CN113399445A - 一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法 - Google Patents

一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113399445A
CN113399445A CN202110796167.3A CN202110796167A CN113399445A CN 113399445 A CN113399445 A CN 113399445A CN 202110796167 A CN202110796167 A CN 202110796167A CN 113399445 A CN113399445 A CN 113399445A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chromium
leaching
soil
contaminated soil
supernatant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110796167.3A
Other languages
English (en)
Inventor
赵瑞红
解楠
李昆杰
李凯
宋可欣
郑世楷
赵丽艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University of Science and Technology
Original Assignee
Hebei University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Science and Technology filed Critical Hebei University of Science and Technology
Priority to CN202110796167.3A priority Critical patent/CN113399445A/zh
Publication of CN113399445A publication Critical patent/CN113399445A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically

Abstract

本发明涉及一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）铬污染土壤经自然风干、除杂、破碎后过筛，得预处理土壤；（2）将预处理土壤与淋洗剂水溶液依照固液比为1g∶5ml进行混合，调整pH为9‑12，温度为20~50℃，搅拌10~60min；（3）步骤（2）得到的混合物进行离心，固体即为修复后的土壤；（4）向上清液中添加亚硫酸氢钠，调整溶液pH为2~5，搅拌20min；（5）调整经步骤（4）还原后的上清液pH为8~12.5，反应30min后过滤分离固体，滤液作为步骤（2）的淋洗剂水溶液重复使用。本发明能够高效去除土壤中铬污染，解决土壤中铬污染处理不完全的“返黄”问题。

