CN118002609A - 一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，包括以下步骤：在有机污染物中添加生石灰和无机多孔结构物质，将两者混合搅拌均匀后进行破碎筛分；添加生物炭，再次混合搅拌均匀后进行破碎筛分；将上一步得到的产物摊铺，并进行翻抛搅拌；向上一步处理后的混合物中添加腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐，并混合搅拌均匀；自然条件下进行养护。本发明通过控制不同药剂的添加顺序，解决了有机污染土由于粘性强、含水率高的问题，降低粘性土含水率，使其松散，易于氧化药剂氧化粘性土中的有机污染物，达到修复效果。
Description
技术领域
本发明涉及有机污染土修复技术领域，尤其是涉及一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺。
背景技术
华南地区土壤呈现高粘性、渗透系数低等特性，受有机污染的高粘性土，由于含水率高，粘性强，非常不易于降低含水率及使污染土变得松散，从而影响了该类土壤的化学氧化修复的效率。如果通过施工工艺上的处理降低含水率，改变团粒结构，使化学氧化药剂更容易与有机污染物发生反应，消除土壤有机污染是一项需要解决的技术。同时，高粘性有机污染土异位化学氧化施工工序对于治理效果也有较大影响。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，解决因土壤粘性高、渗透系数低、含水率高而导致难以使染土变得松散，从而影响土壤的化学氧化修复效率的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，包括以下步骤：
S1、在有机污染土中添加生石灰和无机多孔结构物质，并与有机污染土混合搅拌均匀后，通过破碎筛分设备破碎筛分，粒径≤50mm；
S2、在步骤S1基础上，添加生物炭，再次混合搅拌均匀后，通过破碎筛分设备破碎筛分，粒径≤40mm；
S3、将步骤S2得到的产物摊铺，摊铺过程中进行翻抛搅拌；
S4、经过步骤S3处理后，向步骤S3处理后的混合物添加腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐，并混合搅拌均匀；
S5、自然条件下进行养护；
通过以上步骤，实现高粘性有机污染土的修复。
优选方案中，所述步骤S1中，生石灰为过200目筛的粉末，氧化钙含量为80wt%以上，生石灰、无机多孔结构物质和有机污染土的质量比例为（1-5）：（1-5）：100。
优选方案中，所述步骤S1中，所述无机多孔结构物质包括但不限于煤渣、珍珠岩、有机膨润土。
优选方案中，所述步骤S2中，生物炭与有机污染土的质量比例为（5-10）：100。
优选方案中，所述步骤S1、S2中，破碎筛分次数不少于3次。
优选方案中，所述步骤S3中，将步骤S2混合搅拌得到的产物摊铺，厚度不大于0.5m，并每天翻抛搅拌1次，翻抛搅拌天数的不少于3天。
优选方案中，所述步骤S4中，所述腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐与有机污染土的质量比例为（1-2）：（5-10）：（1-5）：100。
优选方案中，所述步骤S4中，搅拌次数不少于2次。
优选方案中，所述步骤S5中，养护时间是从上一步搅拌均匀后至养护结束，养护时间不少于7天。
本发明提供了一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其有益效果在于：（1）降低高粘性土含水率，改变土壤团粒结构，使其变得松散；（2）通过控制工艺步骤，使药剂搅拌更均匀，更加利于与有机污染物反应，从而消除污染物；（3）采用一定顺序进行添加，先进行成本较低的改良，加入生石灰，可以在一定程度上改善土壤质量，再根据需要进行更深入的改良，可以节约成本，避免因过度使用生物碳和过一硫酸盐等高成本物质而造成不必要的浪费。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明的方法实施步骤流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，包括以下步骤：
S1、在有机污染土中添加生石灰和无机多孔结构物质，并与有机污染土混合搅拌均匀后，通过破碎筛分设备破碎筛分，粒径≤50mm；
S2、在步骤S1基础上，添加生物炭，再次混合搅拌均匀后，通过破碎筛分设备破碎筛分，粒径≤40mm；
S3、将步骤S2得到的产物摊铺，摊铺过程中进行翻抛搅拌；
S4、经过步骤S3处理后，向步骤S3处理后的混合物添加腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐，并混合搅拌均匀；
S5、自然条件下进行养护；
通过以上步骤，实现高粘性有机污染土的修复。
