CN114289485A - 基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法，包括以下步骤：S1、有机肥制备；S2、碱性物料制备；S3、组合物制备：将步骤S1中得到的有机肥和步骤S2中得到的第一碱性物料以及第二碱性物料按照1‑2：1‑5：0.5‑2的质量比混合，搅拌反应0.5‑1h得到组合物；S4、渗透管组件构建；S5、可渗透反应墙构建。本发明通过将特定种类的碱性物料与有机肥组合配施至农药污染严重的土壤中，该组合物可有效促进土壤中氨氮转化，提升土壤pH，实现重金属钝化，对有机农药污染也有良好的去除效果，并通过渗透管组件和可渗透反应墙的构建，提高山地丘陵地区地形起伏较大场地条件下组合物的利用效率，达到更有效的修复效果。

Description

基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法
技术领域
本发明涉及农药污染土壤治理技术领域，具体是涉及基于山地丘陵地区地形起伏较大的农药厂污染场地修复方法。
背景技术
我国每年生产大量的农药，尤其长三角地区是我国农药主要产区，农药生产过程中会产生大量废渣和废水，若因管理不善排入土壤中则会造成土壤污染。长三角地区因此常年受到农药污染的危害，污染组分复杂、沿海沿河及其独特的地貌水文条件导致治理困难，严重威胁人体健康和环境安全，已成为当前亟待解决的重大土壤环境问题。
长三角地区地貌类型多样，总体以平原为主，但也不乏很大比例的山地丘陵地貌，如浙江省山地丘陵面积约占全省陆地面积的70.4％，安徽省约40％，江苏省约15％，这些山地丘陵区的浅部土层以含碎石粉质黏土为主，碎石含量高达40％～50％，渗透性较好，污染扩散快；山地丘陵区基岩岩面起伏较大，埋深相对较浅或直接裸露基岩；场地地形起伏较大，可能存在大面积的填挖方，部分区域会有溶洞分布，增加污染下渗、迁移扩散的复杂性，对调查评估、修复治理施工也增大了难度和成本。针对这类地形起伏较大场地的有机农药污染，可考虑采用原位化学淋洗结合可渗透反应墙技术进行有效修复，但因场地地形高差较大，修复治理时如果采用原位氧化技术，添加的药剂可能来不及充分反应就在重力作用下流到下游，因此原位修复时水力调控是关键。基于前期研究发现，长三角地区农药厂地块污染物类型较为复杂，既有重金属，又有苯系物、氯代烃和多环芳烃等有机污染物，同时，农药废水中含有高浓度氨氮，如何结合场地条件有效修复处理这类复合污染场地，是目前的难题之一。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了基于山地丘陵地区地形起伏较大的农药厂污染场地修复方法。
本发明的技术方案是：
基于山地丘陵地区地形起伏较大的农药厂污染场地修复方法，包括以下步骤：
S1、有机肥制备：
S1-1：将花生秸秆研磨成直径2-4mm的粉末，将研磨后的花生秸秆粉末加入到碱性溶液中，加热并搅拌反应1-2h，随后过滤得到处理后的花生秸秆粉末，烘干处理；
S1-2：将动物粪便干燥调节含水率至35-45wt％，加入发酵菌剂混合堆肥发酵，待堆肥温度上升至48-50℃时加入步骤S1-1中制备得到的处理后的花生秸秆粉末及磷酸二氢钾，进行翻堆后继续发酵4-6h得到一次发酵有机肥；
S1-3：将石灰石和斜发沸石加入到步骤S1-2中制备得到的一次发酵有机肥中混合搅拌0.5-1h，搅拌速度为100-150r/min，得到有机肥；
S2、碱性物料制备：
S2-1：取初步过滤后的海水进行加热处理，加热至沸腾后加入MgO和十二烷基苯磺酸钠并将温度保持在45-80℃，继续搅拌反应1-2h，得到处理后的海水；
S2-2：将处理后的海水由反应容器上方注入，注入速度为0.8-1L/min，同时将CO2与空气的混合气体由反应容器下方注入，注入速度为5L/min，注入的海水与注入的混合气体体积比为1：5-6，待海水和混合气体均注入完成后继续搅拌反应1-2h，得到沉淀；
