一种低硫型铬污染土壤修复剂及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术涉及一种低硫型铬污染土壤修复剂及其制备方法和使用方法。所述低硫型铬污染土壤修复剂包括硫元素含量≤10wt％的硫基材料、铁基材料、零价铁基还原剂、生物炭和辅助吸附剂。本发明专利技术利用了硫基材料和铁基材料及几种助剂等组分之间的协同作用，得到的土壤修复剂能够对土壤中的六价铬污染物进行化学稳定化，可使六价铬毒性浸出浓度和碱消解总量降低。本发明专利技术得到的低硫型铬污染土壤修复剂可适用于不同类型的六价铬污染土壤环境修复，用量适中，对常见六价铬污染土壤具有良好的修复效果，且其形态可调变，综合成本较低，无二次污染。

A low sulfur chromium contaminated soil remediation agent and its preparation and Application

The invention relates to a low sulfur chromium contaminated soil remediation agent, a preparation method and a use method thereof. The low sulfur chromium contaminated soil remediation agent includes sulfur-based materials, iron-based materials, zero valent iron-based reductants, biochar and auxiliary adsorbents with sulfur content \u2264 10wt%. The invention makes use of the synergistic action between sulfur-based materials, iron-based materials, several additives and other components, the obtained soil remediation agent can chemically stabilize the hexavalent chromium pollutants in the soil, and can reduce the toxic leaching concentration of hexavalent chromium and the total amount of alkali digestion. The low sulfur chromium contaminated soil remediation agent obtained by the invention can be applied to different types of hexavalent chromium contaminated soil environmental remediation, with moderate dosage, good remediation effect for common hexavalent chromium contaminated soil, and its shape can be adjusted, the comprehensive cost is low, and there is no secondary pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种低硫型铬污染土壤修复剂及其制备方法和使用方法
本专利技术属于土壤污染治理领域，具体涉及一种低硫型铬污染土壤修复剂及其制备方法和使用方法。
技术介绍
六价铬污染土壤为国内众多复杂重金属污染土壤修复情景中一种极为典型的土壤类型。不同于国外已发展多年的土壤修复模式，在国内，尤其是近十年内，依托快速修复达到相应验收标准的六价铬污染场地项目仍占铬污染土壤治理市场的很大比例。在该前提下，固化稳定化技术仍为国内行业中的主流需求。目前，关于六价铬污染土壤修复材料的相关报道已有不少。CN108977395A公开了一种钝化固化修复土壤六价铬污染的生物纳米材料的制备方法，主要涉及复合功能菌的配制、培养及后期加工。CN104307868A公开了去除铬污染土壤中六价铬的方法，主要包括土壤水洗、亚铁盐还原、碱性调节等主要流程，能够有效降低土壤中六价铬的含量。CN104841693A公开了一种六价铬污染土壤原位修复方法，将水溶性含硫试剂溶解于水中，配制成质量浓度为0.1～10％的还原剂，按照质量比为土壤：还原剂＝3:1～1:5将铬污染土壤与还原剂在反应器内混合、搅拌0.5～2小时后干燥处理。