CN115608766A - 一种有机污染土壤的处理方法、净化后的改性土壤和流态固化土 - Google Patents

一种有机污染土壤的处理方法、净化后的改性土壤和流态固化土 Download PDF

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Abstract

本申请涉及固体废弃物资源化的技术领域，具体公开了一种有机污染土壤的处理方法、净化后的改性土壤及流态固化土。该有机污染土壤的处理方法如下：向有机污染土壤中加入亚硫酸盐溶液，发生磺化反应，获得改性土壤；将改性土壤进行热脱附处理，获得净化后的改性土壤；所述热脱附处理中，热脱附温度为780‑1000℃，热脱附的时间是30‑70min；所述有机污染土壤中包含木质素，所述木质素占所述有机污染土壤的重量百分比至少为0.3%。本申请能够实现有机污染土壤的资源化利用，且利用净化后的改性土壤制备流态固化土的过程中不需要再外加分散剂。

Description

一种有机污染土壤的处理方法、净化后的改性土壤和流态固 化土
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化的技术领域，特别涉及一种有机污染土壤的处理方法、净化后的改性土壤和流态固化土。
背景技术
污染土壤的类型主要以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小。无机污染物主要指镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种元素。有机污染物包括六六六、滴滴涕、多环芳烃等。农田中的有机污染物以滴滴涕和多环芳烃为主，主要来源于有机类农药、工业“三废”以及不合格的有机肥。污染物进入土壤后，会破坏土壤的净化功能，残留在土壤中，影响作物的生长发育，危及土壤微生物的生存。土壤中的有机污染物可直接和间接进入人体，影响人体新陈代谢，甚至诱发癌症等疾病。有机污染土壤的修复方式包括物理修复、化学修复、生物修复以及利用联合技术修复。但是，上述修复方式均存在处理周期长、成本高的问题，很难大规模推广应用。
流态固化土作为一种新型建筑材料，可用于各类肥槽、基坑、矿坑的回填浇筑，以及道路路基、建筑物地基的加固处理。流态固化土的常见制备方法是利用肥槽、基坑开挖后或者废弃的地基土，再掺入一定比例的固化剂、水后充分拌合均匀，形成具有可泵送的、流动性的加固材料。
流态固化土的制备过程中，所用到的地基土还可以用净化合格后的有机污染土壤来代替。即先进行有机污染土壤的净化处理，将有机污染土壤净化合格后，然后再利用净化后的土壤和其他物质混合制备流态固化土。在制备流态固化土的过程中，还需要添加分散剂、固化剂等多种外加剂，从而制得满足相关要求的流态固化土。
发明内容
为了实现有机污染土壤的资源化利用，同时避免流态固化土的制备过程中再外加分散剂，本申请提供一种有机污染土壤的处理方法、净化后的改性土壤和流态固化土。
第一方面，本申请提供一种有机污染土壤的处理方法，采用如下的技术方案：
一种有机污染土壤的处理方法，所述处理方法具体包括以下步骤：
向有机污染土壤中加入亚硫酸盐溶液，发生磺化反应，获得改性土壤；
将改性土壤进行热脱附处理，获得净化后的改性土壤；所述热脱附处理中，热脱附温度为780-1000℃，热脱附的时间是30-70min；
所述有机污染土壤中包含木质素，所述木质素占所述有机污染土壤的重量百分比至少为0.3％。
通过采用上述技术方案，本申请在处理有机污染土壤的过程中，利用加入的亚硫酸钠与有机污染土壤中的木质素发生磺化反应，生成木质素磺酸钠；然后经过热脱附处理，获得净化后的改性土壤。