S2-3：将步骤S2-2中得到的沉淀过滤后使用去离子水清洗2-4次，并置于烘箱中40-50℃下烘干，得到含CaCO3和MgO结晶体，作为第一碱性物料；
S3、组合物制备：将步骤S1中得到的有机肥和步骤S2中得到的第一碱性物料以及第二碱性物料按照1-2：1-5：0.5-2的质量比混合，搅拌反应0.5-1h得到组合物；
S4、渗透管组件构建：在渗透管内部填充步骤S3中得到的组合物，将若干渗透管布设在待处理土壤内部，每组渗透管均与导气管连接，形成渗透管组件；
S5、可渗透反应墙构建：在所述渗透管组件的下游方向的土壤内部布设若干填充有吸附材料的吸附管，所述吸附管围成一个弧面形成可渗透反应墙。
进一步地，所述步骤S1中有机肥的各组分含量按重量份计为：动物粪便20-25份，石灰石13-16份，斜发沸石8-11份，花生秸秆10-13份，磷酸二氢钾1.5-1.8份，发酵菌剂0.1-0.2份，所述发酵菌剂按重量份计包括：芽单胞菌0.03份、酵母菌0.03份、放线菌0.01-0.05份、细黄链霉菌0.02-0.06份、硝化螺旋菌0.01-0.03份。该发酵菌剂具有良好的好氧发酵分解能力的同时不会与碱性物料发生强烈的相互反应。
进一步地，所述步骤S1-1中碱性溶液与花生秸秆粉末的质量比为5：1，碱性溶液为质量浓度7％的氢氧化钾溶液，加热温度为105-115℃。使配制的有机肥呈弱碱性。
进一步地，所述步骤S2-1中初步过滤的方法为：使用80目的网式过滤器过滤，过滤流量为12m3/h，加入的MgO为质量浓度为0.7-0.95g/L的MgO溶液，溶剂为海水，加入的十二烷基苯磺酸钠为质量浓度为4-6×10-4mol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，溶剂为海水。通过初步过滤去除海水中的大颗粒杂质，并充分利用了长三角区域的海水资源。
进一步地，所述步骤S2-2中CO2与空气的混合气体中CO2与空气的体积比为1：4。通过注入CO2来促进CaCO3的生成同时能够完成对CO2的固定。
进一步地，所述步骤S3中第二碱性物料为CaO和Mg(OH)2以质量比1：1混合而成的混合物。通过对有机肥成分含量的改进使其适配碱性物料以提高氨氮去除效果，土壤改良能力强，适合作物生长。
进一步地，所述步骤S4中渗透管包括并排固定设置的加热管和送料管，所述渗透管下部还设有用于破土的仞角，所述仞角与所述加热管和送料管底部固定连接，所述加热管为双层设置，加热管内层设有电磁加热机构，加热管外层外壁设有若干通孔，所述送料管内部中空设置，送料管内中心处贯穿设有一组转动杆，所述转动杆与送料管转动连接，送料管上部和下部均设有一组用于存放组合物的容纳筒，位于上部的容纳筒底部设有环形挡板，位于下部的容纳筒顶部设有大小相同的环形挡板，两组所述环形挡板通过连杆与位于送料管内中部的两组活动块分别对应固定连接，容纳筒内侧对应连杆所在位置设有用于使连杆通过的开槽，所述活动块套接在转动杆上并与转动杆螺纹连接，环形挡板与送料管滑动连接，送料管外壁对应两组容纳筒所在位置处设有若干出料孔，容纳筒对应所述出料孔位置处也设有大小相同的出料孔，所述导气管与真空泵连接。通过对土壤深部加热促使有机污染物挥发吸收净化，同时配合送料管对土壤内部补充配置好的组合物以提高对土壤的修复处理。
更进一步地，所述环形挡板两侧各设有一组用于与送料管内壁卡接的限位凸起。使环形挡板能够推动容纳筒内部的组合物由出料孔排出。
