一种重金属铅超标的污染土壤的修复方法与流程

本发明涉及环境修复技术领域，具体的涉及一种重金属铅超标的污染土壤的修复方法。

背景技术：

土壤重金属污染是指土壤中重金属含量升高至一定程度，对土壤生态系统和人类健康产生危害，造成生态环境质量恶化的现象。重金属污染不同于有机物污染，其最大的特点就是不能被生物分解，大部分也不能通过焚烧的方式从土壤中去除。常见的土壤重金属污染有砷、镉、铜、铬、汞、铅、锌等，相比于其他元素，铅的溶解度小，难降解，因此易在土壤中长时间滞留，累积到一定程度后超标。

对于重金属铅超标的污染土壤，常见的修复方法可以分为三类：物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术，其中生物修复技术又可分为植物修复技术和微生物修复技术两种。

物理修复技术较常见的方法为换土法，即将无污染的土壤替换重金属污染土壤，此法效果立竿见影，但工程投资大，易破坏土壤结构，最适合修复小范围的重金属污染土壤；生物修复技术是利用植物、微生物的自身特性去除土壤中重金属，但植物修复技术最大的不足是植物生长周期长，生长过程中易受到其他植物的竞争性威胁，而且植物修复的有效深度有限，对更深的污染土壤修复效果非常缓慢，而微生物处理技术需要培养特定菌种，且易受环境条件的影响，对实际工程中的环境条件变化适应性较差；化学修复技术是通过化学试剂与土壤中重金属发生化学反应，去除或钝化土壤中重金属离子，此法虽然操作上简单易行、效果明显，但存在二次污染问题，加入的化学试剂还会造成土壤质量下降等后果。

生石灰目前已广泛应用于污染土壤的修复，有研究表明，生石灰对重金属生物有效性的影响机理主要是通过改变土壤ph、土壤阳离子交换量、土壤微生物群落组成、土壤氧化还原电位等多种机制协同作用对重金属吸附、络合、沉淀等，生石灰在处理重金属污染土壤方面具有以下优势：

1、生石灰加入土壤中跟土壤中的水分发生反应生成熟石灰，释放大量热量，吸收土壤水分，使粘质土壤疏松；

2、熟石灰中大量ca²⁺迁移到黏土颗粒表面取代土壤中的na⁺、k⁺等阳离子，增加了土壤阳离子交换量；

3、生石灰为碱性物质，加入土壤中使得土壤ph升高，有利于土壤中重金属铅生成沉淀，降低交换态含量。

多硫化钙已被证明能有效应用于重金属污染的土壤和地下水，是具有稳定性和持久性的还原剂，无毒，储存和使用安全，在有氧条件下氧化形成硫酸钙。多硫化钙水剂在处理重金属污染土壤方面具有以下突出优势：

1、对重金属离子具有高反应性，所得金属硫化物溶解度极低，远远小于其金属氢氧化物；

2、ph值在11左右，呈碱性，无需预处理即可与重金属离子反应；

3、强还原性，与氧化性金属离子反应时，首先发生氧化还原反应，然后再生成金属硫化物沉淀；

4、应用于工程实际具有操作简单、方便的特点。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种重金属铅超标的污染土壤的修复方法，解决现有化学修复技术存在二次污染、造成土壤质量下降的问题，通过本发明可使污染土壤中重金属铅的含量显著降低，符合相关标准，同时无二次污染、不影响土壤质量。

为解决上述的技术问题，本发明提供了一种重金属铅超标的污染土壤的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1：采用原地异位的修复方式，将重金属铅超标的污染土壤清挖后转运至待修复区；

s2：使用专业筛分混合设备对污染土壤进行破碎筛分预处理，石头、砖块等建筑垃圾单独堆放，破碎筛分的污染土壤单独存放；

s3：将生石灰投加至污染土壤中，通过专业筛分混合设备充分混匀；

s4：将多硫化钙水剂喷洒加入污染土壤中，通过专业筛分混合设备充分混匀，养护；

s5：对养护土壤进行最后的筛分混合，同时喷洒水继续养护；

s6：对养护好的土壤取样检测，重金属铅含量合格后，回填至原位，污染土壤修复完成。

进一步，所述污染土壤、生石灰、多硫化钙水剂的质量比为100：1-5：0.5-3。

又进一步，所述步骤二中，破碎的土壤颗粒直径在0.5-10cm之间。

又进一步，所述步骤三中，生石灰为块状，质量分数大于等于80％。

又进一步，所述步骤四中，多硫化钙水剂中多硫化钙含量大于等于29％，养护1-3天。

又进一步，所述步骤五中，喷洒水养护应保持土壤含水率在30～60％，养护1-7天。

又进一步，所述专业筛分混合设备包括导向立柱、上支撑板、升降板、安装框体、筛分筒和混合反应箱体，所述的混合反应箱体的两侧都竖直设置有导向立柱，所述的上支撑板固定安装在导向立柱的顶部，所述的上支撑板的底部设置有电动缸，电动缸的出轴端与升降板相连，所述的升降板水平活动连接在导向立柱上，所述的安装框体通过角度调节机构连接在升降板的底部，所述的筛分筒通过转轴转动连接在安装框体内，所述的筛分筒的左右两端分别设置有进料口和出料口，所述的进料口和出料口上分别可拆卸地安装有密封盖，所述的筛分筒位于混合反应箱体的正上方，筛分筒的圆周壁上均匀排布有通孔，所述的混合反应箱体内转动连接有第二转动轴，所述的第二转动轴与第二电机相连，所述的第二转动轴上还安装有搅拌叶片。

又进一步，所述角度调节机构包括私服电机、第一转动轴和吊杆，所述的私服电机安装在升降板的底部并与第一转动轴相连，所述的吊杆的下端固定在安装框体的顶部，所述的吊杆的上端连接在第一转动轴上并随着第一转动轴一同转动。

又进一步，所述筛分筒的外侧套装有第一齿轮，所述的第一齿轮与第二齿轮相互齿接，所述的第二齿轮安装在第一电机的出轴端上，所述的第一电机固定在安装框体内。

再进一步，所述转轴位于筛分筒内的外壁上设置有外接螺纹，所述的转轴的外接螺纹上活动连接有安装套，所述的安装套的外壁上连接有粉碎叶片，所述的安装套左右两侧的转轴的外接螺纹上各连接有一个锁紧螺母，所述的安装套通过；两侧的锁紧螺母固定在转轴的外接螺纹上。

与现有化学修复技术相比，本发明的技术方案具有以下优势：

1、修复效果好。本发明利用生石灰与多硫化钙水剂联用的技术修复重金属铅超标的污染土壤，能有效沉淀重金属铅，修复后铅离子的浓度符合《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中筛选值(第一类用地)的标准，修复效果能达到长期稳定，不产生二次污染。

2、修复流程简单。修复土壤时，只需将生石灰、多硫化钙水剂分两次加入污染土壤中，充分混匀，养护一定时间使反应充分进行，即可达到对重金属铅的沉淀。

3、修复成本低。生石灰、多硫化钙水剂为常见药剂，生产成本较低，合理控制使用量，能大幅降低修复成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为筛分筒的内部结构图。

具体实施方式

本发明提供了一种重金属铅超标的污染土壤的修复方法，包括如下步骤：

s1：采用原地异位的修复方式，将重金属铅超标的污染土壤清挖后转运至待修复区；

s2：使用专业筛分混合设备对污染土壤进行破碎筛分预处理，石头、砖块等建筑垃圾单独堆放，破碎筛分的污染土壤单独存放；

s3：将生石灰投加至污染土壤中，通过专业筛分混合设备充分混匀；

s4：将多硫化钙水剂喷洒加入污染土壤中，通过专业筛分混合设备充分混匀，养护；

s5：对养护土壤进行最后的筛分混合，同时喷洒水继续养护；

s6：对养护好的土壤取样检测，重金属铅含量合格后，回填至原位，污染土壤修复完成。

上述污染土壤、生石灰、多硫化钙水剂的质量比为100：1-5：0.5-3；上述步骤二中，破碎的土壤颗粒直径在0.5-10cm之间；所述步骤三中，生石灰为块状，质量分数大于等于80％；所述步骤四中，多硫化钙水剂中多硫化钙含量大于等于29％，养护1-3天；所述步骤五中，喷洒水养护应保持土壤含水率在30～60％，养护1-7天。

如图1和图2所示专业筛分混合设备包括导向立柱4、上支撑板1、升降板3、安装框体9、筛分筒22和混合反应箱体5，所述的混合反应箱体5的两侧都竖直设置有导向立柱4，所述的上支撑板固定安装在导向立柱的顶部，所述的上支撑板的底部设置有电动缸2，电动缸2的出轴端与升降板3相连，所述的升降板3水平活动连接在导向立柱上，所述的安装框体9通过角度调节机构连接在升降板3的底部，所述的筛分筒22通过转轴19转动连接在安装框体9内，所述的筛分筒22的左右两端分别设置有进料口12和出料口13，所述的进料口12和出料口13上分别可拆卸地安装有密封盖，所述的筛分筒22位于混合反应箱体5的正上方，筛分筒22的圆周壁上均匀排布有通孔14，所述的混合反应箱体5内转动连接有第二转动轴8，所述的第二转动轴8与第二电机6相连，所述的第二转动轴8上还安装有搅拌叶片7。

如图1所示的角度调节机构包括私服电机、第一转动轴10和吊杆11，所述的私服电机安装在升降板的底部并与第一转动轴10相连，所述的吊杆11的下端固定在安装框体的顶部，所述的吊杆11的上端连接在第一转动轴10上并随着第一转动轴10一同转动。

如图2所示的筛分筒22的外侧套装有第一齿轮15，所述的第一齿轮15与第二齿轮16相互齿接，所述的第二齿轮安装在第一电机的出轴端上，所述的第一电机固定在安装框体内。

如图2所示的转轴19位于筛分筒22内的外壁上设置有外接螺纹，所述的转轴19的外接螺纹上活动连接有安装套20，所述的安装套20的外壁上连接有粉碎叶片21，所述的安装套20左右两侧的转轴19的外接螺纹上各连接有一个锁紧螺母18，所述的安装套20通过；两侧的锁紧螺母固定在转轴19的外接螺纹上。

综上所述本发明的技术方案具有以下优势：

1、修复效果好。本发明利用生石灰与多硫化钙水剂联用的技术修复重金属铅超标的污染土壤，能有效沉淀重金属铅，修复后铅离子的浓度符合《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中筛选值(第一类用地)的标准，修复效果能达到长期稳定，不产生二次污染。

2、修复流程简单。修复土壤时，只需将生石灰、多硫化钙水剂分两次加入污染土壤中，充分混匀，养护一定时间使反应充分进行，即可达到对重金属铅的沉淀。

3、修复成本低。生石灰、多硫化钙水剂为常见药剂，生产成本较低，合理控制使用量，能大幅降低修复成本。