一方面，由于净化后的改性土壤中包含了磺化反应产生的木质素磺酸钠，故利用净化后的改性土壤制备流态固化土的过程中，不需要再外加分散剂，制得的流态固化土也能满足相关要求。因此，利用本申请提供的方法处理获得的净化后的改性土壤，用于制备流态固化土，可简化流态固化土的制备，同时降低制备流态固化土的成本。同时，在处理过程中，不需要进行去除木质素的操作，而是将其直接转换为制备流态固化土的过程中所必须的分散剂。
另一方面，利用本申请的热脱附条件处理经过磺化反应的改性土壤，不仅可以有效去除改性土壤中以滴滴涕和多环芳烃为代表的有机污染物，而且热脱附过程不会影响磺化反应生成的木质素磺酸钠的含量。因此，利用本申请提供的方法能够有效去除有机污染土壤中的有机污染物，获得的净化后的改性土壤中有机物污染物的含量较低。利用净化后的改性土壤制备的流态固化土，实现了有机污染土壤的资源化利用。
本申请中，磺化反应的发生依赖于有机污染土壤中的木质素。因此，本申请提供的处理方法针对的处理对象中需要含有木质素。故该处理方法针对的处理对象可以是包含原位木质素的有机污染土壤，例如耕田、森林中的土壤，耕田土壤中的木质素来源于耕田中的农作物，森林土壤中的木质素来源于树枝、树叶等。也就是说，木质素自身是存在于处理对象中的，而不需要向有机污染土壤中外加木质素。
进一步地，所述热脱附温度为850-950℃。
进一步地，所述热脱附时间为45-60min。
在一个具体的实施方式中，所述热脱附温度可以是780℃、850℃、900℃、950℃、1000℃。
在一些具体的实施方式中，所述热脱附温度可以是780-850℃、780-900℃、780-950℃、850-900℃、850-950℃、850-1000℃、900-950℃、900-1000℃、950-1000℃。
在一个具体的实施方式中，所述热脱附时间可以是30min、45min、52.55min、60min、70min。
在一些具体的实施方式中，所述热脱附时间可以是30-45min、30-52.55min、30-60min、45-52.55min、45-60min、45-70min、52.55-60min、52.55-70min、60-70min。
通过采用上述技术方案，本申请将热脱附温度和热脱附时间分别控制在上述范围内，能够有效提高有机污染土壤中有机污染物的脱附率，从而达到净化土壤的目的。
进一步地，所述有机污染土壤中滴滴涕的含量为0.08-0.135g/kg。
在一个具体的实施方式中，有机污染土壤中滴滴涕的含量可以是0.08g/kg、0.100g/kg、0.11g/kg、0.12g/kg、0.135g/kg。
在一些具体的实施方式中，有机污染土壤中滴滴涕的含量可以是0.08-0.100g/kg、0.08-0.11g/kg、0.08-0.12g/kg、0.100-0.11g/kg、0.100-0.12g/kg、0.100-0.135g/kg、0.11-0.12g/kg、0.11-0.135g/kg、0.12-0.135g/kg。
进一步地，所述有机污染土壤中多环芳烃的含量为17.0-30.5g/kg。
在一个具体的实施方式中，有机污染土壤中多环芳烃的含量可以是17.0g/kg、20.5g/kg、25.0g/kg、28.2/kg、30.5g/kg。
在一些具体的实施方式中，有机污染土壤中多环芳烃的含量可以是17.0-20.5g/kg、17.0-25.0g/kg、17.0-28.2g/kg、20.5-25.0g/kg、20.5-28.2g/kg、20.5-30.5g/kg、25.0-28.2g/kg、25.0-28.2g/kg、25.0-30.5g/kg。
进一步地，所述亚硫酸盐与所述木质素的重量比为(10-15)：(20-30)。
在一个具体的实施方式中，所述亚硫酸钠与所述木质素的重量比可以是10:20、10:25、10:30、15:20、15:25、15:30。
进一步地，所述磺化反应中，反应温度为150-160℃，反应时间为2.5-3.5h。