更进一步地，所述吸附管内部自上而下依次填充有3-5重量份步骤S3中得到的组合物、1-2重量份的零价铁、1重量份的焙烧水滑石、2-3重量份的沸石，吸附管外壁设有通气孔，所述可渗透反应墙为前后并排设置的2-3组。通过配制的组合物以及多种吸附性填料的配合能够有效阻止污染物进一步扩散，避免二次污染。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过将特定种类的碱性物料与有机肥组合配施至农药厂污染严重的土壤中，该组合物可以有效促进土壤中氨氮的转化，同时提升了土壤pH，因而也可以实现重金属的钝化，对苯系物、氯代烃、多环芳烃类等有机污染物也有良好的去除效果，并通过渗透管组件和可渗透反应墙的构建针对长三角地区尤其是安徽浙江丘陵地区的地貌类型和水文地质条件，提高组合物的利用效率，达到更有效的修复效果。
(2)本发明通过选用多种常见的碱性物料与改进后的有机肥组合作为农药厂污染土壤的修复材料，该组合物适配性好，土壤改良能力强，适合作物生长，且廉价易得、便于工程化施工、具有广泛的应用前景。
(3)本发明通过将海水过滤后进行碳化反应制备得到高纯度的CaCO3和MgO的碱性物料结晶体，能够进一步提高组合物对土壤中氨氮的转化，同时也解决的CO2排放的问题以及海水淡化中的钙结垢问题，符合绿色可持续发展的理念。
(4)本发明通过对送料管的内部结构进行改进，使其能够与加热管配合使用，并将组合物输送至较深的土壤中，提高对土壤的修复效果，又通过可渗透反应墙搭载配制的组合物以及多种吸附性填料的配合能够有效阻止污染物进一步扩散，避免二次污染，针对山地丘陵场地本身渗透性相对好，地形起伏大的条件，在下游设置可渗透反应墙能够进一步提高土壤修复效果，同时避免了填充物料与污染物来不及反应就流失的问题。
附图说明
图1是本发明的渗透管组件结构示意图；
图2是本发明的送料管内部结构示意图；
图3是本发明的送料管纵向剖面图；
图4是本发明的容纳筒结构示意图；
图5是本发明的吸附管结构示意图；
图6是本发明的土壤修复工艺整体结构示意图。
其中，1-渗透管，2-加热管，21-电磁加热机构，22-通孔，3-送料管，31-转动杆，32-容纳筒，33-环形挡板，34-连杆，35-活动块，36-开槽，37-限位凸起，38-出料孔，4-仞角，5-吸附管，51-通气孔，6-导气管，7-真空泵。
具体实施方式
实施例1
基于山地丘陵场地条件的农药厂污染土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、有机肥制备：有机肥的各组分含量按重量份计为：动物粪便23份，石灰石15份，斜发沸石9份，花生秸秆11份，磷酸二氢钾1.6份，发酵菌剂0.15份，发酵菌剂按重量份计包括：芽单胞菌0.03份、酵母菌0.03份、放线菌0.04份、细黄链霉菌0.03份、硝化螺旋菌0.02份；
S1-1：将花生秸秆研磨成直径2-4mm的粉末，将研磨后的花生秸秆粉末加入到碱性溶液中，加热并搅拌反应1-2h，随后过滤得到处理后的花生秸秆粉末，烘干处理，碱性溶液与花生秸秆粉末的质量比为5：1，碱性溶液为质量浓度7％的氢氧化钾溶液，加热温度为105-115℃；
S1-2：将动物粪便干燥调节含水率至35-45wt％，加入发酵菌剂混合堆肥发酵，待堆肥温度上升至48-50℃时加入步骤S1-1中制备得到的处理后的花生秸秆粉末及磷酸二氢钾，进行翻堆后继续发酵4-6h得到一次发酵有机肥；
S1-3：将石灰石和斜发沸石加入到步骤S1-2中制备得到的一次发酵有机肥中混合搅拌0.5-1h，搅拌速度为100-150r/min，得到有机肥；
S2、碱性物料制备：
S2-1：初步过滤的方法为：使用80目的网式过滤器过滤，过滤流量为12m3/h，加入的MgO为质量浓度为0.8g/L的MgO溶液，溶剂为海水，加入的十二烷基苯磺酸钠为质量浓度为5×10-4mol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，溶剂为海水，取初步过滤后的海水进行加热处理，加热至沸腾后加入MgO和十二烷基苯磺酸钠并将温度保持在65℃，继续搅拌反应1.5h，得到处理后的海水；
