一种铬污染土壤修复剂及制备方法与流程

文档序号:12049015阅读:507来源:国知局

本发明涉及污染土壤的净化治理,尤其涉及受铬污染土壤的修复制剂和修复制剂的生产方法。



背景技术:

土壤污染会对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁,近年来重金属污染物导致的土壤污染尤为突出,其中受铬污染的土壤更是重中之重。

铬在自然界主要以六价铬Cr(VI)和三价铬Cr(Ⅲ)两种稳定价态存在。三价铬主要以Cr3+形式存在,活性低、毒性小;六价铬主要以HCrO4-和 CrO42-两种形态存在,易溶于水,活性高、毒性强。目前铬污染的土壤修复技术主要有生物修复法、物理修复法、物理化学修复法、化学修复法。

生物修复法包括植物修复和微生物修复。微生物修复即利用原土壤中的土著微生物或向污染环境补充经过驯化的高效微生物。在优化的操作条件下,通过生物还原反应,将六价铬还原为三价铬,从而修复被污染土壤。生物修复修复效果好、成本低、二次污染小,但修复周期漫长,

物理修复法主要包括客土、换土和深耕翻土等措施,花费时间少、修复效果比较彻底、稳定,但实施工程量大、投资费用高,而且污染土壤仍然存在,修复过程会对土体结构造成破坏。

物理化学修复法包括电动修复、电热修复、土壤淋洗等方法。电动修复是在土壤中插入阴、阳电极,施加直流电,在电场作用下,使Cr6+迁移阴极,然后进行集中处理。电热修复是利用高频电压产生磁波,对土壤进行加热,使铬从土壤中分离,从而达到修复的目的。土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相中的铬转移到土壤液相中去,再对含铬的水作进一步处理。物理化学修复法尽管优点很多,但耗能比较大,修复的面积有限,易造成二次污染。

化学修复法是向土壤中加入改良剂,进行吸附、氧化、还原或沉淀,降低铬的生物有效性。这种方法只改变了铬在土壤中存在的形态,铬元素仍保留在土壤中,修复过程会产生二次污染,修复后的土壤上植物无法生存。

研究经济高效的铬污染土壤修复处理方法,是改善我国环境土壤质量的迫切要求,也是我国农业化工领域重要的研究课题和国际上的研究热点。



技术实现要素:

本发明的目的,就是研制一种制作简便、储存使用安全方便,效果好的污染土壤修复剂,用于修复铬污染的土壤,杜绝二次污染,降低修复费用,改善自然环境,提高治理效率和经济社会效益。

本发明的任务是这样完成的:研究一种铬污染土壤修复剂及制备方法,铬污染土壤修复剂的原料配比组份按质量计为:清水20~100:黄腐酸20~140:FeSO4或Na2S20~100;生产线包括反应釜、加热器、计量泵、电子秤、提升机、引风机、酸雾净化器、离心过滤机;制备工艺过程是:用计量泵计量,按配比向反应釜中加入清水20~100份、生物黄腐酸20~140份,用蒸汽加热器加温至20~85℃,开动搅拌机,转速为每分钟15~50转,再经电子秤称量FeSO4或Na2S 20~100份,由提升机加入到反应釜中,保持温度20~85℃,搅拌20分钟以上,形成均匀的混合液。整个反应过程中均开启引风机及酸雾净化器。反应过程完毕,混合液形成反应液,再由离心过滤机分离出不溶物,滤出的反应液即为铬污染土壤修复剂。反应釜为不锈钢或塘玻璃材料的反应釜。FeSO4为市售的七水硫酸亚铁,Na2S为市售的硫化钠,生物黄腐酸为农作物秸秆和林产品下脚料等生物质在热降解过程中产生的蒸馏提取物。制成铬污染土壤修复剂后,灌入罐、桶、瓶等容器,装车运出储存或直接应用。

按照上述方案进行实施、试验,证明本发明制备方法合理有效,操作简便安全,生产效率高,质量好,制成的铬污染土壤修复剂能够有效修复被铬污染的土壤,杜绝二次污染,改善自然环境,修复快,效果好,修复后的土壤能够正常种树养花,种植各种农作物,治理费用低,适用范围广泛,提高了经济社会效益,较好地达到了预定目的。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

选取的原料:FeSO4为市售的七水硫酸亚铁,Na2S为市售的硫化钠;生物黄腐酸为农作物秸秆和树叶、树皮、树枝等林产品生物质在完全缺氧的密封条件下,经过热降解过程生成的蒸馏提取物液体中分离出来的一种低分子化合物。

