一種基于沼渣的新型污染土壤六價(jià)鉻解毒方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明采用一種新型處理Cr(VI)污染土壤的方法，將沼渣、碳源及硫酸亞鐵配制成藥劑施用于含鉻土壤中，隨后采用特殊的養(yǎng)護(hù)方式，該法可以低成本且高效的還原六價(jià)鉻，同時(shí)避免了硫酸鹽及沼渣的二次污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于沼渣的新型污染土壤六價(jià)鉻解毒方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供一種新型處理Cr(VI)污染土壤的方法，將沼渣、碳源及硫酸亞鐵配制成藥劑施用于含鉻土壤中，隨后采用特殊的養(yǎng)護(hù)方式，可以高效的還原六價(jià)鉻，同時(shí)避免了硫酸鹽的二次污染，屬環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻及其化合物是冶金、金屬加工、電鍍、制革、油漆、顏料等行業(yè)常用的基本原料，在上述行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量含鉻廢氣、廢水和廢渣，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。而另一方面，如何進(jìn)行含鉻土壤的修復(fù)一直是環(huán)保界的難題。處置方法雖然眾多，但大多數(shù)存在各種各樣的問(wèn)題。專(zhuān)利號(hào)201210059303.1介紹了一種鉻渣污染土壤異位淋洗修復(fù)設(shè)備及修復(fù)方法，該方法通過(guò)淋洗將Cr(VI)轉(zhuǎn)移出土壤然后對(duì)水相污染進(jìn)行處理。一方面該法是異位修復(fù)，成本較高。且該法淋洗工藝繁瑣，且水相中含有大量的顆粒物及六價(jià)鉻，處理成本較高，且修復(fù)后土壤仍殘留一定六價(jià)絡(luò)，需進(jìn)一步穩(wěn)定化。專(zhuān)利號(hào)201110206468.2介紹了一種電化學(xué)異位修復(fù)含鉻土壤的方法。該法雖能將含鉻土壤修復(fù)，但是其耗電量極大，且處理時(shí)間較長(zhǎng)，不適合規(guī)?；幹煤t土壤。而目前的原位修復(fù)方法所用的亞鐵或硫化物等化學(xué)試劑也都存在著二次污染問(wèn)題，且很容易被環(huán)境氧化導(dǎo)致功能失效。專(zhuān)利號(hào)201310642919.6介紹了一種利用有機(jī)廢物原位修復(fù)含Cr(VI)場(chǎng)地的方法，這是一種可以低成本的處置六價(jià)鉻土壤，但是此法只能針對(duì)底部是天然防滲層的土壤，否則將會(huì)加速六價(jià)鉻向地下滲透，造成六價(jià)鉻的擴(kuò)散。
[0003]目前含鉻土壤主流工藝依然是利用硫酸亞鐵還原六價(jià)鉻，但硫酸亞鐵pH過(guò)低，有腐蝕性，且在空氣中容易氧化失活，亞鐵也容易被土壤吸附截濾，滲透性差，因此對(duì)六價(jià)鉻的還原只能是短期的，不能長(zhǎng)久還原。為了有效處理含鉻土壤，往往要添加過(guò)量的硫酸亞鐵，而這又容易帶來(lái)硫酸根的二次污染。專(zhuān)利號(hào)201410101586.0介紹了一種利用硫酸亞鐵原位修復(fù)含Cr(VI)場(chǎng)地的方法，由于亞鐵在空氣中容易氧化失效，因此該法用低pH檸檬酸來(lái)抑制其氧化并增加亞鐵滲透，但是相應(yīng)增加了成本，且使得土壤酸化，同時(shí)依然帶來(lái)了硫酸鹽的二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明采用一種新型處理Cr(VI)污染土壤的方法，將沼渣、碳源及硫酸亞鐵配制成藥劑施用于含鉻土壤中，隨后采用特殊的養(yǎng)護(hù)方式，該法可以低成本且高效的還原六價(jià)鉻，同時(shí)避免了硫酸鹽及沼渣的二次污染。其包含以下步驟:
(1)將沼渣、硫酸鈉、硫酸亞鐵與碳源溶液按照一定比例混合，控制混合后溶液干沼渣含量為0.1-20%，含固率0.5-25%，有機(jī)碳含量0.5-25%，硫酸鹽(以S04記)/有機(jī)碳的質(zhì)量比為(0-1):1，混合后的溶液反應(yīng)0-5天，獲得鉻土壤修復(fù)藥劑；
(2)將含鉻場(chǎng)地土壤開(kāi)挖出來(lái)，破碎至5_以下，隨后與步驟(I)所述藥劑混合，混合比例為含鉻土壤與藥劑的質(zhì)量比為1: (0.1-0.5)，隨后放置于堆場(chǎng)封閉堆存； (3)堆存期間，每隔3-10天在場(chǎng)地表面進(jìn)行水噴淋，場(chǎng)地平均噴淋量相當(dāng)于20-100mm的降雨量，自然降雨可以替代人工噴淋，經(jīng)過(guò)2-10次水噴淋后，場(chǎng)地修復(fù)結(jié)束。
[0005]該法通過(guò)間歇式的水噴淋，促使含鉻土壤進(jìn)行干濕交替，土壤顆粒內(nèi)部難以析出的Cr(VI)通過(guò)干濕交替逐漸順著土壤毛細(xì)管析出至土壤表面跟還原藥劑有效接觸，同時(shí)干濕交替加快了沼渣的礦化，同時(shí)所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物及硫化氫加速揮發(fā)，有助于污染的迅速降解。
[0006]相比傳統(tǒng)的含鉻土壤處理方法，本方法有如下優(yōu)勢(shì):
1.所培養(yǎng)的硫酸鹽還原菌群本身為土著菌群，自然耐受力強(qiáng)，容易在場(chǎng)地大規(guī)模繁衍，可以持久有效還原六價(jià)鉻，且不會(huì)造成生態(tài)問(wèn)題；
2.沼渣菌劑中的硫酸鹽還原菌還原硫酸亞鐵中的硫酸鹽，生成硫化物，在更加有效還原六價(jià)鉻的同時(shí)，避免了硫酸鹽的二次污染；
3.該沼渣菌劑還原六價(jià)鉻有兩大原理，一個(gè)是硫酸鹽還原菌本身就有利用碳源還原六價(jià)鉻的特性，但反應(yīng)較慢，第二個(gè)是硫酸鹽還原菌代謝產(chǎn)物硫化氫本身就能夠還原六價(jià)鉻，同時(shí)由于其還原六價(jià)鉻是化學(xué)反應(yīng)，因此反應(yīng)十分迅速，這也是本生態(tài)菌劑相比其它菌劑能夠高效處置含鉻土壤的原因；
4.還原后的三價(jià)鉻與硫酸鹽還原菌代謝產(chǎn)物硫化物形成硫化鉻沉淀，使得土壤中三價(jià)鉻更加穩(wěn)定，顯著優(yōu)于其它生化工藝；
5.由于厭氧沼渣及碳源的存在，形成了還原性氣氛，可以有效緩解亞鐵被空氣氧化，減少了硫酸亞鐵的使用量;同時(shí)該法有效融合了亞鐵還原快而沼渣菌劑可以持久有效對(duì)六價(jià)鉻進(jìn)行還原的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免了硫酸亞鐵不能持續(xù)對(duì)六價(jià)鉻進(jìn)行還原的劣勢(shì)；
6.該法使用沼渣及有機(jī)廢物作為主要原料，大大減少了成本。
[0007]具體實(shí)施實(shí)例如下:
實(shí)施例1:
(1)將硫酸亞鐵、沼渣與碳源溶液按照一定比例混合，控制混合后溶液干沼渣含量為
0.1-5%，含固率0.5-5%，有機(jī)碳含量0.5-5%，硫酸鹽(以S04記)/有機(jī)碳的質(zhì)量比為0.2:1，混合后的溶液反應(yīng)I天，獲得鉻土壤修復(fù)藥劑；
(2)將含鉻場(chǎng)地土壤開(kāi)挖出來(lái)，破碎至5_以下，隨后與步驟(I)所述藥劑混合，混合比例為含鉻土壤與藥劑的質(zhì)量比為1:(0.4-0.5)，隨后放置于堆場(chǎng)封閉堆存；
