至污水罐，分离后的土壤用600L清水压滤冲洗，去除残留的淋洗液，完成土壤修复，修复后的土壤回填。修复结果如表1所示。
实施例2
(1)将重金属污染的土壤翻耕，取部分土样，粉碎后筛分，粒径大于2mm的组分直接回填至取土场，粒径小于2mm的土壤，筑堆成长宽高分别为200cm、100m、20cm的土堆。
(2)配置化学氧化液中的A液20L，B液50L，先将A液均匀喷洒至堆体上，再将B液均匀喷洒至堆体上，预氧化处理30小时。溶液中各组分浓度见表2。
(3)配置淋洗液1800L，淋洗液的组成见表2。
(4)将预氧化后的重金属污染土壤转移至带有搅拌装置的淋洗罐中，加入化学淋洗液进行淋洗，完成后，送至压滤设备进行固液分离，淋洗废液送至污水罐，分离后的土壤用600L清水压滤冲洗，去除残留的淋洗液，完成土壤修复，修复后的土壤回填。修复结果如表2所示。
实施例3
(1)将重金属污染的土壤翻耕，取部分土样，粉碎后筛分，粒径大于2mm的组分直接回填至取土场，粒径小于2mm的土壤，筑堆成长宽高分别为200cm、100m、20cm的土堆。
(2)配置化学氧化液中的A液18L，B液40L，先将A液均匀喷洒至堆体上，再将B液均匀喷洒至堆体上，预氧化处理30小时。溶液中各组分浓度见表3。
(3)配置淋洗液2400L，淋洗液的组成见表3。
(4)将预氧化后的重金属污染土壤转移至带有搅拌装置的淋洗罐中，加入化学淋洗液进行淋洗，完成后，送至压滤设备进行固液分离，淋洗废液送至污水罐，分离后的土壤用300L清水压滤冲洗，去除残留的淋洗液，完成土壤修复，修复后的土壤回填。修复结果如表3所示。
表1
表2
表3
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)将受污染的土壤翻耕，破碎筛分，粒径大于2mm的组分直接回填，将粒径小于2mm的颗粒筑堆成高为0.2-0.5米高的长方体；
(2)往堆体上喷洒化学氧化液，对堆体进行预氧化处理12-36小时，化学氧化液与堆体的体积比为0.1-0.5:1；
(3)将预氧化后的重金属污染土壤转移至带有搅拌装置的淋洗罐中，加入化学淋洗液进行淋洗，完成后，送至压滤设备进行固液分离，淋洗废液送至污水罐；
(4)向压滤设备中通入清水，进行二次压滤，将残留的淋洗液从土壤中冲洗置换出来，冲洗液经沉降后，回用配置淋洗液，分离后的土壤回填。
2.按照权利要求1所述一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的化学氧化液是由A液、B液两种溶液组成，A液是铁盐、有机酸的混合液，B液是双氧水溶液；铁盐是指EDTA钠铁、硝酸铁、硫酸铁、氯化铁中的一种或多种组成；有机酸是指草酸、乙酸、柠檬酸和酒石酸中的至少一种；其中，EDTA钠铁的浓度为1-5mmol/L，硝酸铁、硫酸铁和氯化铁的浓度和为0.1-1mmol/L，有机酸的浓度为30-150mmol/L,双氧水的浓度为0.01-0.5L/L。
3.按照权利要求1所述一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的化学氧化液中的A液用量为0.01-0.05L/L土壤；B液用量为0.05-0.2L/L土壤。
4.按照权利要求1所述一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的化学淋洗液是指氯化物和有机酸组成的水溶液；所述的氯化物为氯化铁、氯化钙、氯化镁、氯化钾、氯化钠中的一种或多种，浓度为20-200mmol/L，所述的有机酸为柠檬酸、草酸、酒石酸、乙酸中的一种或多种，浓度为0.01-0.5mol/L。
5.按照权利要求1所述一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的化学淋洗，淋洗时间为15-60分钟，淋洗液用量为2-5L/L土壤。
6.按照权利要求1所述一种化学氧化和化学淋洗联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的清水压滤，清水的用量为0.5-1L/L土壤。
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