S2-2：将处理后的海水由反应容器上方注入，注入速度为0.9L/min，同时将CO2与空气的混合气体由反应容器下方注入，CO2与空气的混合气体中CO2与空气的体积比为1：4，注入速度为5L/min，注入的海水与注入的混合气体体积比为1：5.5，待海水和混合气体均注入完成后继续搅拌反应1.5h，得到沉淀；
S2-3：将步骤S2-2中得到的沉淀过滤后使用去离子水清洗3次，并置于烘箱中45℃下烘干，得到含CaCO3和MgO结晶体，作为第一碱性物料；
S3、组合物制备：将步骤S1中得到的有机肥和步骤S2中得到的第一碱性物料以及第二碱性物料按照1：2：1的质量比混合，搅拌反应1h得到组合物，第二碱性物料为CaO和Mg(OH)2以质量比1：1混合而成的混合物；
S4、渗透管组件构建：在渗透管1内部填充步骤S3中得到的组合物，将若干渗透管1布设在待处理土壤内部，每组渗透管1均与导气管6连接，形成渗透管组件；渗透管1为市售表面设有通孔的不锈钢管；
S5、可渗透反应墙构建：在渗透管1组件的下游方向的土壤内部布设若干填充有吸附材料的吸附管5，吸附管5围成一个弧面形成可渗透反应墙，吸附管5为市售表面设有通孔的不锈钢管。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：有机肥的组分配比不同。
有机肥为碱性有机肥，其按重量份计包括：动物粪便20份，石灰石13份，斜发沸石8份，花生秸秆10份，磷酸二氢钾1.5份，发酵菌剂0.1份，发酵菌剂按重量份计包括：芽单胞菌0.03份、酵母菌0.03份、放线菌0.01份、细黄链霉菌0.02份、硝化螺旋菌0.01份。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：有机肥的组分配比不同。
有机肥为碱性有机肥，其按重量份计包括：动物粪便25份，石灰石16份，斜发沸石11份，花生秸秆13份，磷酸二氢钾1.8份，发酵菌剂0.2份，发酵菌剂按重量份计包括：芽单胞菌0.03份、酵母菌0.03份、放线菌0.05份、细黄链霉菌0.06份、硝化螺旋菌0.03份。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：有机肥的制备方法不同。
S1、有机肥制备：
S1-1：将花生秸秆研磨成直径4mm的粉末，将研磨后的花生秸秆粉末加入到碱性溶液中，碱性溶液与花生秸秆粉末的质量比为5：1，碱性溶液为质量浓度7％的氢氧化钾溶液，加热并搅拌反应2h，加热温度为115℃，随后过滤得到处理后的花生秸秆粉末，烘干处理；
S1-2：将动物粪便干燥调节含水率至45wt％，加入发酵菌剂混合堆肥发酵，待堆肥温度上升至50℃时加入步骤S1-1中制备得到的处理后的花生秸秆粉末及磷酸二氢钾，进行翻堆后继续发酵6h得到一次发酵有机肥；
S1-3：将石灰石和斜发沸石加入到步骤S1-2中制备得到的一次发酵有机肥中混合搅拌1h，搅拌速度为150r/min，得到有机肥。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：有机肥的制备方法不同。
S1、有机肥制备：
S1-1：将花生秸秆研磨成直径2mm的粉末，将研磨后的花生秸秆粉末加入到碱性溶液中，碱性溶液与花生秸秆粉末的质量比为5：1，碱性溶液为质量浓度7％的氢氧化钾溶液，加热并搅拌反应1h，加热温度为105℃，随后过滤得到处理后的花生秸秆粉末，烘干处理；
S1-2：将动物粪便干燥调节含水率至35wt％，加入发酵菌剂混合堆肥发酵，待堆肥温度上升至48℃时加入步骤S1-1中制备得到的处理后的花生秸秆粉末及磷酸二氢钾，进行翻堆后继续发酵4h得到一次发酵有机肥；
S1-3：将石灰石和斜发沸石加入到步骤S1-2中制备得到的一次发酵有机肥中混合搅拌0.5h，搅拌速度为100r/min，得到有机肥。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：碱性物料的制备方法不同。
S2、碱性物料制备：