实施例1:用计量泵计量,向搪玻璃反应釜中加入20kg清水、140kg生物黄腐酸,开动搅拌机,转速为30转/分钟,开启引风机及酸雾净化器,开启加热器,使釜内温度保持在20℃;再将电子秤称量的140kg七水硫酸亚铁加入搪玻璃反应釜中,保持20℃温度,搅拌40分钟,充分混合均匀,反应过程结束后,放出反应釜内的液体,经离心过滤机过滤,去除不溶物,滤出的反应液即为铬污染土壤修复剂,装入罐中,装车运出储存或直接应用。

实施例2:用计量泵计量,向不锈钢反应釜中加入100kg清水、20kg生物黄腐酸,开动搅拌机,转速为25转/分钟,开启引风机及酸雾净化器,开启加热器,将釜内温度加热至55℃;再将电子秤称量的100kg硫酸钠加入不锈钢反应釜中,保持55℃温度,搅拌30分钟,充分混合均匀,反应过程结束后,放出反应釜内的液体,经离心过滤机过滤,去除不溶物,滤出的反应液即为铬污染土壤修复剂,灌入小口桶中,装车运出储存或直接应用。

实施例3:用计量泵计量,向搪玻璃反应釜中加入50kg清水、100kg生物黄腐酸,开动搅拌机,转速为40转/分钟,开启引风机及酸雾净化器,开启加热器,将釜内温度加热至85℃;再将电子秤称量的50kg七水硫酸亚铁加入搪玻璃反应釜中,保持85℃温度搅拌20分钟,充分混合均匀,反应过程结束后,放出反应釜内的液体,经离心过滤机过滤,去除不溶物,滤出的反应液即为铬污染土壤修复剂,灌入瓶中,装车运出储存或直接应用。

实施例4:用计量泵计量,向不锈钢反应釜中加入80kg清水、120kg生物黄腐酸,开动搅拌机,转速为50转/分钟,开启引风机及酸雾净化器,开启加热器,将釜内温度加热至65℃;再将电子秤称量的70kg硫酸钠加入不锈钢反应釜中,保持65℃温度搅拌25分钟,充分混合均匀,反应过程结束后,放出反应釜内的液体,经离心过滤机过滤,去除不溶物,滤出的反应液即为铬污染土壤修复剂,装罐运出,储存或直接应用。

用于实验的土壤中,总铬含量:2270~4010mmg/kg,六价铬含量:2180~2510mmg/kg,pH值:10.7~11.3。采用本发明铬污染土壤修复剂与上述铬污染土壤进行混合搅拌后,放置四天,然后对修复后的土壤进行了测试。按照《固体废物浸出毒性浸出方法—硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)制备的浸出液中,总铬和Cr(Ⅵ)低于《铬渣污染治理环境保护技术规范》(暂行)(HJ/T 301-2007)中规定:铬渣用作路基材料和混凝土骨料时的污染控制指标限值,即总铬≤1.5mg/L,Cr6+≤0.5mg/L,pH值介于6~9之间。经测试,本发明铬污染土壤修复剂修复后的铬污染土壤浸出液中,总铬含量:1.3mg/L,六价铬含量:0.3mg/L,pH值:7.5;符合上述标准规定。按照《固体废物浸出毒性浸出方法—硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)制备的浸出液中,Cr(Ⅵ)的浓度也低于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中六价铬的允许排放浓度(0.5 mg/L)。本发明铬污染土壤修复剂完全符合以上国家标准的规定。

经过实验,本发明用于被铬污染的土壤修复,施用之后,只需要一个星期,就可以恢复曾经被铬污染的土壤的基本特性,在施用本发明修复后的曾经被铬污染的土壤上种植花、草、玉米等植物,均可正常生长。而国内采用过的化学修复法、固化修复法、原位淋洗修复法等,都需要6个月以上至1年才能修复被铬污染的土壤,植物修复法更需要2年以上才行;国外电动修复法至少需要18个月。而且以上这些修复方法成本都很高,适于小范围、小面积的土地修复,很难用于大面积推广。相比之下,本发明应用于被铬污染的土壤修复,修复效率快,效果好很多,更加适合在国内大面积推广应用。。

本发明制备方法简便合理,生产效率高,生产成本低;制成的铬污染土壤修复剂产品质量稳定,易于保存,用于修复铬污染土壤,修复用时少、恢复效率快,治理效果好,能够有效地改善土壤和环境,提高经济社会效益,具有良好的经济社会效益和光明的推广应用前景。

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