Description

一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法
技术领域
本发明属于重金属土壤修复的技术领域，具体涉及一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法。
背景技术
在初期人们对重金属的土壤污染认识较浅，使许多污染物随意堆放，造成长时间的雨水冲刷，使污染物迁移进入更深层的土层中，增加了修复的难度。铬（Cr）因具有致癌、高毒性特点，在重金属污染中Cr造成的污染尤为严重，其主要来源于企业制革、电镀等生产过程。加强对铬污染的治理是一件利国利民的大事，无论是环保部门还是相关生产企业都应将铬污染治理当做工作中的重点。
针对六价铬污染土壤，常用的方法有化学淋洗法。采用有机酸和螯合剂作为淋洗剂处理的方法较普遍，多种淋洗剂联用是淋洗技术的发展前景，研发经济高效，对环境污染小的淋洗技术是未来发展的方向。因此，需要进一步改善淋洗方法，以提高铬污染土壤修复的经济效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够高效去除土壤中铬污染，解决土壤中铬污染处理不完全的“返黄”问题的高效淋洗修复铬污染土壤的方法。
本发明采用如下技术方案：
一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）铬污染土壤经自然风干、除杂、破碎后，过100目筛，得预处理土壤；
（2）将预处理土壤与淋洗剂水溶液依照固液比为1g∶5ml进行混合，调整pH为9-12，温度为20~50℃，搅拌速度为100-400r/min，搅拌10~60min；
（3）步骤（2）得到的混合物进行离心，分离上清液和固体，固体即为修复后的土壤；
（4）向上清液中添加亚硫酸氢钠，调整溶液pH为2~5，搅拌20min；
（5）调整经步骤（4）还原后的上清液pH为8~12.5，反应30min后过滤分离固体，滤液作为步骤（2）的淋洗剂水溶液重复使用。
进一步的，步骤（2）中，所述淋洗剂为浓度为0.05mol/L的碳酸钠、硫酸钠或氯化钾的水溶液。
进一步的，步骤（2）中，调整pH为12，温度为50℃，搅拌速度为300r/min，搅拌20min。
进一步的，步骤（2）中，搅拌前还利用超声波作用5min。
进一步的，步骤（3）中，4000 r/min条件下离心分离10 min。
进一步的，步骤（4）中，亚硫酸氢钠与铬离子的摩尔为3∶1。
进一步的，步骤（4）中，调整溶液pH为2.5。
进一步的，步骤（5）中，调整经步骤（4）还原后的上清液pH为10.5~11.5，优选为11.5。
进一步的，步骤（5）中，使用氢氧化钠或氢氧化钾调整上清液pH。
本发明的有益效果在于：本发明采用异位淋洗。多因素的实验使实验更加准确，确定了影响淋洗效果的主因素，大大提高了淋洗效率。能够提高淋洗液利用率，所选淋洗剂廉价，淋洗过程经济、高效。超声波协同淋洗环节使土壤中铬的解吸更加充分，操作时间减短。淋洗剂的后处理方便，只需调节pH即可。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为酸类淋洗剂及络合物淋洗剂浓度对淋洗效果的影响示意图。
图3为pH对淋洗效果的影响示意图。
图4为减小固液比之后酸类淋洗剂的淋洗效果示意图。
图5为不同pH下酸类淋洗剂的淋洗效果示意图。
图6为不同浓度盐类淋洗剂淋洗效果示意图。
图7不同pH下盐类淋洗剂的淋洗效果示意图。
图8各淋洗剂在最优条件下的淋洗效果示意图。
图9不同添加量及pH对还原效果的影响示意图。
图10不同pH对絮凝效果的影响示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例和附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明的流程示意图如图1所示。本发明采用某铬盐厂的表层污染土壤作为实验对象，经过自然风干，除杂之后，进行破碎筛分，过100目筛，作为整个实验用土。经过测定土壤的六价铬含量约为800 mg/kg，有机质的含量为31.41g/kg，pH为8.02。
1、淋洗条件的初探
称取5 g土加入100 mL单口烧瓶中与淋洗液混合，淋洗剂包括草酸、柠檬酸、酒石酸、EDTA-2Na，淋洗条件为土壤粒径100目，固液比1:10，淋洗时间2 h。淋洗液浓度为0.01-0.05 mol/L，pH为3-8，淋洗完成后，4000 r/min条件下离心分离10 min，将上清液倒入100mL容量瓶中定容，测量铬含量。管内固体进行铬的浸出实验，测量土壤中残留的铬含量。
如图2和图3所示，酸类淋洗剂淋洗效果都比水的淋洗效果好，一次淋洗就能达到国家标准。pH为7左右时，淋洗效果最好。但淋洗时间及淋洗液用量较大，工程应用消耗较大。通过减小淋洗固液比，降低淋洗剂用量，缩短淋洗时间，以达到高效的处理效果。
2、酸性淋洗剂的初探
称取5 g土加入50 mL单口烧瓶中与淋洗液混合，淋洗剂包括草酸、柠檬酸、酒石酸，淋洗条件为土壤粒径100目，固液比1:5，淋洗时间2 h。淋洗液浓度为0.01-0.05 mol/L，pH为3-8，淋洗完成后，4000 r/min条件下离心分离10 min，将上清液倒入100 mL容量瓶中定容，测量铬含量。管内固体进行铬的浸出实验，测量土壤中残留的铬含量。
如图4和图5所示，随着固液比的减小，淋洗液的淋洗效率增加，但淋洗的限度也相应减小，残留在土壤中的铬含量增加。在固液比1:5条件下，草酸、柠檬酸、酒石酸三种淋洗剂的淋洗效果比固液比1：10的淋洗效果差，但淋洗时间大大缩短，淋洗平衡时间为40min。淋洗完成后土壤中铬含量未降至国家标准（30mg/kg）以下。随着淋洗液浓度增加，pH降低，淋洗效果也逐渐降低，pH对异位淋洗效果影响较大。
3、盐类淋洗剂的初探
称取5 g土加入50 mL单口烧瓶中与淋洗液混合，淋洗剂包括碳酸钠、硫酸钠、氯化钾，淋洗条件为土壤粒径100目，固液比1:5，淋洗时间2 h。淋洗液浓度为0.01-0.05 mol/L，pH为3-8，淋洗完成后，4000 r/min条件下离心分离10 min，将上清液倒入100 mL容量瓶中定容，测量铬含量。管内固体进行铬的浸出实验，测量土壤中残留的铬含量。
如图6和图7所示，碳酸钠和硫酸钠淋洗效果明显优于氯化钾。不同浓度的碳酸钠淋洗效果都要优于硫酸钠，而硫酸钠pH没变化，说明pH与离子交换作用共同影响了淋洗效果。
4、不同淋洗剂的淋洗效果比较
不同淋洗剂最佳淋洗条件淋洗效果的比较，选用各淋洗剂在最佳条件下：最佳淋洗浓度，pH进行同步实验，以及一次淋洗，二次淋洗淋洗实验，对比各操作方式的淋洗效果。
称取5 g土加入100 mL单口烧瓶中与淋洗液混合，改变条件为清水在固液比1:5两次淋洗和1:10单次淋洗，浓度为0.05 mol/L的氯化钾、硫酸钠、碳酸钠，0.015 mol/L的草酸、柠檬酸、酒石酸淋洗剂在固液比1:5条件下进行淋洗实验。其他条件均相同。
如图8所示，固液比1:5两次淋洗与1:10单次淋洗差别较小，说明水对铬的溶出有一定限度，需选用其它淋洗剂配合使用。比较了氯化钾，硫酸钠，碳酸钠等最佳淋洗浓度，淋洗1 h，固液比1:5的效果比较，得出碳酸钠溶液的淋洗效果最好。
5、正交试验
多因素正交实验，比较各因素对淋洗效果的影响程度。称取5 g土加入50 mL单口烧瓶中，调节淋洗液pH值，取25ml淋洗液与土壤混合，摇晃之后进行超声作用，再放入水浴锅中进行磁力搅拌，改变搅拌过程中的温度、搅拌转速和搅拌时间，探究多因素对淋洗效果的影响。淋洗剂选为0.05mol/L的硫酸钠溶液。固液比为1g∶5ml，单次淋洗，淋洗过程中的悬浊液pH、温度、搅拌时间、搅拌速度以及超声时间如表1所示。
表1 正交实验L16（45）因素与水平
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
表2 正交实验表
Figure 178433DEST_PATH_IMAGE003
。
通过计算极差大小，确定各因素在淋洗过程中起到的作用大小。pH>搅拌温度>搅拌速度>搅拌时间>超声时间，优方案为pH=12，搅拌温度50 ℃，搅拌速度300 r/min，搅拌20min，超声时间5 min。
6、淋洗剂的还原
分别取50 mL 80 mg/L的六价铬离子溶液放入10个100 ml烧杯中，再加入过量亚硫酸氢钠（还原剂），调节淋洗液pH为2-5，充分搅拌后静置1 h，观察溶液颜色变化，并测量溶液中的铬含量。
如图9所示，最佳还原条件为：还原pH为2.5，还原时间为20 min，还原剂添加量为铬离子物质的量的3倍。
如图10所示，调节pH为2，亚硫酸钠还原1 h，KOH为絮凝剂，反应30 min后，过滤分离，风干后称量。pH为10.5-11.5时，为最佳絮凝pH。
7、淋洗剂循环
对处理后的淋洗剂进行循环使用，验证淋洗剂处理的效果。由表2可知，淋洗剂经过处理之后，淋洗效果未见降低，可循环使用。
表3 多次淋洗效果
Figure DEST_PATH_IMAGE004
。
8、结论
该方法淋洗效果好，可将土壤中铬含量处理至国家标准以下，淋洗时间和效率都大大增加，该方法的最佳条件为：pH为12，搅拌温度50℃，搅拌速度300 r/min，搅拌20 min，超声时间5min。淋洗剂经过处理之后淋洗效果无变化，可循环使用。