S2-1：初步过滤的方法为：使用80目的网式过滤器过滤，过滤流量为12m3/h，加入的MgO为质量浓度为0.7g/L的MgO溶液，溶剂为海水，加入的十二烷基苯磺酸钠为质量浓度为4×10-4mol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，溶剂为海水，取初步过滤后的海水进行加热处理，加热至沸腾后加入MgO和十二烷基苯磺酸钠并将温度保持在45℃，继续搅拌反应1h，得到处理后的海水；
S2-2：将处理后的海水由反应容器上方注入，注入速度为0.8L/min，同时将CO2与空气的混合气体由反应容器下方注入，CO2与空气的混合气体中CO2与空气的体积比为1：4，注入速度为5L/min，注入的海水与注入的混合气体体积比为1：5，待海水和混合气体均注入完成后继续搅拌反应1h，得到沉淀；
S2-3：将步骤S2-2中得到的沉淀过滤后使用去离子水清洗2次，并置于烘箱中40-50℃下烘干，得到含CaCO3和MgO结晶体，作为第一碱性物料。
实施例7
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：碱性物料的制备方法不同。
S2、碱性物料制备：
S2-1：初步过滤的方法为：使用80目的网式过滤器过滤，过滤流量为12m3/h，加入的MgO为质量浓度为0.95g/L的MgO溶液，溶剂为海水，加入的十二烷基苯磺酸钠为质量浓度为6×10-4mol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，溶剂为海水，取初步过滤后的海水进行加热处理，加热至沸腾后加入MgO和十二烷基苯磺酸钠并将温度保持在80℃，继续搅拌反应2h，得到处理后的海水；
S2-2：将处理后的海水由反应容器上方注入，注入速度为1L/min，同时将CO2与空气的混合气体由反应容器下方注入，CO2与空气的混合气体中CO2与空气的体积比为1：4，注入速度为5L/min，注入的海水与注入的混合气体体积比为1：6，待海水和混合气体均注入完成后继续搅拌反应2h，得到沉淀；
S2-3：将步骤S2-2中得到的沉淀过滤后使用去离子水清洗4次，并置于烘箱中50℃下烘干，得到含CaCO3结晶体，作为第一碱性物料。
实施例8
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：组合物制备参数不同。
S3、组合物制备：将步骤S1中得到的有机肥和步骤S2中得到的第一碱性物料以及第二碱性物料按照1：1：0.5的质量比混合，搅拌反应0.5h得到组合物，第二碱性物料为CaO和Mg(OH)2以质量比1：1混合而成的混合物。
实施例9
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：组合物制备参数不同。
S3、组合物制备：将步骤S1中得到的有机肥和步骤S2中得到的第一碱性物料以及第二碱性物料按照2：5：2的质量比混合，搅拌反应1h得到组合物，第二碱性物料为CaO和Mg(OH)2以质量比1：1混合而成的混合物。
实施例10
本实施例在实施例1的基础上对渗透管1和吸附管5做出改进。
如图1-4所示，渗透管1包括并排固定设置的加热管2和送料管3，渗透管1下部还设有用于破土的仞角4，仞角4与加热管2和送料管3底部固定连接，加热管2为双层设置，加热管2内层设有电磁加热机构21，电磁加热机构21为市售土壤处理用电磁加热装置，加热管2外层外壁设有若干通孔22，送料管3内部中空设置，送料管3内中心处贯穿设有一组转动杆31，转动杆31与送料管3转动连接，送料管3上部和下部均设有一组用于存放组合物的容纳筒32，位于上部的容纳筒32底部设有环形挡板33，位于下部的容纳筒32顶部设有大小相同的环形挡板33，两组环形挡板33通过连杆34与位于送料管3内中部的两组活动块35分别对应固定连接，容纳筒32内侧对应连杆34所在位置设有用于使连杆34通过的开槽36，活动块35套接在转动杆31上并与转动杆31螺纹连接，环形挡板33与送料管3滑动连接，环形挡板33两侧各设有一组用于与送料管3内壁卡接的限位凸起37，送料管3外壁对应两组容纳筒32所在位置处设有若干出料孔38，容纳筒32对应出料孔38位置处也设有大小相同的出料孔38，导气管6与真空泵7连接。