在一个具体的实施方式中，所述磺化反应中，反应温度为155℃，反应时间为3h。
第二方面，本申请提供了一种利用上述有机污染土壤的处理方法制得的净化后改性土壤。
第三方面，本申请提供一种利用上述净化后的改性土壤制备的流态固化土。
进一步地，所述流态固化土包含以下重量份的组分：
净化后的改性土壤：50-65份；
炉渣：17-21份；
水泥：4-8份；
水：15-50份；
固化剂：0.002-0.005份。
通过采用上述技术方案，利用净化后的改性土壤制备流态固化土，净化后的改性土壤代替基坑土，作为骨架结构起到支撑的作用，可抑制流态固化土的体积收缩，并提高流态固化土的体积稳定性。水泥与净化后的改性土壤中的水分反应，生成水化硅酸钙和水化硫铝酸钙胶凝体，起到胶结作用；同时，上述反应过程还会产生氢氧化钙、钙矾石等晶体，这部分晶体可以起到密实、填充流态固化土的作用，从而使流态固化土具有更高高的密实度，从而提高流态固化土的强度。
炉渣为生活垃圾焚烧的产物。生活垃圾在焚烧过程中有20％转化为灰渣，滤渣作为灰渣之一，约占灰渣的80％。即焚烧1吨生活垃圾约产生200-250kg炉渣。一家日处理量为1000吨的生活垃圾焚烧厂，一年可产生约7-9万吨的炉渣。随着国内生活垃圾焚烧发电厂的大规模建设，生活垃圾焚烧产生的炉渣量也迅猛增长。炉渣的成分包括熔渣、玻璃、陶瓷类物质碎片、铁和其他金属及其他一些不可燃物质、没有燃烧完全的有机物。炉渣中的氧化钙水化后生成氢氧化钙，氢氧化钙与和土壤中的活性物质，如二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁等结合，生成硅酸钙、铝酸钙、铁酸钙等凝胶体，将土壤胶结起来，使流态固化土具有较高的强度。因此，本申请在制备流态固化土的过程中，利用滤渣代替粉煤灰，一方面能够增加流态固化土的强度，另一方面，还能够对生活垃圾焚烧产生的炉渣进行资源化利用。
固化剂可激发净化后的改性土壤的活性，与净化后的改性土壤中的活性物质二氧化硅、氧化钙等反应生成胶凝体，激发流态固化土的潜在特性，增加流态固化土的强度。同时，固化剂会与净化后的改性土壤中的阳离子发生离子交换，使得表面电位降低，双电层减薄，使得净化后的改性土壤颗粒趋于凝聚，从而生成高分子网状结构，进而提高整个流态固化土的强度。
另外，净化后的改性土壤中也存在起到分散作用的木质素磺酸钠，木质素磺酸钠作为分散剂，可以增加流态固化土的流动性。也正是因为处理有机污染土壤的过程中有分散剂生成，故在制备流态固化土的过程中，不需要再外加分散剂。
进一步地，所述流态固化土的制备方法如下：将净化后的改性土壤、水、炉渣、水泥、固化剂按照上述比例混合均匀后，制得流态固化土。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请提供的处理方法将有机污染土壤通过磺化反转化为含有木质素磺酸盐的净化后的改性土壤，使得净化后的改性土壤自身携带分散剂，有利于应用到流态固化土的制备。
2.本申请提供的处理方法将有机污染土壤进行热脱附，使得有机污染物的热脱附率达到93％及以上，有效除去有机污染物的同时，不会破坏经过磺化反应生成的木质素磺酸盐的性能和含量。
3.本申请利用包含木质素磺酸盐的净化后的改性土壤制备流态固化土，木质素磺酸钠作为分散剂，故不需要再外加分散剂，制得的流态固化土能够满足《T/BGEA001-2019》预拌流态固化土填筑工程技术标准中关于流态固化土的要求。
附图说明
图1是本申请提供的有机污染土壤的处理方法的流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请提供了一种有机污染土壤的处理方法。结合图1，该处理方法具体包括以下步骤：
(1)将有机污染土壤破碎处理后，加入亚硫酸盐溶液，混匀，进行磺化反应，获得改性土壤。