Claims (9)

1.一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）铬污染土壤经自然风干、除杂、破碎后，过100目筛，得预处理土壤；
（2）将预处理土壤与淋洗剂水溶液依照固液比为1g∶5ml进行混合，调整pH为9-12，温度为20~50℃，搅拌速度为100-400r/min，搅拌10~60min；
（3）步骤（2）得到的混合物进行离心，分离上清液和固体，固体即为修复后的土壤；
（4）向上清液中添加亚硫酸氢钠，调整溶液pH为2~5，搅拌20min；
（5）调整经步骤（4）还原后的上清液pH为8~12.5，反应30min后过滤分离固体，滤液作为步骤（2）的淋洗剂水溶液重复使用。
2.根据权利要求1所述的一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述淋洗剂为浓度为0.05mol/L的碳酸钠、硫酸钠或氯化钾的水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，步骤（2）中，调整pH为12，温度为50℃，搅拌速度为300r/min，搅拌20min。
4.根据权利要求1所述的一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，步骤（2）中，搅拌前还利用超声波作用5min。
5.根据权利要求1所述的一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，步骤（3）中，4000 r/min条件下离心分离10 min。
6.根据权利要求1所述的一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，步骤（4）中，亚硫酸氢钠与铬离子的摩尔为3∶1。
7.根据权利要求1所述的一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，步骤（4）中，调整溶液pH为2.5。
8.根据权利要求1所述的一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，步骤（5）中，调整经步骤（4）还原后的上清液pH为10.5~11.5。
9.根据权利要求1所述的一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法，其特征在于，步骤（5）中，使用氢氧化钠或氢氧化钾调整上清液pH。
CN202110796167.3A 2021-07-14 2021-07-14 一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法 Pending CN113399445A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110796167.3A CN113399445A (zh) 2021-07-14 2021-07-14 一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110796167.3A CN113399445A (zh) 2021-07-14 2021-07-14 一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113399445A true CN113399445A (zh) 2021-09-17

