專利名稱：一種受污染土壤中六價鉻的生物解毒方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生物解毒受污染土壤中六價鉻的方法，屬于六價鉻的生物解毒技術領域。
背景技術：
鉻元素是生產生活中的重要的重金屬元素之一，由于其六價鉻元素在土壤、水體中易遷移性質和高生物毒性而備受重視?，F有的去除六價鉻元素的工藝均基于六價鉻的還原解毒機理。中國專利文獻CN2007100492538公開了一種《利用還原性氣體對鉻渣進行解毒的
方法》，該方法將鉻渣加熱至350 750°C后通入還原性氣體，保持5秒鐘以上，最后將鉻渣進行冷卻。利用還原性氣體的還原性與鉻渣中六價鉻的氧化性在高溫下發(fā)生氧化還原反應，使六價鉻變?yōu)槿齼r或更低化合物的鉻，從而解除鉻洛中水溶性六價鉻和酸溶性六價鉻的毒性。CN 2009100944820公開了一種《利用湖泊底泥微波解毒鉻渣的方法》，是在反應器(陶瓷坩堝)中按一定比例裝入鉻渣和底泥，并混合均勻，然后將坩堝放入微波爐中，坩堝周圍用礦渣棉保溫材料保溫，采用帶屏蔽的鎧式熱電偶測量微波場中的溫度，待溫度升到800 1100度后，保溫25 40min關閉微波爐，IOmin后打開爐門，待物料冷卻后，將物料浸入蒸餾水中，浸泡24h后過濾。CN2010102191861公開了一種《利用垃圾滲濾液進行鉻渣無害化處理的方法》，利用垃圾滲濾液作為添加劑，將鉻渣與垃圾滲濾液按一定比例混合后，送入外熱式回轉爐干燥，然后送入內熱式熱解爐進行熱解反應，內熱式熱解爐中的高溫熱還原氣體從還原燃燒爐引入，還原處理后的熱解產品經水淬后排放。內熱式熱解爐的尾氣經稀釋槽與空氣混合后，進入外熱式回轉爐用以間接干燥垃圾滲濾液與鉻渣的混合物。CN2009102183468公開了一種《解毒鉻渣的方法》，將鉻渣與核桃殼經過干燥和磨碎，在陶瓷坩堝中按一定比例裝入鉻渣和核桃殼，并混合均勻，然后將坩堝放入微波爐中，坩堝周圍用礦渣棉保溫材料保溫，采用帶屏蔽的鎧式熱電偶測量微波場中的溫度，待溫度升到700 1000°C后，保溫10 20min關閉微波爐，5 IOmin后打開爐門，待物料冷卻后，將物料浸入蒸餾水中，浸泡24h后過濾，并將濾液定容至250ml，用二苯碳酰二肼分光光度法測定濾液中的Cr6+濃度，并折算為浸出的六價鉻質量占樣品鉻渣質量的百分數，從而計算出解毒率。上述幾種方法都需要高溫處理，并且需要借助其它材料，過程復雜，運行成本高。CN2008100996638公開了一種《利用污水廠污泥治理鉻污染的方法》，是采用污水處理廠排放的污泥與六價鉻污染物料經過配比、粉碎、混合、攪拌、解毒反應，達到六價鉻污染治理的目的。CN200910043841X公開了一種《鉻渣堆場污染土壤微生物修復方法》，挑取Pannonibacter phragmitetus BB單菌落于含50 250mg/L Cr (VI)液體培養(yǎng)基中培養(yǎng),直到培養(yǎng)液未檢出到Cr (VI)時，選取該瓶中的菌株進行轉接，逐步提高Cr (VI)濃度進行梯度馴化；將馴化后的Pannonibacter phragmitetus BB的菌液加入污染土壤中，菌液添加量為土壤與菌液的質量體積比(g : mL)為I : 2，于30°C下培養(yǎng)4 5天后，土壤得到修復。CN2011101201748公開了一種《脫除水溶液中微量鉻的方法》，該方法通過對在鉻環(huán)境下生長植物的培養(yǎng)和剖析，用酸或堿調節(jié)含鉻水溶液的PH值，同時或分別加入含鈣試劑和碳酸鹽，經過靜置，沉淀后，分離出含鉻渣的水經檢測其所含鉻含量小于O. Olmg/L。