上述有机污染土壤中包含木质素，木质素占有机污染土壤的重量百分比至少为0.3％。
作为本发明的一种实施方式，有机污染土壤可以从农田获取。
作为本发明的一种实施方式，磺化反应中，反应温度为150-160℃，反应时间为2.5-3.5h。
作为本发明的一种实施方式，亚硫酸盐溶液可以是亚硫酸钠溶液、亚硫酸钾溶液或亚硫酸钙溶液。本申请中，亚硫酸盐溶液选用重量百分比为10％的亚硫酸钠溶液。
磺化反应中，通过亚硫酸盐溶液向有机污染土壤中添加亚硫酸盐。
作为本发明的一种实施方式，亚硫酸盐的加入量与有机污染土壤中木质素的重量比为(10-15)：(20-30)。
作为本发明的一种实施方式，亚硫酸盐的加入量占有机污染土壤的重量百分比最大为0.6％。
对有机污染土壤进行“破碎处理”，得到的粒径为0～10mm。
(2)将步骤(1)获得的改性土壤进行热脱附处理，获得净化后的改性土壤。热脱附处理中，热脱附温度为780-1000℃，热脱附的时间是30-70min。
作为本发明的一种实施方式，热脱附温度为850-950℃。
作为本发明的一种实施方式，热脱附时间为45-60min。
作为本发明的一种实施方式，有机污染土壤中滴滴涕的含量为0.08-0.135g/kg。
作为本发明的一种实施方式，有机污染土壤中多环芳烃的含量为17.0-28.5g/kg。
本申请还提供了利用上述方法制得的净化后的改性土壤，以及利用净化后的改性土壤制得的流态固化土。该流态固化土包含以下重量份的组分：净化后的改性土壤：50-65份；炉渣：17-21份；水泥：4-8份；水：15-50份；固化剂：0.002-0.005份。
上述流态固化土的制备方法，具体包括以下步骤：将上述组分混合均匀后，制得流态固化土。
作为本发明的一种实施方式，炉渣为生活垃圾焚烧后进行“磁选、涡电流、破碎、筛分、球磨”等工艺技术得到的，炉渣的细度为0.045mm，28d强度活性指数为70～80％，氧化钙的质量分数为15～20％，二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)和三氧化二铁(Fe2O3)总质量分数为60～75％。炉渣的其他相关指标符合GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准规定。
作为本发明的一种实施方式，水泥可选用硅酸盐系水泥，强度为32.5～42.5MPa。
作为本发明的一种实施方式，固化剂选用复合离子型液体固化剂，固含量为30～55％，pH值为8～9。
作为本发明的一种实施方式，固化剂可以是南非固路宝、美国贝塞尔或澳洲路基实。
以下结合示例进一步说明本申请的技术方案。
一、有机污染土壤样本
以下提供了5种有机污染土壤样本，分别取自不同的农田，依次命名为样本A、样本B、样本C、样本D和样本E，并对上述5种有机污染土壤样本中的木质素含量进行检测，检测结果如表1所示。
木质素的检测方法参照中华人民共和国农业行业标准《NY/T 3494-2019》(农业生物质原料纤维素、半纤维素、木质素测定)中的关于木质素含量的检测方法。
同时，对上述5种有机污染土壤样本中有机污染物和无机污染物的含量进行了检测。具体如下：
(1)无机污染物的检测
检测对象如下：镉、镍、铜、砷、汞和铅。
检测方法如下：
利用原子吸收分光光度法对镉、镍、铜、铅的含量进行检测(镉和铅：参照《GB/T17141-1997》；镍：参照《GB/T17139-1997》；铜：参照《GB/T17138-1997》)，利用原子荧光法对砷、汞的含量进行检测(砷和汞：参照《HJ680-2013》)。
根据上述5种有机污染土壤样本中无机污染物含量的检测结果，发现上述5种有机污染土壤样本中无机污染物的含量均满足《GB50137—2011》城市用地分类与规划建设用地标准中关于第一类建筑用地的要求。
(2)有机污染物的检测