(3)堆存期間，每隔5天在場(chǎng)地表面進(jìn)行水噴淋，場(chǎng)地平均噴淋量相當(dāng)于60-80mm的降雨量，自然降雨可以替代人工噴淋，經(jīng)過(guò)2次水噴淋后，土壤六價(jià)鉻含量低于2mg/kg。
[0008]實(shí)施例2:
(1)將沼渣、硫酸鈉與碳源溶液按照一定比例混合，控制混合后溶液干沼渣含量為10-20%，含固率10-25%，有機(jī)碳含量10-25%，硫酸鹽(以S04記)/有機(jī)碳的質(zhì)量比為(O-1):1，混合后的溶液反應(yīng)0-5天，獲得鉻土壤修復(fù)藥劑；
(2)將含鉻場(chǎng)地土壤開(kāi)挖出來(lái)，破碎至5_以下，隨后與步驟(I)所述藥劑混合，混合比例為含鉻土壤與藥劑的質(zhì)量比為1: 0.3，隨后放置于堆場(chǎng)封閉堆存；
(3)堆存期間，每隔8天在場(chǎng)地表面進(jìn)行水噴淋，場(chǎng)地平均噴淋量相當(dāng)于20-100mm的降雨量，自然降雨可以替代人工噴淋，經(jīng)過(guò)3次水噴淋后，土壤六價(jià)鉻含量低于4mg/kg。
[0009]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于沼渣的新型污染土壤六價(jià)鉻解毒方法，其特征是，包含以下步驟: (1)將硫酸亞鐵、硫酸鈉、沼渣與碳源溶液按照一定比例混合，控制混合后溶液干沼渣含量為0.1-20%，含固率0.5-25%，有機(jī)碳含量0.5-25%，硫酸鹽(以S04記)/有機(jī)碳的質(zhì)量比為(0-1):1，混合后的溶液反應(yīng)0-5天，獲得鉻土壤修復(fù)藥劑； (2)將含鉻場(chǎng)地土壤開(kāi)挖出來(lái)，破碎至5mm以下，隨后與步驟(I)所述藥劑混合，混合比例為含鉻土壤與藥劑的質(zhì)量比為1: (0.1-0.5)，隨后放置于堆場(chǎng)封閉堆存； (3)堆存期間，每隔3-10天在場(chǎng)地表面進(jìn)行水噴淋，場(chǎng)地平均噴淋量相當(dāng)于20-100mm的降雨量，自然降雨可以替代人工噴淋，經(jīng)過(guò)2-10次水噴淋后，場(chǎng)地修復(fù)結(jié)束。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于沼渣的新型污染土壤六價(jià)鉻解毒方法，其特征是，所述的沼渣為農(nóng)業(yè)、食品業(yè)有機(jī)廢物進(jìn)行干式、半干式及濕式厭氧發(fā)酵過(guò)程中的固體殘留物。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于沼渣的新型污染土壤六價(jià)鉻解毒方法，其特征是，所述的碳源溶液可以為含有酒精、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、淀粉等有機(jī)物的溶液，也可以為含工業(yè)有機(jī)垃圾、餐廚垃圾等有機(jī)固體廢物的溶液，也可以為工業(yè)及市政有機(jī)廢水。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于沼渣的新型污染土壤六價(jià)鉻解毒方法，其特征是，所述的水噴淋中的水可以被有機(jī)溶液替代，有機(jī)溶液的有機(jī)碳含量為10-1000mg/L。5.如權(quán)利要求1所述的一種基于沼渣的新型污染土壤六價(jià)鉻解毒方法，其特征是，所述的封閉堆場(chǎng)底部及四周采用防滲土工膜，防止污染物擴(kuò)散。
【文檔編號(hào)】B09C1/10GK105945064SQ201610370403
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】張大磊, 李瑞棟, 王欣玉
【申請(qǐng)人】青島理工大學(xué)