重金属和有机物复合污染土壤修复方法技术

本发明专利技术涉及一种重金属和有机物复合污染土壤修复方法，主要解决现有技术中无法同步修复有机物和重金属复合污染的问题。本发明专利技术通过采用一种重金属和有机物复合污染土壤修复方法，首先制备一种Fe

【技术实现步骤摘要】
重金属和有机物复合污染土壤修复方法
本专利技术涉及一种重金属和有机物复合污染土壤修复方法，属于重金属和有机物复合污染场地土壤修复

技术介绍
土壤污染主要包括重金属、非重金属无机物污染、有机污染物污染、放射性污染物等，其中，重金属-有机物复合污染是土壤污染存在的普遍形式。近年来，复合污染土壤引起了科学界的广泛关注，并在土壤污染防治与修复方面做出了重要的探索。然而，有机污染物和重金属性质差别明显，相应修复技术差异巨大，如气相抽提修复VOCs污染土壤具有较好效果，热脱附、焚烧、化学氧化适用于有机污染土壤修复。化学固化/稳定化、植物/微生物、化学淋洗可用于有机物和重金属复合污染土壤修复。然而，化学固化/稳定化具有明显增容效应，且固定在惰性材料中的有机物和重金属有重新浸出的风险；植物/微生物修复受生物本身耐受性限制，修复周期长，不符合工业污染场地实际工程需求；重金属和有机物化学淋洗剂差异巨大，采用化学淋洗时通常采用不同淋洗剂先后淋洗重金属和有机污染物，且淋洗剂极易引起二次污染，美国某超级基金场地于上世纪90年代采用化学淋洗修复重金属污染场地，然而于2012年发现化学淋洗剂造成二次污染，目前，该场地正进行淋洗剂污染土壤的二次修复。现场调研获悉，复合污染土壤中有机物和重金属通常分别处理，如某场地修复先采用高级氧化将有机物降解，再采用固化/稳定化稳定重金属填埋，其中土壤挖掘、转移、与药剂混合等单次工程费用近400元/m3，因此寻找一种同步修复有机物和重金属复合污染的高效、低廉、短流程技术变得十分重要和紧迫。文献报道用含碳物料(如煤、焦炭)作吸附物，用重选或浮选将干净土壤与吸附有污染物的煤分离，达到净化土壤目的，工业试验表明处理后土壤满足加拿大净化土壤一级标准；国内某高校利用煤质吸附剂处理辽河油田石油污染土壤，总石油烃去除率达65％以上。因此，利用煤质吸附剂吸附能力、回收吸附剂工艺修复石油污染土壤具有可行性。鉴于此，对于重金属和有机污染物复合污染土壤，利用吸附剂吸附污染土壤中重金属和有机污染物，可实现重金属和有机污染土壤同步高效修复。如活性炭孔隙结构高度发达且比表面积极大，具有大量含氧、氮、硫及其它杂原子表面活性官能团，使得活性炭对有机物和重金属等均有强烈吸附能力。美国、挪威、荷兰、加拿大等现场工业试验表明，利用活性炭强烈吸附能力，可有效降低重金属(Hg、Cd、Pb、Ni等)、疏水性有机污染物(石油烃、PAH、PCB等)及二噁英、呋喃等污染物在土壤和沉积物中迁移、转化及生物有效性，减缓土壤污染，如活性炭对石油组分PAH显示出强烈吸附能力，其吸附强度是一般土壤有机质10倍以上。然而，活性炭吸附污染物后仍残留在土壤中，在某些情况下，污染物从活性炭表面解吸重新污染修复土壤。再如针对福岛核事故释放出来并亟待去污的放射性铯，日本研发出了一种有效的吸附剂，其特点是使用后可用磁石将吸附剂完整回收。因此，本专利具体涉及制备一种Fe3O4磁性复合吸附材料，利用该吸附材料强烈吸附土壤中重金属和有机物，同时加入H2O2，利用Fe3O4/H2O2非均相Fenton高级氧化降解吸附材料表面吸附的有机物，为复合材料吸附提供更多活性吸附位点，待吸附饱和后，利用磁选技术将吸附有重金属和残留有机物的Fe3O4磁性复合吸附材料磁选回收。通过该技术，可实现重金属和有机物的吸附/磁选回收及有机物的氧化降解，实现重金属和有机污染场地的同步高效修复。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中无法同步修复有机物和重金属复合污染的问题，提供一种新的重金属和有机物复合污染土壤修复方法，具有能同步修复有机物和重金属复合污染的优点。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种重金属和有机物复合污染土壤修复方法，首先制备一种Fe3O4磁性复合吸附材料，利用该吸附材料强烈吸附土壤中重金属和有机物，同时加入H2O2，利用Fe3O4/H2O2非均相Fenton高级氧化降解吸附材料表面吸附的有机物，为复合材料吸附提供更多活性吸附位点，待吸附饱和后，利用磁选技术将吸附有重金属和残留有机物的Fe3O4磁性复合吸附材料磁选回收，实现重金属的吸附/磁选回收和有机物的氧化降解，实现重金属和有机污染场地的同步高效修复。上述技术方案中，优选地，所述Fe3O4磁性复合吸附材料，包括但不限于蒙脱土/Fe3O4、活性炭/Fe3O4、白土/Fe3O4、离子交换树脂/Fe3O4。上述技术方案中，优选地，所述Fe3O4磁性复合吸附材料通过共沉淀法制备，将亚铁和铁离子溶于去离子水中，加入吸附材料，强烈搅拌并加热溶液至40-70℃；然后快速搅拌下滴加氢氧化钠或氨水溶液，溶液pH调整为9-11，停止搅拌并静置反应，过滤并用去离子水反复洗涤产物，干燥即得到Fe3O4磁性复合吸附材料。上述技术方案中，优选地，铁离子与Fe2+的摩尔比为1-3:1。上述技术方案中，优选地，吸附材料为活性炭，铁离子总质量与活性炭质量比为0.2-0.6，更优选0.2-0.5，最优选0.3-0.4。上述技术方案中，优选地，将制备的Fe3O4磁性复合吸附材料与污染土壤或地下水混合，调整含水率，并在搅拌装置中充分搅拌混合均匀，视污染土壤或地下水中复合污染物浓度以及土壤类型，调整磁性吸附材料与污染土壤或地下水的比例，磁性吸附材料与污染土壤或地下水的比例在0.02-0.2之间。上述技术方案中，优选地，在Fe3O4磁性吸附材料与污染土壤和地下水混合搅拌的同时，添加H2O2溶液，利用Fe3O4和H2O2类Fenton高级氧化降解有机污染物，视土壤类型和有机污染物浓度而具体调整H2O2与有机污染物浓度比例，调整H2O2添加量为理论消耗量的1.2-2倍，调整土壤温度在20-50℃，混合溶液pH为3-8。上述技术方案中，优选地，待土壤或地下水中有机污染物和重金属浓度达到修复目标后，利用磁选机将磁性吸附材料磁选回收，达到磁性吸附材料与污染土壤或地下水分离目的。本专利涉及制备一种Fe3O4磁性复合吸附材料，利用该吸附材料强烈吸附土壤中重金属和有机物，同时加入H2O2，利用Fe3O4/H2O2非均相Fenton高级氧化降解吸附材料表面吸附的有机物，为复合材料吸附提供更多活性吸附位点，待吸附饱和后，利用磁选技术将吸附有重金属和残留有机物的Fe3O4磁性复合吸附材料磁选回收。通过该技术，可实现重金属和有机物的吸附/磁选回收及有机物的氧化降解，实现重金属和有机污染场地的同步高效修复，取得了较好的技术效果。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式实施例1以某加油站场地土壤修复为例。该加油站使用时间为34年，油罐与加油机周边土壤和地下水污染严重，其中土壤中苯最高浓度达22ppm，MTBE最高浓度达1280ppm，铅最高浓度达2400ppm，土壤中苯修复目标值为3.8ppm，MTBE修复目标值为220ppm，铅修复目标值为800ppm。污染深度为地面到地下4m，水位线深度约4.7m，场地为黏土，土壤渗透系数为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属和有机物复合污染土壤修复方法，首先制备一种Fe