检测对象如下：滴滴涕、多环芳烃(包括苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘、萘)。
检测方法如下：
利用气相色谱～质谱法对滴滴涕的含量进行检测(滴滴涕：参照《HJ 835-2017》)，利用高效液相色谱法、气相色谱-质谱法对多环芳烃的含量进行检测(苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、二苯并[a,h]蒽和茚并[1,2,3-cd]芘：参照《HJ784-2016》高效液相色谱法；萘：《HJ805-2016》气相色谱-质谱法)。
检测结果具体如表1所示。
表1 5种有机污染土壤样本中木质素和有机污染物的含量
Figure BDA0003906016570000071
Figure BDA0003906016570000081
注：第一类建筑用地是指《GB50137—2011》城市用地分类与规划建设用地标准中规定的城市建设用地中的居住用地(R)、公共管理与公共服务用地中的中小学用地(A33)、医疗卫生用地(A5)和社会福利设施用地(A6)以及公园绿地(G1)中的社区公园或儿童公园用地等。
第二类建筑用地是指《GB50137—2011》城市用地分类与规划建设用地标准中规定的城市建设用地中的工业用地(M)、物流仓储用地(W)、商业服务业设施用地(B)、道路与交通设施用地(S)、公用设施用地(U)、公共管理与公共服务用地(A)(A33、A5、A6除外)以及绿地与广场用地(G)(G1中的社区公园或儿童公园用地除外)等。
由表1可知，上述5种有机污染土壤样本中滴滴涕和多环芳烃的含量均超过了《GB36600—2018》土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准中关于第二类建设用地要求的风险筛选值。
二、净化后的改性土壤
以下实施例以样本A作为处理对象，利用本申请提供的有机污染土壤的处理方法进行处理，获得净化后的改性土壤。
实施例1
有机污染土壤的处理方法，具体包括以下步骤：
(1)将样本A放入土壤破碎机进行破碎，设置转速在300r/min的条件下，破碎5min，获得破碎处理后的土壤。如表1所示，样本A中木质素的含量为6g/kg。
向破碎处理后的土壤中加入亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠溶液的加入量为：每1kg破碎处理后的土壤中加入30g重量百分比为10％的亚硫酸钠溶液，将破碎处理后的土壤和亚硫酸钠溶液混匀，进行磺化反应，反应温度为155℃，反应时间为3h，获得改性土壤。
(2)将步骤(1)获得的改性土壤进行热脱附处理，热脱附温度为780℃，热脱附的时间是52.5min，获得净化后的改性土壤。
实施例2-5
实施例2-5与实施例1的不同之处在于：步骤(2)热脱附的温度不同，具体如表2所示。其余操作步骤均与实施例1相同。
对比例1-2
对比例1-2与实施例1的不同之处在于：步骤(2)热脱附的温度不同，具体如表2所示。其余操作步骤均与实施例1相同。
表2实施例1-5、对比例1-2的热脱附条件及净化后的改性土壤中各物质的情况
Figure BDA0003906016570000091
实施例6-9
实施例6-9与实施例3的不同之处在于：步骤(2)热脱附的时间不同，具体如表3所示。其余操作步骤均与实施例3相同。
对比例3-4
对比例3-4与实施例3的不同之处在于：步骤(2)热脱附的时间不同，具体如表3所示。其余操作步骤均与实施例3相同。
表3实施例1-5、对比例1-2的热脱附条件及净化后的改性土壤中各物质的情况
Figure BDA0003906016570000101
性能检测试验一
本试验检测了实施例1中经过磺化反应处理获得的改性土壤中木质素、滴滴涕、多环芳烃、木质素磺酸钠的含量。检测结果如表4所示。