本发明的提供的一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，可以显著降低高粘性、高含水率土壤的水分和粘性，提高土壤的透气性和排水性，促进植物生长。同时，生石灰、生物碳和过一硫酸盐的加入还可以增加土壤中氮磷的吸持能力、提高土壤中养分有效性，减少有机污染物造成的毒性和持久性污染。此外，采用一定顺序进行添加，先进行成本较低的改良，加入生石灰，可以在一定程度上改善土壤质量，再根据需要进行更深入的改良，可以节约成本，避免因过度使用生物碳和过一硫酸盐等高成本物质而造成不必要的浪费。本发明的方法操作简单、效果显著，各种物质相互补充，发挥协同作用，更全面地改善土壤质量。
优选方案中，所述步骤S1中，生石灰为过200目筛的粉末，氧化钙含量为80wt%以上，生石灰、无机多孔结构物质和有机污染土的质量比例为（1-5）：（1-5）：100。
采用过200目筛的生石灰，使添加的生石灰颗粒非常细小，能够更好地与土壤混合，增加与土壤中酸性物质的接触面积，提高中和反应的效率，且通过200目筛的生石灰颗粒比较均匀，使用时不易飞扬，减少了对环境的污染。氧化钙含量为80wt%以上，可使生石灰中和能力更强，更有利于生石灰与土壤中的酸性物质发生中和反应。
生石灰在与土壤中的水分反应时会产生大量的热量，利用这个高温特性可以消灭土壤中的病虫害和病菌，并且消除或降低土壤中的重金属离子污染，为土壤补充钙、镁等养分，调节土壤酸碱度，提高土壤的pH值。此外，生石灰还可以增加水的分子张力，使其凝结，以致改善土壤的团粒结构，从而降低混合料的水分含量，活化土壤，缓解土壤板结。
生石灰与有机污染土的质量采用一定的比例，有利于控制土壤的酸碱度处于合适的范围内。
优选方案中，所述步骤S1中，所述无机多孔结构物质包括但不限于煤渣、珍珠岩、有机膨润土。加入煤渣、珍珠岩、有机膨润土这些无机多孔结构物质，可进一步改善土壤的孔隙结构和通气性，且多孔结构物质具有较大的比表面积，可以提供更多的吸附位点，争夺土壤中的水分和有机污染物，进而起到了使土壤脆化的作用。
优选方案中，所述步骤S2中，生物炭与有机污染土的质量比例为（5-10）：100。生物炭具有较大的比表面积、发达的孔隙结构和较高的阳离子交换量，可以改善土壤理化性质。生物碳可以增加土壤中氮磷的吸持能力、土壤中有机质含量以及土壤中养分有效性，促进农作物对土壤氮磷的吸收。同时，生物碳还可以改变土壤的抗张强度、流体力学特性以及土壤中气体的运输能力，有利于种子的发芽和无脊椎动物在土壤中的运动。
优选方案中，所述步骤S1、S2中，破碎筛分次数不少于3次。
优选方案中，所述步骤S3中，将步骤S2混合搅拌得到的产物摊铺，厚度不大于0.5m，并每天翻抛搅拌1次，翻抛搅拌的天数不少于3天。摊铺和翻抛搅拌有利于土壤的通气和排水，可以防止土壤板结并降低含水率，同时可进一步使药剂与污染土混合均匀、发生反应。
优选方案中，所述步骤S4中，所述腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐与有机污染土的质量比例为（1-2）：（5-10）：（1-5）：100。
过一硫酸盐具有强氧化性，可以增加土壤中氮磷的吸持能力，改变土壤内有机污染物的分布状况、改善有机污染物的可分解性等，从而减少有机污染物造成的毒性和持久性污染，这在一定程度上也能够降低土壤的水分和粘性，此外，通过调整过一硫酸盐与有机污染土的比例，可以更好地控制氧化反应的过程和效果，避免过量使用对土壤和环境造成不良影响。
腐殖酸和有机废弃物混合物混合发酵产生高温，高温可以激活过一硫酸盐释放自由基，进而提高过一硫酸盐氧化效率，并且腐殖酸为天然的活化剂，降低了处理成本，同时也避免了使用化学药剂可能带来的二次污染问题；同时，腐殖酸与有机废弃物混合物混合发酵的产物可以作为有机肥，不仅增加的肥力和通气性，还可以进一步缓解土壤板结问题。
优选方案中，所述步骤S4中，搅拌次数不少于2次。
优选方案中，所述步骤S5中，养护时间是从上一步搅拌均匀后至养护结束，养护时间不少于7天。所述自然条件养护具体包括：常温、常压条件下，静置，不扰动，让过一硫酸盐与有机污染土中有机污染物发生氧化反应。此外，养护时间过短，有机污染物降解率变低，养护时间过长，会增加施工周期。
实施例1
步骤一：从有机污染场地开挖出来的含水率大、高粘性的土壤运输至修复大棚中，在污染土表面撒布生石灰，进行混合搅拌。所述高粘性有机污染土含水率60%以上，苯并[a]芘浓度为6.85mg/kg。有机污染土与生石灰和煤渣搅拌均匀后，通过破碎筛分斗进行破碎和筛分，所述破碎筛分3次，同时进一步将有机污染土与生石灰和搅拌混合均匀。所述生石灰为过200目筛的粉末，氧化钙含量为80wt%以上。所述生石灰、煤渣和有机污染土的质量比例为（1-5）：（1-5）：100。
步骤二：添加生物炭，混合搅拌。通过破碎筛分斗进行破碎、筛分，所述破碎筛分3次，同时进一步将有机污染土与生物炭灰搅拌混合均匀。所述生物炭与有机污染土的质量比例为（5-10）：100。
步骤三：将上述两种药剂与有机污染土混合机搅拌并破碎筛分后，放置于暂存场上摊铺，厚度不大于0.5m。每天对混合物进行1次翻抛，进一步混合均匀，并经过自然通风晾晒，降低含水率，同时使药剂与污染土发生反应。翻抛次数为3次。使含水率降至40%以下，pH值不低于8，粒径小于30mm。