如图5、6所示，吸附管5内部自上而下依次填充有4重量份步骤S3中得到的组合物、1重量份的零价铁、1重量份的焙烧水滑石、3重量份的沸石，吸附管5外壁设有通气孔51，可渗透反应墙为前后并排设置的2组。
应用上述组件进行土壤修复处理的工作原理为：
首先，打开电磁加热机构21，促使加热管2附近的土壤内部的有机污染物受热蒸发，蒸发后的有机污染物由通孔22进入到加热管2内部，再通过开启真空泵7通过导气管6将气态的有机污染物抽至底面统一处理；
当加热到一定时间加热管2附近土壤软化，且抽取有机污染物后的土壤比较输送，此时转动转动杆31，由于环形挡板33在限位凸起37的作用下不能转动，转动杆31转动时与其螺纹连接的活动块35发生位移，两组活动块35分别向上、向下运动，上方一组活动块35通过连杆34推动环形挡板33向上移动，将位于上方的容纳筒32内部的组合物由出料孔38内挤出；下方一组活动块35通过连杆34推动环形挡板33向下移动，将位于下方的容纳筒32内部的组合物由出料孔38内挤出，使组合物均匀进入到土壤内部，通过组合物对土壤进行二次处理。
实施例11
本实施例与实施例10基本相同，其不同之处在于：吸附管5内填充物组分配比不同。
吸附管5内部自上而下依次填充有3重量份步骤S3中得到的组合物、1重量份的零价铁、1重量份的焙烧水滑石、2重量份的沸石，吸附管5外壁设有通气孔51，可渗透反应墙为前后并排设置的2组。
实施例12
本实施例与实施例10基本相同，其不同之处在于：吸附管5内填充物组分配比不同。
吸附管5内部自上而下依次填充有5重量份步骤S3中得到的组合物、2重量份的零价铁、1重量份的焙烧水滑石、3重量份的沸石，吸附管5外壁设有通气孔51，可渗透反应墙为前后并排设置的3组。
实验例1
将实施例1-9得到的组合物进行土壤修复效果实验，实验选取了长三角地区氨氮污染的土壤样本，将组合物施加到氨氮污染土壤中一段时间后观察土壤中的剩余氨氮含量及硝态氮转化量，并与对比例进行对比，对比例为使用常规有机肥及常规碱性物料混合物的处理结果，实验结果如表1所示。
表1实施例1-9中制备的组合物对农药厂污染土壤中氨氮的去除效果
实施例 剩余氨氮含量mg/kg 硝态氮转化量mg/kg
实施例1 5.3 128
实施例2 5.6 125
实施例3 5.8 129
实施例4 5.9 121
实施例5 6.0 127
实施例6 5.5 115
实施例7 5.8 121
实施例8 6.4 134
实施例9 4.4 117
对比例 27.6 95
由上表可以看出，与对比例相比，使用了本发明制备的碱性有机肥以及碱性物料后对土壤中氨氮的转化和去除效果均有了明显的提升；
对比实施例1-3的实验结果可以看出，选用合适的有机肥对氨氮的去除有影响，而对硝态氮的转化影响较小，其中实施例1的有机肥组分配比最优；
对比实施例1、4、5的实验结果可以看出，有机肥在制备时应选用合适的加热温度，同时含水率不宜过高或过低，选用适当的制备参数对组合物的氨氮去除效果有影响，因此，选用实施例1的有机肥制备参数；