CN2010101760687公開了一種《鉻渣堆場污染土壤生化回灌修復方法及裝置》，包括裝有待處理土壤的土壤處理槽、中間池、生化池和培菌池，各部分由水管連接，鉻污染土壤經破碎過2cm篩、裝入土壤處理槽筑堆，土堆高度小于O. 8m，用Cr(VI)還原菌培養(yǎng)液噴淋土壤，噴淋強度為O. 008-0. 015m3/h. m2。從土壤槽底部收集淋濾液到中間池，中間池的菌液用耐堿泵抽入生化池，生化池菌液重新循環(huán)噴淋土壤。如此循環(huán)噴淋5-7天，直至土壤淋濾液中沒有Cr(VI)為止。上述幾種方法雖然不需要高溫處理，但是仍然需要借助污泥、還原菌等材料，并且·工序多、過程復雜高，特別是難以適應于大規(guī)模工程的應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現有解毒六價鉻技術存在的不足，提供一種操作簡單、運行成本低、解毒效果好的受污染土壤中六價鉻的生物解毒方法，該方法適用于受污染土壤、鉻渣等較低毒性的大宗污染物的生物解毒。本發(fā)明的受污染土壤中六價鉻的生物解毒方法，是將受污染土壤封閉堆存，具體過程如下所述
先在底層基礎上鋪設防滲材料，將受污染土壤堆在底層基礎的防滲材料上，形成堆場，在堆場的上表面堆成一系列倒梯形溝槽，溝槽兩側斜面的水力坡度為O. 1，相鄰溝槽的上部形成壟，在壟上鉆有排氣孔，排氣孔上覆蓋封土，倒梯形溝槽的底部形成排水溝，排水溝的水力坡度為O. 05，堆場的上表面及四周側面均用防滲材料封閉；使堆存土壤的初期相對濕度為60%-85%，封閉后不再補水，夏季或雨季應隨時檢查排氣孔的封土狀態(tài)，保持維護封土結構；在該封閉系統(tǒng)中土壤會產生厭氧條件，在20-50°C下產生沼氣，土壤微生物菌群厭氧活動產生厭氧氣氛(如少量沼氣)，其中的硫化氫或沼氣產生過程的有機酸會與土壤中的六價鉻反應，將六價鉻還原為三價鉻，依靠污染物長期堆存后還原氣體的均勻擴散與晝夜溫差產生的水氣循環(huán)，使六價鉻的全部還原并使土壤解毒。防滲材料可以采用土工膜。本發(fā)明只需將受污染的大宗土壤堆存封閉系統(tǒng)中，在該封閉系統(tǒng)中微生物厭氧活動產生厭氧氣氛，依靠污染物長期堆存后還原氣體的均勻擴散與晝夜溫差產生的水氣循環(huán)，就能夠保證六價鉻的全部還原并使土壤解毒，不需要專門的Cr(VI)還原菌，只需要土壤中具有活力的厭氧菌，無需借助其它材料，過程簡單，處理成本低，是一種環(huán)保處理方法。


圖I是本發(fā)明六價鉻生物解毒方法的原理示意圖。圖2為堆場實際堆存后含鉻土壤中六價鉻浸出濃度隨時間變化狀況的示意圖，圖中1，2，3，4為堆場中不同位置取樣點中的土樣編號。其中1、堆場,2、斜面,3、壟,4、排氣孔,5、排水溝。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明的受污染土壤中六價鉻的生物解毒方法就是將受污染土壤依據地形封閉堆存。先在底層基礎上鋪設防滲材料土工膜，將受污染土壤堆放在底層基礎的土工膜上，形成堆場I。每一個堆場I可以定為厚度2. 5m、寬度I. 2m、長度15. 6米。在堆場I的上表面堆出兩個尖頂，相鄰尖頂之間形成倒梯形溝 槽。梯形溝槽兩側斜面的水力坡度為