步骤四：添加腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐，混合搅拌。通过破碎筛分斗进行搅拌，所述搅拌次数为2次。所述腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐与有机污染土的质量比例为（1-2）：（5-10）：（1-5）：100。
步骤五：自然条件养护，从添加腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐并搅拌均匀后至养护结束时间为7天。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，步骤一中所述破碎筛分次数为5次。其余步骤及参数同实施例1。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，步骤二中所述破碎筛分次数为5次。其余步骤及参数同实施例1。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，步骤三中所述摊铺厚度为0.3m。其余步骤及参数同实施例1。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，步骤三中所述翻抛次数为5次。其余步骤及参数同实施例1。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，步骤四中所述搅拌次数为4次。其余步骤及参数同实施例1。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于，步骤五中所述从添加过一硫酸盐并搅拌均匀后至养护结束时间为10天。其余步骤及参数同实施例1。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，步骤一中所述破碎筛分次数为1次。其余步骤及参数同实施例1。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，步骤二中所述破碎筛分次数为1次。其余步骤及参数同实施例1。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，步骤三中所述摊铺厚度为1.0m。其余步骤及参数同实施例1。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于，步骤三中所述翻抛次数为1次。其余步骤及参数同实施例1。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于，步骤四中所述搅拌次数为1次。其余步骤及参数同实施例1。
对比例6
本对比例与实施例1的区别在于，所述从添加腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐并搅拌均匀后至养护结束时间为3天。其余步骤及参数同实施例1。
对比例7
本对比例与实施例1的区别在于，步骤一与步骤二的顺序对调。其余步骤及参数同实施例1。
对比例8
本对比例与实施例1的区别在于，步骤一与步骤三的顺序对调。其余步骤及参数同实施例1。
对比例9
本对比例与实施例1的区别在于，步骤一与步骤四的顺序对调。其余步骤及参数同实施例1。
对比例10
本对比例与实施例1的区别在于，步骤二与步骤三的顺序对调。其余步骤及参数同实施例1。
对比例11
本对比例与实施例1的区别在于，步骤二与步骤四的顺序对调。其余步骤及参数同实施例1。
对比例12
本对比例与实施例1的区别在于，步骤三与步骤四的顺序对调。其余步骤及参数同实施例1。
对比例13
本对比例与实施例1的区别在于，步骤一、步骤二和步骤三所加物质同时添加到有机污染土中，作为第一步，其余步骤顺序及参数不变依次进行，同实施例1。
表1
| 检测指标具体实例 | 处理后苯并[a]芘浓度mg/kg | 修复去除率% |
| 实施例1 | 0.43 | 93.72% |
| 实施例2 | 0.31 | 95.47% |
| 实施例3 | 0.33 | 95.18% |
| 实施例4 | 0.30 | 95.62% |
| 实施例5 | 0.28 | 95.91% |
| 实施例6 | 0.29 | 95.77% |
| 实施例7 | 0.40 | 94.16% |
| 对比例1 | 0.85 | 87.59% |
| 对比例2 | 0.89 | 87.01% |
| 对比例3 | 0.92 | 86.57% |
| 对比例4 | 0.88 | 87.15% |
| 对比例5 | 0.76 | 88.91% |
| 对比例6 | 0.63 | 90.80% |
| 对比例7 | 0.90 | 86.86% |
| 对比例8 | 0.75 | 89.05% |
| 对比例9 | 1.21 | 82.34% |
| 对比例10 | 0.69 | 89.93% |