检测方法如下：
A.木质素的检测方法与“一、有机污染土壤样本——木质素的检测方法”相同。
B.滴滴涕和多环芳烃的检测方法与“一、有机污染土壤样本——(2)有机污染物的检测”中的方法相同。
C.木质素磺酸盐的检测方法参照中华人民共和国化工行业标准《HG/T 3507-2008》(木质素磺酸钠分散剂)中的关于木质素磺酸钠含量的检测方法。
表4改性土壤中滴滴涕、多环芳烃、木质素磺酸钠的含量
Figure BDA0003906016570000102
Figure BDA0003906016570000111
结合表1和表4可知，改性土壤与样本A相比，有机污染物的含量在磺化反应前后基本没有发生变化，而木质素的含量则大幅降低，且在改性土壤中还生成了木质素磺酸钠。由此可知，经过磺化反应，样本A中的木质素与外加的亚硫酸钠生成了木质素磺酸钠。同时，可以看出磺化反应不能起到去除滴滴涕和多环芳烃的作用。
性能检测试验二
本试验检测了实施例1-9以及对比例1-4提供的净化后的改性土壤中滴滴涕、多环芳烃、木质素磺酸钠的含量，并计算脱附率。检测方法如性能检测试验一中所述。检测结果分别如表2、表3所示。
其中，脱附率＝(样本中的含量—净化后的改性土壤)/样本中的含量×100％。
由表1可知，根据《GB36600—2018》土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准，第二类建筑用地中滴滴涕的含量不能高于0.0067g/kg，多环芳烃的含量不能高于1.411g/kg；第一类建筑用地中滴滴涕的含量不能高于0.002g/kg，多环芳烃的含量不能高于0.5326g/kg。
实施例1-5和对比例1-2的区别在于热脱附的温度不同。
由表2可知，实施例2-5获得的净化后的改性土壤中滴滴涕的含量能够达到《GB36600—2018》中要求的第一类建筑用地的使用标准，实施例1获得的净化后的改性土壤中滴滴涕的含量能够达到《GB36600—2018》中要求的第二类建筑用地的使用标准。实施例3-5获得的净化后的改性土壤中多环芳烃的含量能够达到《GB36600—2018》中要求的第一类建筑用地的使用标准，实施例1-2获得的净化后的改性土壤中多环芳烃的含量能够达到《GB36600—2018》中要求的第二类建筑用地的使用标准。
而对比例1获得的净化后的改性土壤中滴滴涕和多环芳烃的含量均不能达到《GB36600—2018》中要求的第二类建筑用地的标准。另外，对比例2和实施例5相比，随着热脱附温度的升高，获得的净化后的改性土壤中滴滴涕和多环芳烃的含量变化很小，反而增加了成本。
因此，本申请将有机污染土壤中热脱附的温度控制在780-1000℃的范围内，可以满足脱附要求。尤其将热脱附的温度控制在850-950℃的范围内时，获得的净化后的改性土壤中有机污染物的剩余量能够满足第一类建筑用地的使用标准。
实施例3、6-9和对比例3-4的区别在于热脱附的时间不同。
由表3可知，实施例3、7-9获得的净化后的改性土壤中滴滴涕和多环芳烃的含量均能够达到《GB36600—2018》中要求的第一类建筑用地的使用标准，实施例6获得的净化后的改性土壤中滴滴涕和多环芳烃的含量均能够达到《GB36600—2018》中要求的第二类建筑用地的使用标准。
而对比例3获得的净化后的改性土壤中滴滴涕和多环芳烃的含量均不能达到《GB36600—2018》中要求的第二类建筑用地的标准。另外，对比例4和实施例9相比，随着热脱附时间的延长，获得的净化后的改性土壤中滴滴涕和多环芳烃的含量变化很小，反而增加了成本。
因此，本申请将有机污染土壤中热脱附的时间控制在30-70min的范围内，可以满足脱附要求。尤其将热脱附的时间控制在45-60min的范围内时，获得的净化后的改性土壤中有机污染物的剩余量能够满足第一类建筑用地的使用标准。