Family

ID=77686363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110796167.3A Pending CN113399445A (zh) 2021-07-14 2021-07-14 一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113399445A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1349564A (zh) * 1999-04-30 2002-05-15 罗狄亚巴西有限公司 羰基化合物在生皮鞣制过程中的应用
CN104841693A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 北京大学 一种六价铬污染土壤原位修复方法
CN105127190A (zh) * 2015-08-11 2015-12-09 青海省环境科学研究设计院 一种修复铬污染土壤中六价铬的方法
CN105215051A (zh) * 2015-11-10 2016-01-06 辽宁石油化工大学 一种铬污染土壤的还原-稳定化二段式修复方法
CN108787726A (zh) * 2018-08-29 2018-11-13 北京高能时代环境技术股份有限公司 一种联合使用化学淋洗与化学还原修复污染土壤的工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1349564A (zh) * 1999-04-30 2002-05-15 罗狄亚巴西有限公司 羰基化合物在生皮鞣制过程中的应用
CN104841693A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 北京大学 一种六价铬污染土壤原位修复方法
CN105127190A (zh) * 2015-08-11 2015-12-09 青海省环境科学研究设计院 一种修复铬污染土壤中六价铬的方法
CN105215051A (zh) * 2015-11-10 2016-01-06 辽宁石油化工大学 一种铬污染土壤的还原-稳定化二段式修复方法
CN108787726A (zh) * 2018-08-29 2018-11-13 北京高能时代环境技术股份有限公司 一种联合使用化学淋洗与化学还原修复污染土壤的工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
毛欣宇: "《电动修复及其改进联用技术对重金属污染土壤的修复研究》", 31 December 2018 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101549873B (zh) 一种表面活性剂改性沸石及其制备方法及用途
CN106315991B (zh) 一种用于工业废水的分盐工艺
CN107337292A (zh) 深度处理脱硫废水的工艺流程
CN101797496A (zh) 基于斜发沸石的无机-有机复合型吸附剂制备方法及其去除工业废水中Cr(Ⅵ)的应用
CN104609683B (zh) 一种铬鞣污泥中重金属铬的再生方法
CN104056841A (zh) 一种提钛尾渣的处理方法
CN112456620A (zh) 一种离子型稀土矿浸矿闭矿后废水处理方法
CN104773877A (zh) 一种含氟酸性废水的处理方法
CN108866337B (zh) 一种处理金属污泥的方法
CN101301548A (zh) 一种以沸石为载体的改性滤料及其制备方法
CN113399445A (zh) 一种高效淋洗修复铬污染土壤的方法
CN108854944B (zh) 一种用于处理含铀废水的吸附剂及其应用
CN113000016A (zh) 镧改性火山岩材料及其制备方法和应用
CN108238781A (zh) 一种高岭土的除铁方法
CN106277101B (zh) 一种利用层状硅酸钠沉淀铬鞣废液及铬资源回收的方法
Dremicheva Studying the sorption kinetics on peat ions of iron (III) and copper (II) from wastewater
CN105461140B (zh) 一种钨冶炼离子交换法废水综合处理回收系统及方法
CN114835233B (zh) 一种铋基金属有机框架材料快速去除废水中氯离子的方法
CN110182922B (zh) 含铬废水的处理方法
CN104789803A (zh) 从含铀的碱性碳酸钠溶液中分离铀的方法及所用萃取试剂
CN115490365A (zh) 一种铀转化碱性含铀含氟废水综合处理的方法
CN110526455B (zh) 含铀废水的铀回收方法
CN108249448A (zh) 一种对石英矿石酸浸废液的循环利用方法
CN209554939U (zh) 一种不锈钢酸洗废液产品化系统
RU2630183C1 (ru) Способ извлечения скандия из красных шламов

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination