專利名稱：一種重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種土壤修復(fù)技術(shù)，尤其是涉及一種重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著我國工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)工業(yè)企業(yè)搬遷后以遺留大量的污染土地，其中，土壤中重金屬污染是土壤中典型的污染物類型，主要有鉻、鉛、汞，砷、銅、鋅等是較常見的重金屬污染，土壤中的有害金屬積累到一定程度就會(huì)對(duì)土壤、植物系統(tǒng)產(chǎn)生毒害，不僅僅導(dǎo)致土壤質(zhì)量的下降，更重要的是影響到農(nóng)產(chǎn)品的安全，并通過食物鏈對(duì)人類和動(dòng)物健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。土壤中重金屬的污染治理和修復(fù)的難度較大，現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)治理土壤污染的方法有限，常見的如，重金污染土壤淋洗法、植物種植富集法、水泥類固定化法等。雖然上述方法在一定程度上取得了一定的成效，但是仍然存在著花費(fèi)費(fèi)用較高、土壤肥力降低、實(shí)施過程復(fù)雜且周期較長(zhǎng)、固化資源再利用難等問題。因此，經(jīng)濟(jì)、快速、有效地解決土壤重金屬污染、防止重金屬進(jìn)入食物鏈、提高人類的生活質(zhì)量成為當(dāng)今社會(huì)十分迫切的一項(xiàng)任務(wù)。重金屬晶化包封技術(shù)(CCT)是基于化學(xué)氧化還原、沉淀、吸附和晶化等原理，將土壤或底泥中的重金屬失活、捕捉、并包封于穩(wěn)定存在的晶狀體中。該技術(shù)可原位或異位應(yīng)用于含水率為0 40%的重金屬污染土壤、礦渣、預(yù)處理后的河流底泥、建筑垃圾等的固化/穩(wěn)定化安全處理，治理后的土壤可基本不改變其土壤形態(tài)，也可以形成具有IMPa以上的抗壓強(qiáng)度的固化材料，或作為路基材料。由于不同污染物具有不同的毒性、沉淀特性、螯合特性和遷移能力，因此要針對(duì)不同的污染物采取不同的穩(wěn)定/固化劑。尤其當(dāng)污染物為變價(jià)金屬時(shí)，穩(wěn)定/固化處理則要考慮更多的因素，因?yàn)樗鼈兊膬r(jià)態(tài)將顯著影響它們的沉淀和遷移特性。本發(fā)明中的重金屬晶化包封穩(wěn)定化劑針對(duì)土壤中存在兩種或兩種以上重金屬污染，采用預(yù)判斷并預(yù)處理的方式，達(dá)到了對(duì)多種重金屬污染均取得優(yōu)異的穩(wěn)定化效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)土壤中重金屬污染難以解決的技術(shù)問題，提供一種成本低、效果好，實(shí)施簡(jiǎn)單、利于推廣的重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑及其使用方法
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，簡(jiǎn)稱CCT01，其特征在于該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，磷酸鹽或硫酸鹽15 — 25%，重金屬螯合劑1% — 5%，膠凝材料20— 40%，粘土礦物30-60%，其原料總和為100%。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述膠凝材料為硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥中的一種或者幾種，所述粘土礦物為蒙脫石或海泡石或伊利石中的一種或者幾種。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述磷酸鹽或硫酸鹽20— 22%，重金屬螯合劑3% — 5%，膠凝材料30— 35%，粘土礦物40— 50%，其原料總和為100%。、
本發(fā)明的另一種技術(shù)方案為，一種重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，簡(jiǎn)稱CCT02，其特征在于該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類10 — 30%，氧化劑30— 50%，粘土礦物30— 60%，其原料總和為100%。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述氧 化劑為氧化錳或雙氧水或過氧化鈣。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述粘土礦物為蒙脫石或海泡石或伊利石中的一種或者幾種。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類20—25%，氧化劑35— 45%，粘土礦物35— 50%，其原料總和為100%。本發(fā)明的另一種技術(shù)方案為，簡(jiǎn)稱CCT03，其特征在于該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類30—50%，多硫化物15—30%，粘土礦物30—60%，其原料總和為100%。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述粘土礦物為蒙脫石或海泡石或伊利石中的一種或者幾種。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類35—45%，多硫化物20— 25%，粘土礦物35— 55%，其原料總和為100%。本發(fā)明的實(shí)施方法為，一種適用于重金屬污染土壤的穩(wěn)定劑的使用方法，其特征在于所述方法包括以下步驟
(1)利用機(jī)械設(shè)備對(duì)需要修復(fù)的污染區(qū)域進(jìn)行挖掘，并將污染土壤破碎篩分后均勻分布在場(chǎng)地防滲層上；
(2)根據(jù)前期調(diào)查結(jié)果對(duì)污染土壤進(jìn)行預(yù)判斷，預(yù)判結(jié)果和相應(yīng)預(yù)處理如下
A)如果不含有變價(jià)重金屬污染，則直接進(jìn)入步驟(3);
B)如果污染土壤中含有三價(jià)砷等變價(jià)重金屬，將CCT02砷特效劑直接添加至污染土壤，并加水混合攪拌均勻，CCT02添加比例占土壤重量的2-15%，養(yǎng)護(hù)半天；
C)如果污染土壤中含有六價(jià)鉻等變價(jià)重金屬，將CCT03鉻特效劑直接添加至污染土壤，并加水混合攪拌均勻，CCT03添加比例占土壤重量2-10%，養(yǎng)護(hù)半天；
(3)將CCTOl普適穩(wěn)定化劑直接添加至污染土壤，并加水混合攪拌均勻，CCTOl添加比例占土壤重量的3-20%
(4)充分?jǐn)嚢杌旌虾?，養(yǎng)護(hù)3—10天，進(jìn)行采樣檢測(cè)，并檢測(cè)土壤中重金屬的浸出毒性。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述步驟(2)中的步驟B)中，CCT02添加比例占土壤重量的3-10%。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述步驟(2)中的步驟C)中，CCT03添加比例占土壤重量的3-8%。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述步驟(3)中CCTOl添加比例占土壤重量的5-15%。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案簡(jiǎn)單，效果較好，并且成本較低，實(shí)施方法易于操作，實(shí)施該方案后土壤中重金屬的浸出毒性達(dá)到國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且處理后的土壤可資源化再利用。本發(fā)明采用預(yù)判斷并預(yù)處理的方式，達(dá)到了對(duì)多種重金屬污染均取得優(yōu)異的穩(wěn)定化效果。穩(wěn)定化藥劑效果評(píng)價(jià)采用浸出毒性試驗(yàn)。目前，我國還沒有專門的統(tǒng)一的穩(wěn)定化效果浸出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，推薦方法如下按照我國的《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)或者參照美國環(huán)保部(USEPA)毒性浸出標(biāo)準(zhǔn)Toxicitycharacteristic leaching procedure (TCLP)的具體要求和程序進(jìn)行，處理后污染土壤的浸出濃度首先應(yīng)小于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)，可按照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18599-2001)進(jìn)行處置。如果穩(wěn)定化修復(fù)后土壤作為路基材料資源化利用或一般工程渣土利用，因?yàn)槠溥^程中會(huì)可能受到雨水或地下水淋溶，其浸出液應(yīng)滿足《GB/T 14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(推薦)。
具體實(shí)施例方式為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面針對(duì)該發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)的說明。實(shí)施例I :
CCTOl :該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，磷酸鹽15%，重金屬螯合劑3%，硫鋁酸鹽水泥22%，海泡石60%，其原料總和為100%。 實(shí)施例2
CCTOl :該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，磷酸鹽23%，重金屬螯合劑4%，鋁酸鹽水泥25%，蒙脫石48%，其原料總和為100%。實(shí)施例3
CCT02 :該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類優(yōu)選硫酸鐵10%，過氧化鈣50%，海泡石40%，其原料總和為100%。實(shí)施例4
CCT02 :該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類優(yōu)選硫酸鐵15%，氧化錳40%，伊利石45%，其原料總和為100%。實(shí)施例5
CCT02 :該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類優(yōu)選硫酸鐵28%，雙氧水36%，蒙脫石36%，其原料總和為100%。實(shí)施例6
CCT03 :該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類優(yōu)選硫酸亞鐵30%，硫化納30%，海泡石40%，其原料總和為100%。實(shí)施例I
CCT03 :該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類優(yōu)選硫酸亞鐵40%，硫化鈣15%，蒙脫石45%，其原料總和為100%。實(shí)施例8
CCT03 :該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類優(yōu)選硫酸亞鐵45%，硫化鈉18%，伊利石37%，其原料總和為100%。實(shí)施例9:
一種適用于重金屬污染土壤的穩(wěn)定劑的使用方法
步驟如下
(1)利用機(jī)械挖掘?qū)π枰迯?fù)的污染區(qū)域進(jìn)行挖掘，并將污染土壤破碎篩分后均勻分布在場(chǎng)地防滲層上；
(2)根據(jù)前期調(diào)查結(jié)果對(duì)污染土壤進(jìn)行預(yù)判斷，預(yù)判結(jié)果和相應(yīng)預(yù)處理如下
A)不含有變價(jià)重金屬污染，則直接進(jìn)入步驟(3);(3)將CCTOl普適穩(wěn)定化劑直接添加至污染土壤，并加水混合攪拌均勻，CCTOl添加比例占土壤重量的3-15% ；
(4)充分?jǐn)嚢杌旌虾?，養(yǎng)護(hù)3—10天，進(jìn)行采樣檢測(cè)，并檢測(cè)土壤中重金屬的浸出毒性。結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求