另外，结合表2和表3，由实施例1-9和对比例1-4中木质素磺酸钠的脱落率的计算结果可知，经过热脱附处理前后的改性土壤、净化后的改性土壤中木质素磺酸钠的含量没有发生变化，说明热脱附处理不会影响改性土壤中木质素磺酸钠的含量。
实施例10-13
实施例10-13与实施例3的不同之处在于：处理对象不同，具体如表5所示。其余操作步骤均与实施例3相同。
对比例5
对比例5与实施例3的不同之处在于：处理对象不同，具体如表5所示。其余操作步骤均与实施例3相同。
表5实施例3、10-13和对比例5的处理条件及净化后的改性土壤中各物质的情况
Figure BDA0003906016570000121
Figure BDA0003906016570000131
性能检测试验三
本试验检测了实施例3、10-12以及对比例5提供的净化后的改性土壤中滴滴涕、多环芳烃、木质素磺酸钠的含量，并计算脱附率。检测方法如“性能检测试验一”中所述。检测结果如表5所示。
实施例3、10-12和对比例5的区别在于处理对象不同。
结合表1和表5可知，当处理对象分别为样本A、样本B、样本C、样本D和样本E时，利用本申请提供的处理方法获得的净化后的改性土壤中滴滴涕和多环芳烃的含量均达到了《GB36600—2018》土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准中第一类建筑用地的使用标准。
由上述可知，当有机污染土壤中滴滴涕的含量在0.08-0.135g/kg，净化后的改性土壤中滴滴涕的脱附率能够达到98.5％以上。当有机污染土壤中多环芳烃的含量在17.0-28.5g/kg范围内时，净化后的改性土壤中多环芳烃的脱附率能够达到97.56％以上。
同时，通过对比实施例12和实施例13可知，当亚硫酸钠的添加量不同时，净化后的改性土壤中木质素磺酸钠的含量也不同。当增加亚硫酸钠的含量时，净化后的土壤中木质素磺酸钠的含量也增加，说明木质素磺酸钠的含量与添加的亚硫酸钠的含量密切相关。
三、流态固化土
以下实施例进行流态固化土的制备，获得了流态固化土。
实施例14-18
实施例14-18的不同之处在于净化后的改性土壤，具体如表6所示。
流态固化土的制备方法，具体包括以下步骤：
将上述实施例获得的净化后的改性土壤分别与滤渣、水泥、水、固化剂混合均匀，制得流态固化土。各组分的添加量如表6所示。
炉渣为生活垃圾焚烧后进行“磁选，涡电流，破碎，筛分，球磨”等工艺技术得到的。炉渣的细度为0.045mm，28d强度活性指数为70～80％，氧化钙的质量分数为15～20％，二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)和三氧化二铁(Fe2O3)总质量分数为60～75％。
水泥为硅酸盐系水泥，强度为32.5～42.5MPa。
固化剂为美国贝赛尔土壤固化剂，固含量为30～55％，pH值为8～9。
对比例6
对比例6与实施例14的不同之处在于净化后的改性土壤，具体如表6所示。其余均与实施例14相同。
表6实施例14-18和对比例6的流态固化土中各组分的添加情况
Figure BDA0003906016570000141
Figure BDA0003906016570000151
性能检测试验四
本试验检测了实施例14-18以及对比例6制得的流态固化土在坍落度、扩展度、3天无侧限抗压强度，7天无侧限抗压强度，28天无侧限抗压强度方面的表现情况。检测结果如表7所示。
表7实施例14-18和对比例6的流态固化土的性能检测结果
Figure BDA0003906016570000152
注：根据《T/BGEA001-2019》预拌流态固化土填筑工程技术标准中的相关规定：用于管廊沟槽、基坑肥槽等回填的流态固化土，坍落度(mm)150-240；扩展度(mm)>400；28天强度≥0.4Mpa。