CN104759458A公开了一种多硫化钙在铬污染土壤或地下水修复中的用途和修复方法，具体涉及两种修复方法：用多硫化钙修复铬污染土壤的修复方法和修复铬污染地下水的修复方法。CN105694894A公开了一种六价铬污染土壤改良剂的制备方法及应用，所述的改良剂由1#药剂与2#药剂组成，可高效地将土壤中的六价铬还原为毒性低的三价铬，并改善土壤结构，改良后的土壤的酸碱性有效的稳定在一定范围内，保证了三价铬在土壤中长期的稳定性，大大降低了环境风险。然而上述现有六价铬污染土壤修复技术，尤其是固化稳定化技术相关材料均存在着不同缺陷，其中，最大的问题为均涉及大量含硫物质或涉硫菌剂的施用，极易造成二次污染。当含硫物质过量使用时，极易转变为硫酸盐，长期累积可导致场地中的水土酸化，带来建筑基座腐蚀等隐患。在现有技术的基础上，本领域的技术人员需要提供一种组分简单的、用于处理六价铬污染土壤的低硫型修复材料，使得本领域的技术人员能够以一种便捷、有效且经济的治理方法来处理六价铬污染土壤。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种低硫型铬污染土壤修复剂及其制备方法和使用方法。本专利技术所述低硫型铬污染土壤修复剂为硫含量≤1wt％的土壤修复剂，采用此土壤修复剂，不仅可以有效的处理六价铬污染土壤，而且还可以保持土壤的结构以及酸碱平衡，使土壤可以长期可持续利用。本专利技术所述铬污染土壤修复剂使得本领域的技术人员能够以一种便捷、有效且经济的治理方法来处理六价铬污染土壤。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种低硫型铬污染土壤修复剂，所述低硫型铬污染土壤修复剂包括硫元素含量≤10wt％的硫基材料、铁基材料、零价铁基还原剂、生物炭和辅助吸附剂。所述硫元素的含量例如1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％或9wt％等。本专利技术利用了硫基材料和铁基材料共有的还原作用，能够对土壤中的六价铬污染物进行高效的还原稳定化，使得其中残留的六价铬污染几乎全部转变为低毒性、低迁移性的三价铬物质。本专利技术中零价铁基还原剂和生物炭能够与硫基材料和铁基材料发生协同效应，促进硫基材料和铁基材料的还原能力，可以在土壤系统中与硫基材料和铁基材料组成还原组合持续提供还原性环境，进而可以在土壤修复剂中硫含量≤1wt％的条件下，实现铬的稳定、长期化学稳定化，同时，生物炭除了可以提供还原性环境外还可以作为稳定碳源，为持续性还原环境的创造提供了充分的有机质基础。本专利技术中铁基材料和辅助吸附剂能够使被化学还原的六价铬进一步被牢固吸附，进而减少土壤中的六价铬毒性浸出程度和碱消解浸出浓度，同时，保持土壤的结构以及酸碱平衡，使土壤可以长期可持续利用，污染土壤在使用修复剂处理后，能够使六价铬的毒性浸出浓度和碱消解总量分别满足行业内常用的修复目标值0.5mg/L和30mg/kg。优选地，所述硫基材料的组成包括：改性铁基硫化物矿物和/或孔道结构铁基硫酸盐矿物。本专利技术中硫基材料通过自身特殊的形貌、结构及组成，可以将自身元素的还原性能利用率最大化，同时，还可以进一步将还原稳定化产生的稳定态、低毒态产物牢固地吸附、限制在自身结构内部，从而进一步降低其迁移性和避免毒性反弹等现象。优选地，所述改性铁基硫化物矿物的制备过程包括：将硫铁矿与改性剂研细混合，热处理。优选地，所述硫铁矿与改性剂的质量比为(1～10):1，例如2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1或9:1等。优选地，所述改性剂为粉煤灰。优选地，所述热处理的温度为70～90℃，例如72℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃或88℃等。优选地，所述改性铁基硫化物矿物中硫元素的含量≤20wt％，例如0.5wt％、1wt％、2wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％或18wt％等。优选地，所述改性铁基硫化物矿物中铁元素的含量≤15wt％，例如0.5wt％、1wt％、2wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％或14wt％等。优选地，所述孔道结构铁基硫酸盐矿物的制备过程包括：在含有亚铁离子和硫酸根离子的盐溶液中加入氧化剂进行氧化过程。本专利技术含有亚铁离子和硫酸根离子的盐溶液中在加入氧化剂进行氧化过程，直至沉淀量不再增加，停止氧化。本专利技术对于所述含有亚铁离子和硫酸根离子的盐溶液制备方法不做具体限定，示例性的为：将亚铁盐于硫酸盐溶液中溶解。