O.1，每個尖頂上面形成寬度O. 3m的壟3。在壟3上向下鉆出多個排氣孔4，排氣孔4也可用于取樣。在倒梯形溝槽的底面形成縱向的水力坡度O. 05的排水斜溝道。排氣孔4上覆蓋20厘米后的封土，夏季或雨季應隨時檢查排氣孔的封土狀態(tài)，及時維護封土結構。堆場的上表面及四周側面均用土工膜封閉。堆存土壤的初期濕度為60%-85%，封閉后不再補水。在該封閉系統(tǒng)中土壤會產生厭氧條件，在20_50°C下產生沼氣，微生物厭氧活動產生厭氧氣氛，其中沼氣中的硫化氫或沼氣產生過程的有機酸會與土壤中的六價鉻反應，將六價鉻還原為三價鉻，依靠污染物長期堆存后還原氣體的均勻擴散與晝夜溫差產生的水汽循環(huán)，使六價鉻的全部還原并使土壤解毒。封閉后的堆場土壤或鉻渣由最高Cr6+浸出濃度67mg/L，變?yōu)樵?年內完成六價鉻的完全解毒，可低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)標準附錄D固體廢物金屬元素火焰原子吸收光譜法的檢出限。圖2是含鉻土壤實際堆存后其六價鉻浸出濃度隨時間變化情況，給出了堆場中I、
2、3、4四個不同位置取樣點中的土樣在堆存初始(2010年4月20日)、2011年3月15日和2012年7月13日三個時間的檢測結果。由圖2可以看出，封閉后的堆場土壤或鉻渣由最高Cr6+浸出濃度67mg/L，在3年內即可完成六價鉻的完全解毒。
權利要求
1.一種受污染土壤中六價鉻的生物解毒方法，其特征是，將受污染土壤封閉堆存，具體過程如下所述 先在底層基礎上鋪設防滲材料，將受污染土壤堆在底層基礎的防滲材料上，形成堆場，在堆場的上表面堆成一系列倒梯形溝槽，溝槽兩側斜面的水力坡度為O. I，相鄰溝槽的上部形成壟，在壟上鉆有排氣孔，排氣孔上覆蓋封土，倒梯形溝槽的底部形成排水溝，排水溝的水力坡度為O. 05，堆場的上表面及四周側面均用防滲材料封閉；使堆存土壤的初期相對濕度為60%-85%，封閉后不再補水，夏季或雨季應隨時檢查排氣孔的封土狀態(tài)，保持維護封土結構；在該封閉系統(tǒng)中土壤會產生厭氧條件，在20-50°C下產生沼氣，土壤微生物菌群厭氧活動產生厭氧氣氛，其中的硫化氫或沼氣產生過程的有機酸會與土壤中的六價鉻反應，將六價鉻還原為三價鉻，依靠污染物長期堆存后還原氣體的均勻擴散與晝夜溫差產生的水氣循環(huán)，使六價鉻的全部還原并使土壤解毒?！?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種受污染土壤中六價鉻的生物解毒方法，該方法是將受污染土壤通過土工膜封閉堆存，堆存土壤的初期濕度為60%-85%，封閉后不再補水，在該封閉系統(tǒng)中土壤會產生厭氧條件，產生沼氣，微生物厭氧活動產生厭氧氣氛，其中沼氣中的硫化氫或沼氣產生過程的有機酸會與土壤中的六價鉻反應，將六價鉻還原為三價鉻，依靠污染物長期堆存后還原氣體的均勻擴散與晝夜溫差產生的水汽循環(huán)，使六價鉻的全部還原并使土壤解毒。本發(fā)明依靠污染物長期堆存后還原氣體的均勻擴散與晝夜溫差產生的水汽循環(huán)，就能夠保證六價鉻的全部還原并使土壤解毒，無需借助其它材料，過程簡單，處理成本低。
文檔編號B09C1/10GK102941224SQ20121045111
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權日2012年11月13日
發(fā)明者馮承湖, 高鵬, 佟亞峰, 韓杰, 丁曉妹 申請人:山東騰躍化學危險廢物研究處理有限公司