由表7可知，通过对比实施例14-16、18和对比例6的塌落度的检测结果，可知对比例6制备的流态固化土的塌落度较差，不能满足《T/BGEA001-2019》中关于流态固化土的塌落度的要求，说明当有机污染土壤中木质素的含量低于0.3％时，加入亚硫酸钠后生成的木质素磺酸钠的量不能满足让流态固化土的塌落度满足《T/BGEA001-2019》中关于流态固化土的塌落度的要求。因此，本申请在进行有机污染土壤的处理时选择的有机污染土壤中，木质素的含量占有机污染土壤的重量百分比至少为0.3％。
另外，由上述可知，在有机污染土壤的处理过程中，当亚硫酸钠的添加量占有机污染土壤的含量为0.15％-0.6％时，利用制得的净化后的改性土壤制备的流态固化土的塌落度、扩展度均能满足要求。而当亚硫酸钠的添加量占有机污染土壤的含量大于0.6％时，制得的净化后的改性土壤中木质素磺酸钠的含量较高，则会影响利用其制得的流态固化土的强度。
对比实施例17和实施例18的检测结果，实施例17制备的流态固化土的坍落度值较高，不能满足《T/BGEA001-2019》中关于流态固化土的塌落度的要求。实施例17中所用的净化后的改性土壤中木质素磺酸钠的含量为14.7g/kg，高于实施例18所用的净化后的改性土壤中木质素磺酸钠的含量。说明净化后的改性土壤中木质素磺酸钠的含量较高时，利用其制得的流态固化土不能满足《T/BGEA001-2019》中关于流态固化土的塌落度的要求。而实施例18的流态固化土的塌落度能满足《T/BGEA001-2019》中关于流态固化土的塌落度的要求。说明净化后的改性土壤中木质素磺酸钠的含量不能过高。另外，由于净化后的改性土壤中木质素磺酸钠的含量取决于亚硫酸钠的添加量。
因此，为了保证制备的流态固化土的塌落度能够满足要求，同时使制得的流态固化土具备相对较高的强度，本申请将有机污染土壤的处理过程中亚硫酸钠的添加量亚硫酸盐的加入量占有机污染土壤的重量百分比最大为0.6％。

Claims (10)

1.一种有机污染土壤的处理方法，其特征在于，所述处理方法具体包括以下步骤：
向有机污染土壤中加入亚硫酸盐溶液，发生磺化反应，获得改性土壤；
将改性土壤进行热脱附处理，获得净化后的改性土壤；所述热脱附处理中，热脱附温度为780-1000℃，热脱附的时间是30-70min；
所述有机污染土壤中包含木质素，所述木质素占所述有机污染土壤的重量百分比至少为0.3%。
2.根据权利要求1所述的有机污染土壤的处理方法，其特征在于，所述热脱附温度为850-950℃。
3.根据权利要求1所述的有机污染土壤的处理方法，其特征在于，所述热脱附时间为45-60min。
4.根据权利要求1所述的有机污染土壤的处理方法，其特征在于，所述有机污染土壤中滴滴涕的含量为0.08-0.135g/kg。
5.根据权利要求1所述的有机污染土壤的处理方法，其特征在于，所述有机污染土壤中多环芳烃的含量为17.0-30.5g/kg。
6.根据权利要求1所述的有机污染土壤的处理方法，其特征在于，所述亚硫酸盐与所述木质素的重量比为（10-15）：（20-30）。
7.根据权利要求1所述的有机污染土壤的处理方法，其特征在于，所述磺化反应中，反应温度为150-160℃，反应时间为2.5-3.5h。
8.利用权利要求1-7中任一项所述的有机污染土壤的处理方法制得的净化后的改性土壤。
9.一种流态固化土，其特征在于，所述流态固化土是利用权利要求8所述的净化后的改性土壤制备的。
10.根据权利要求9所述的流态固化土，其特征在于，所述流态固化土包含以下重量份的组分：
净化后的改性土壤：50-65份；
炉渣：17-21份；
水泥：4-8份；
水：15-50份；
固化剂：0.002-0.005份。
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