| 对比例11 | 0.94 | 86.28% |
| 对比例12 | 0.86 | 87.45% |
| 对比例13 | 1.77 | 74.16% |
苯并[a]芘修复目标值为0.55mg/kg。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其特征是：包括以下步骤：
S1、在有机污染土中添加生石灰和无机多孔结构物质，并与有机污染土混合搅拌均匀后，通过破碎筛分设备破碎筛分，粒径≤50mm；
S2、在步骤S1基础上，添加生物炭，再次混合搅拌均匀后，通过破碎筛分设备破碎筛分，粒径≤40mm；
S3、将步骤S2得到的产物摊铺，摊铺过程中进行翻抛搅拌；
S4、经过步骤S3处理后，向步骤S3处理后的混合物添加腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐，并混合搅拌均匀；
S5、自然条件下进行养护；
通过以上步骤，实现高粘性有机污染土的修复。
2.根据权利要求1所述一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其特征是：所述步骤S1中，生石灰为过200目筛的粉末，氧化钙含量为80wt%以上，生石灰、无机多孔结构物质和有机污染土的质量比例为（1-5）：（1-5）：100。
3.根据权利要求1所述一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其特征是：所述步骤S1中，所述无机多孔结构物质包括但不限于煤渣、珍珠岩、有机膨润土。
4.根据权利要求1所述一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其特征是：所述步骤S2中，生物炭与有机污染土的质量比例为（5-10）：100。
5.根据权利要求1所述一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其特征是：所述步骤S1、S2中，破碎筛分次数不少于3次。
6.根据权利要求1所述一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其特征是：所述步骤S3中，将步骤S2混合搅拌得到的产物摊铺，厚度不大于0.5m，并每天翻抛搅拌1次，翻抛搅拌天数的不少于3天。
7.根据权利要求1所述一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其特征是：所述步骤S4中，所述腐殖酸、有机废弃物混合物和过一硫酸盐与有机污染土的质量比例为（1-2）：（5-10）：（1-5）：100。
8.根据权利要求1所述一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其特征是：所述步骤S4中，搅拌次数不少于2次。
9.根据权利要求1所述一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺，其特征是：所述步骤S5中，养护时间是从上一步搅拌均匀后至养护结束，养护时间不少于7天。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410062032.8A CN118002609A (zh) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | 一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410062032.8A CN118002609A (zh) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | 一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118002609A true CN118002609A (zh) | 2024-05-10 |
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ID=90942035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410062032.8A Pending CN118002609A (zh) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | 一种高粘性有机污染土异位化学氧化修复施工工艺 |
Country Status (1)
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2024
- 2024-01-16 CN CN202410062032.8A patent/CN118002609A/zh active Pending
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