对比实施例1、6、7的实验结果可以看出，通过改变碱性物料的制备方法对土壤中氨氮的去除尤其是硝态氮的转化有较大影响，这是因为加入的镁离子浓度能够促进碳酸钙的晶型转变，镁离子浓度增大利于文石晶须的生成，在海水的碳化反应中，温度升高能够加快镁离子与海水的反应速率，从而更容易形成结晶体，而结晶体能够进一步提高组合物对土壤中氨氮的转化，在实施例6中温度较低，获得的碱性物料结晶体粒度较小，且分布松散，MgO反应不完全，CaCO3含量较低，因此，对组合物的氨氮去除效果不能起到很好地促进作用；而在实施例7中温度较高，反应较为完全，产生的碱性物料结晶体为纯净的文石碳酸钙，不含MgO，因此，对于氨氮去除及硝态氮生成均不能起到良好的促进作用；而在实施例1中温度适中，产物为CaCO3和MgO的混合体，且团聚大小适中，适合用于本发明的有机肥中制成组合物以提高氨氮去除效果及氨氮的转化。
对比实施例1、8、9的实验结果可以看出，改变组合物的制备参数对氨氮的去除和硝态氮的转化均有一定影响，实施例9中碱性物料含量高，则不能很好地促进氨氮转化为硝态氮；而实施例8中碱性物料含量低虽能够保证pH值保持在较低值从而促进氨氮转化为硝态氮，但对于氨氮的去除效果降低，因此，综合考虑选用实施例1中的组合物配比最优。
实验例2
采用实施例10-12中改进后的渗透管1和吸附管5进行土壤修复效果实验，实验选取了长三角地区农药(2,4-二氯苯酚)残留及重金属(Cd)污染较严重的区域，按照本发明方法布设，并与实施例1中市售常规装置搭载同样的组合物后的修复效果进行对比，实验结果如表2所示。
表2实施例1、10-12对农药厂污染土壤中有机污染物及重金属的去除效果
实施例 2,4-二氯苯酚去除率％ Cd去除率％
实施例10 54.5 71.3
实施例11 53.2 70.2
实施例12 52.1 71.5
实施例1 37.6 60.8
由上表可以看出，与实施例1相比，使用了本发明改进后的渗透管1和吸附管5后对土壤中有机污染物和重金属的去除效果均有了明显的提升，优选实施例10中的吸附管5内填充物组分配比能够达到最优效果。

Claims (9)

1.基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、有机肥制备：
S1-1：将花生秸秆研磨成直径2-4mm的粉末，将研磨后的花生秸秆粉末加入到碱性溶液中，加热并搅拌反应1-2h，随后过滤得到处理后的花生秸秆粉末，烘干处理；
S1-2：将动物粪便干燥调节含水率至35-45wt％，加入发酵菌剂混合堆肥发酵，待堆肥温度上升至48-50℃时加入步骤S1-1中制备得到的处理后的花生秸秆粉末及磷酸二氢钾，进行翻堆后继续发酵4-6h得到一次发酵有机肥；
S1-3：将石灰石和斜发沸石加入到步骤S1-2中制备得到的一次发酵有机肥中混合搅拌0.5-1h，搅拌速度为100-150r/min，得到有机肥；
S2、碱性物料制备：
S2-1：取初步过滤后的海水进行加热处理，加热至沸腾后加入MgO和十二烷基苯磺酸钠并将温度保持在45-80℃，继续搅拌反应1-2h，得到处理后的海水；
S2-2：将处理后的海水由反应容器上方注入，注入速度为0.8-1L/min，同时将CO2与空气的混合气体由反应容器下方注入，注入速度为5L/min，注入的海水与注入的混合气体体积比为1：5-6，待海水和混合气体均注入完成后继续搅拌反应1-2h，得到沉淀；
S2-3：将步骤S2-2中得到的沉淀过滤后使用去离子水清洗2-4次，并置于烘箱中40-50℃下烘干，得到含CaCO3和MgO结晶体，作为第一碱性物料，另取CaO和Mg(OH)2的混合物作为第二碱性物料；
S3、组合物制备：将步骤S1中得到的有机肥和步骤S2中得到的第一碱性物料以及第二碱性物料按照1-2：1-5：0.5-2的质量比混合，搅拌反应0.5-1h得到组合物；
S4、渗透管组件构建：在渗透管(1)内部填充步骤S3中得到的组合物，将若干渗透管(1)布设在待处理土壤内部，每组渗透管(1)均与导气管(6)连接，形成渗透管组件；
S5、可渗透反应墙构建：在所述渗透管(1)组件的下游方向的土壤内部布设若干填充有吸附材料的吸附管(5)，所述吸附管(5)围成一个弧面形成可渗透反应墙。