【技术特征摘要】
1.一种重金属和有机物复合污染土壤修复方法，首先制备一种Fe3O4磁性复合吸附材料，利用该吸附材料强烈吸附土壤中重金属和有机物，同时加入H2O2，利用Fe3O4/H2O2非均相Fenton高级氧化降解吸附材料表面吸附的有机物，为复合材料吸附提供更多活性吸附位点，待吸附饱和后，利用磁选技术将吸附有重金属和残留有机物的Fe3O4磁性复合吸附材料磁选回收，实现重金属的吸附/磁选回收和有机物的氧化降解，实现重金属和有机污染场地的同步高效修复。


2.根据权利要求1所述重金属和有机物复合污染土壤修复方法，其特征在于所述Fe3O4磁性复合吸附材料，包括但不限于蒙脱土/Fe3O4、活性炭/Fe3O4、白土/Fe3O4、离子交换树脂/Fe3O4。


3.根据权利要求1所述重金属和有机物复合污染土壤修复方法，其特征在于所述Fe3O4磁性复合吸附材料通过共沉淀法制备，将亚铁和铁离子溶于去离子水中，加入吸附材料，强烈搅拌并加热溶液至40-70℃；然后快速搅拌下滴加氢氧化钠或氨水溶液，溶液pH调整为9-11，停止搅拌并静置反应，过滤并用去离子水反复洗涤产物，干燥即得到Fe3O4磁性复合吸附材料。


4.根据权利要求3所述重金属和有机物复合污染土壤修复方法，其特征在于铁离子与Fe2+的摩尔比为1-3:1。


5.根据权利要求3所述重金属和有机物复合污染土壤修复方法，其特征在于吸附材料为活性炭，铁离子总质量与活性炭质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏哲，刘政伟，牟桂芹，房师平，张志远，郭磊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11