本专利技术对于亚铁盐和硫酸盐的种类不做具体限定，只要含有亚铁离子和硫酸根离子的盐溶液即可，示例性的为氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸钠和硫酸钾等。优选地，所述氧化剂为臭氧。优选地，所述孔道结构铁基硫酸盐矿物的孔隙率≤35wt％，例如1wt％、5wt％、10wt％、12wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％等，优选为10～25wt％。优选地，所述孔道结构铁基硫酸盐矿物中硫元素的含量≤20wt％，例如0.5wt％、1wt％、2wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％或18wt％等。优选地，所述孔道结构铁基硫酸盐矿物中铁元素的含量≤18wt％，例如0.5wt％、1wt％、2wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％或15wt％等。优选地，所述硫基材料中硫元素的含量为3～7wt％，例如3.2wt％、3.5wt％、3.8wt％、4wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.8wt％、5wt％、5.2wt％、5.5wt％、5.8wt％、6wt％、6.2wt％、6.5wt％或6.8wt％等。优选地，所述低硫型铬污染土壤修复剂中硫元素含量≤1wt％，例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％或0.9wt％等，优选为0.1～1wt％。优选地，所述铁基材料中铁元素的含量≥45wt％，例如46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、52wt％、55wt％、56wt％、58wt％、60wt％、62wt％、65wt％、66wt％、68wt％、70wt％、72w本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低硫型铬污染土壤修复剂，其特征在于，所述低硫型铬污染土壤修复剂包括硫元素含量≤10wt％的硫基材料、铁基材料、零价铁基还原剂、生物炭和辅助吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种低硫型铬污染土壤修复剂，其特征在于，所述低硫型铬污染土壤修复剂包括硫元素含量≤10wt％的硫基材料、铁基材料、零价铁基还原剂、生物炭和辅助吸附剂。2.如权利要求1所述的低硫型铬污染土壤修复剂，其特征在于，所述硫基材料的组成包括：改性铁基硫化物矿物和/或孔道结构铁基硫酸盐矿物；优选地，所述改性铁基硫化物矿物的制备过程包括：将硫铁矿与改性剂研细混合，热处理；优选地，所述硫铁矿与改性剂的质量比为(1～10):1；优选地，所述改性剂为粉煤灰；优选地，所述热处理的温度为70～90℃；优选地，所述改性铁基硫化物矿物中硫元素的含量≤20wt％；优选地，所述改性铁基硫化物矿物中铁元素的含量≤15wt％；优选地，所述孔道结构铁基硫酸盐矿物的制备过程包括：在含有亚铁离子和硫酸根离子的盐溶液中加入氧化剂进行氧化过程；优选地，所述氧化剂为臭氧；优选地，所述孔道结构铁基硫酸盐矿物的孔隙率≤35wt％，优选为10～25wt％；优选地，所述孔道结构铁基硫酸盐矿物中硫元素的含量≤20wt％；优选地，所述孔道结构铁基硫酸盐矿物中铁元素的含量≤18wt％；优选地，所述硫基材料中硫元素的含量为3～7wt％；优选地，所述低硫型铬污染土壤修复剂中硫元素含量≤1wt％，优选为0.1～1wt％。3.如权利要求1或2所述的低硫型铬污染土壤修复剂，其特征在于，所述铁基材料中铁元素的含量≥45wt％，优选为55～70wt％；优选地，所述铁基材料的组成包括：层状结构低价态铁基矿物和/或三维多级结构铁基氧化物；优选地，所述层状结构低价态铁基矿物包括铁铝水滑石和/或铁锰水滑石；优选地，所述层状结构低价态铁基矿物的层间距为0.2～1.5nm；优选地，所述复合铁锌氧化物纳米粒中铁元素和锌元素的摩尔比为1:(1～2)；优选地，所述复合铁钴氧化物纳米粒中铁元素和钴元素的摩尔比为1:(1～2)。4.如权利要求1-3之一所述的低硫型铬污染土壤修复剂，其特征在于，所述零价铁基还原剂包括微米铁粉和/或纳米铁粉；优选地，所述生物炭包括麦麸、玉米秸秆炭和小麦秸秆炭中的任意一种或至少两种的组合，优选为麦麸；优选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕学，王志新，
申请(专利权)人：北京润鸣环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11