1.一種重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，簡(jiǎn)稱CCT01，其特征在于該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，磷酸鹽或硫酸鹽15—25%，重金屬螯合劑1% — 5%，膠凝材料20—40%，粘土礦物30-60%，其原料總和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，其特征在于所述膠凝材料為硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥中的一種或者幾種，所述粘土礦物為蒙脫石或海泡石或伊利石中的一種或者幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，其特征在于所述磷酸鹽或硫酸鹽20— 22%，重金屬螯合劑3% — 5%，膠凝材料30— 35%，粘土礦物40— 50%，其原料總和為100%。
4.一種重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，簡(jiǎn)稱CCT02，其特征在于該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類10 — 30%，氧化劑30— 50%，粘土礦物30— 60%，其原料總和為100% o
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，其特征在于所述氧化劑為氧化錳或雙氧水或過氧化鈣。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，其特征在于所述粘土礦物為蒙脫石或海泡石或伊利石中的一種或者幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，其特征在于該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類20— 25%，氧化劑35— 45%，粘土礦物35— 50%，其原料總和為100%。
8.—種重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，簡(jiǎn)稱CCT03，其特征在于該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，鐵系鹽類30— 50%，多硫化物15 — 30%，粘土礦物30— 60%，其原料總和為100% o
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，其特征在于所述粘土礦物為蒙脫石或海泡石或伊利石中的一種或者幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑，其特征在于該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，硫酸亞鐵35— 45%，多硫化物20— 25%，粘土礦物35— 55%，其原料總和為100%o
11.一種適用于重金屬污染土壤的穩(wěn)定劑的使用方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 (1)利用機(jī)械設(shè)備對(duì)需要修復(fù)的污染區(qū)域進(jìn)行挖掘，并將污染土壤破碎篩分后均勻分布在場(chǎng)地防滲層上； (2)根據(jù)前期調(diào)查結(jié)果對(duì)污染土壤進(jìn)行預(yù)判斷，預(yù)判結(jié)果和相應(yīng)預(yù)處理如下 A)如果不含有變價(jià)重金屬污染，則直接進(jìn)入步驟(3)； B)如果污染土壤中含有三價(jià)砷等變價(jià)重金屬，將CCT02砷特效劑直接添加至污染土壤，并加水混合攪拌均勻，CCT02添加比例占土壤重量的2-15%，養(yǎng)護(hù)半天； C)如果污染土壤中含有六價(jià)鉻等變價(jià)重金屬，將CCT03鉻特效劑直接添加至污染土壤，并加水混合攪拌均勻，CCT03添加比例占土壤重量2-10%，養(yǎng)護(hù)半天； (3)將CCTOl普適穩(wěn)定化劑直接添加至污染土壤，并加水混合攪拌均勻，CCTOl添加比例占土壤重量的3-20% ；(4)充分?jǐn)嚢杌旌虾螅B(yǎng)護(hù)3 —10天，進(jìn)行采樣檢測(cè)，并檢測(cè)土壤中重金屬的浸出毒性。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的穩(wěn)定劑的使用方法，其特征在于所述步驟(2)中的步驟B)中，CCT02添加比例占土壤重量的3-10%。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的穩(wěn)定劑的使用方法，其特征在于所述步驟(2)中的步驟C)中，CCT03添加比例占土壤重量的3-8%。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的穩(wěn)定劑的使用方法，其特征在于所述步驟(3)中CCTOl添加比例占土壤重量的5-15%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種重金屬污染晶化包封穩(wěn)定化劑及其應(yīng)用方法，其特征在于該穩(wěn)定化劑由以下質(zhì)量比的成分組成，磷酸鹽或硫酸鹽15—25%，重金屬螯合劑1%—5%，膠凝材料20—40%，粘土礦物30-60%，其原料總和為100%。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案簡(jiǎn)單，效果較好，并且成本較低，實(shí)施方法易于操作，實(shí)施該方案后土壤中重金屬的浸出毒性達(dá)到國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且處理后的土壤可資源化再利用。本發(fā)明采用預(yù)判斷并預(yù)處理的方式，達(dá)到了對(duì)多種重金屬污染均取得優(yōu)異的穩(wěn)定化效果。
文檔編號(hào)A62D101/43GK102732259SQ20121021200
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者王湘徽, 郭中豪 申請(qǐng)人:南京清科中晟環(huán)境技術(shù)有限公司, 王湘徽, 郭中豪