2.根据权利要求1所述的基于山地丘陵场地条件的农药厂污染土壤修复方法，其特征在于，所述步骤S1中有机肥的各组分含量按重量份计为：动物粪便20-25份，石灰石13-16份，斜发沸石8-11份，花生秸秆10-13份，磷酸二氢钾1.5-1.8份，发酵菌剂0.1-0.2份，所述发酵菌剂按重量份计包括：芽单胞菌0.03份、酵母菌0.03份、放线菌0.01-0.05份、细黄链霉菌0.02-0.06份、硝化螺旋菌0.01-0.03份。
3.根据权利要求1所述的基于山地丘陵场地条件的农药厂污染土壤修复方法，其特征在于，所述步骤S1-1中碱性溶液与花生秸秆粉末的质量比为5：1，碱性溶液为质量浓度7％的氢氧化钾溶液，加热温度为105-115℃。
4.根据权利要求1所述的基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法，其特征在于，所述步骤S2-1中初步过滤的方法为：使用80目的网式过滤器过滤，过滤流量为12m3/h，加入的MgO为质量浓度为0.7-0.95g/L的MgO溶液，溶剂为海水，加入的十二烷基苯磺酸钠为质量浓度为4-6×10-4mol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液，溶剂为海水。
5.根据权利要求1所述的基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法，其特征在于，所述步骤S2-2中CO2与空气的混合气体中CO2与空气的体积比为1：4。
6.根据权利要求1所述的基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法，其特征在于，所述步骤S3中第二碱性物料为CaO和Mg(OH)2以质量比1：1混合而成的混合物。
7.根据权利要求1所述的基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法，其特征在于，所述步骤S4中渗透管(1)包括并排固定设置的加热管(2)和送料管(3)，所述渗透管(1)下部还设有用于破土的仞角(4)，所述仞角(4)与所述加热管(2)和送料管(3)底部固定连接，所述加热管(2)为双层设置，加热管(2)内层设有电磁加热机构(21)，加热管(2)外层外壁设有若干通孔(22)，所述送料管(3)内部中空设置，送料管(3)内中心处贯穿设有一组转动杆(31)，所述转动杆(31)与送料管(3)转动连接，送料管(3)上部和下部均设有一组用于存放组合物的容纳筒(32)，位于上部的容纳筒(32)底部设有环形挡板(33)，位于下部的容纳筒(32)顶部设有大小相同的环形挡板(33)，两组所述环形挡板(33)通过连杆(34)与位于送料管(3)内中部的两组活动块(35)分别对应固定连接，容纳筒(32)内侧对应连杆(34)所在位置设有用于使连杆(34)通过的开槽(36)，所述活动块(35)套接在转动杆(31)上并与转动杆(31)螺纹连接，环形挡板(33)与送料管(3)滑动连接，送料管(3)外壁对应两组容纳筒(32)所在位置处设有若干出料孔(38)，容纳筒(32)对应所述出料孔(38)位置处也设有大小相同的出料孔(38)，所述导气管(6)与真空泵(7)连接。
8.根据权利要求7所述的基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法，其特征在于，所述环形挡板(33)两侧各设有一组用于与送料管(3)内壁卡接的限位凸起(37)。
9.根据权利要求1所述的基于山地丘陵场地条件的农药厂污染修复方法，其特征在于，所述所述吸附管(5)内部自上而下依次填充有3-5重量份步骤S3中得到的组合物、1-2重量份的零价铁、1重量份的焙烧水滑石、2-3重量份的沸石，吸附管(5)外壁设有通气孔(51)，所述可渗透反应墙为前后并排设置的2-3组。
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