本发明专利技术公开了一种利用矿化垃圾修复铬污染土壤的方法,属于土壤修复技术领域,将改性矿化垃圾与铬污染土壤混合,调节水分,静置堆放,修复铬污染土壤。所用改性矿化垃圾的改性方法为:利用聚谷氨酸和聚谷氨酸钙对矿化垃圾进行改性处理得改性矿化垃圾,使得矿化垃圾表面含有更多的羧基、氨基等基团,为吸附重金属离子提供表面活性炭活性位点,且表面更加粗糙,内部分布非均匀孔洞,提高改性矿化垃圾对重金属的吸附量及吸附稳定性;利用该改性矿化垃圾修复铬污染土壤,可以吸附和还原更多的Cr(VI)、交换更多的Cr(III),强化了吸附过程中化学吸附的主导作用,提高矿化垃圾对铬的稳定性,达到修复Cr(VI)污染土壤的目的。
【技术实现步骤摘要】
利用矿化垃圾修复铬污染土壤的方法
本专利技术属于土壤修复
,具体涉及一种利用矿化垃圾修复铬污染土壤的方法。
技术介绍
络为过渡元素中的一种,被广泛地应用于制革、电镀、制陶、油漆、颜料制作、纺织工艺、金属表面精整、摄影感光剂等行业。随着电镀、制革、铬盐加工等行业的迅猛发展,铬及其化合物在被作为原料被广泛应用的同时,由于生产过程中产生的废水、废渣、废气的任意排放,对环境造成了巨大危害,而土壤铬污染尤为严重。土壤中铬污染具有残留时间长、隐蔽性强、不晃治理等特点,导致其污染程度逐渐加深,通过食物链直接或间接地危害人类健康和生命安全。铬在土壤中最常见的价态为三价铬和六价铬,土壤中六价铬通常以铬酸根(CrO42-)和重铬酸根(Cr2O72-)的形式存在,不易被土壤吸附,活性较高,对生物体毒害作用较强。相对于六价铬来讲,三价铬在土壤中主要以Cr(H2O)63+、Cr(H2O)2+、CrO2+形式存在,容易被土壤吸附或生成沉淀,对生物体毒害作用较低,对环境影响相对较小,且三价铬是人体必需的微量元素,在肌体糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用。在自然环境中,六价铬容易被还原为三价铬,而三价铬则难以被氧化为六价铬,而且在六价铬被还原为三价铬的过程中,土壤质地、含水率、孔隙度等会产生较大影响。六价铬污染土壤修复机理通常有两种:一是将土壤中六价铬还原为三价铬,改变铬在土壤中的存在形态,使其由活化态转变为稳定态,降低铬的迁移性和生物可利用性;二是直接将铬从土壤中去除,使其在土壤中残留浓度接近或达到背景值。传统六价铬的处理技术包括化学还原、吸附、离子交换、膜分离和表面吸附等,但是存在费用高、产生二次环境风险等原因限制大规模使用。细菌、真菌、藻类、工业和农业废弃物和腐殖质等环境友好型的铬污染土壤修复技术由于其费用低、无二次污染的环境风险和废弃物的再利用等优点引起学者广泛的关注、研究和应用。现有技术如公开号CN107626732A,利用矿化垃圾和/或堆肥产品修复铬污染土壤的方法,包括以下步骤:(1)获取矿化垃圾和/或堆肥产品;(2)将矿化垃圾和/或堆肥产品施加于铬污染土壤中,混合均匀并补水;(3)静置堆放,通过矿化垃圾和/或堆肥中有机质的络合和还原能力,实现六价铬的还原与固定。上述方法可以大幅度降低污染场地的修复成本,实现废弃物的资源化利用,达到有机废弃物的高附加值处理和资源化利用双重功效,具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使得矿化垃圾表面含有更多的羧基、氨基等基团,表面更加粗糙,内部分布非均匀孔洞,从而提高改性矿化垃圾对重金属的吸附量及吸附稳定性的矿化垃圾的改性方法。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为:一种矿化垃圾的改性方法,利用聚谷氨酸和聚谷氨酸钙对矿化垃圾进行改性处理得改性矿化垃圾。矿化垃圾中的有机质主要是腐殖质成分,官能团中的羟基、羧基、酚羟基能与重金属离子络合生成水溶性的腐殖质-金属复合物,降低重金属的生物毒性。但是,矿化垃圾粒度较细,存在透水性差、通透性低、容易板结等缺陷,从而导致矿化垃圾对重金属的吸附量较低。为了提高矿化垃圾对重金属的吸附量,本专利技术改性方法利用聚谷氨酸和聚谷氨酸钙对矿化垃圾进行改性,使得矿化垃圾表面含有更多的羧基、氨基等基团,从而为吸附重金属离子提供表面活性炭活性位点,提高改性矿化垃圾对重金属的吸附量及吸附稳定性。此外,本专利技术改性方法获得的改性矿化垃圾表面更加粗糙,呈不规则的疏松状结构,内部分布众多清晰可见的非均匀孔洞,这种结构有利于改性矿化垃圾对重金属的吸附。优选地,改性方法具体为:将氯化钙溶液缓慢加入聚谷氨酸溶液,然后加入矿化垃圾,在70-90℃下搅拌处理后射线辐照,冷冻干燥,研磨得改性矿化垃圾。辐照作用下聚谷氨酸分子间、聚谷氨酸钙分子间、聚谷氨酸和聚谷氨酸钙分子间发生了化学交联,能够把矿化垃圾包裹其中,制得的改性矿化垃圾为多孔结构,可以吸附更多的金属离子。更优选地,聚谷氨酸溶液浓度为5-10wt%,氯化钙溶液浓度为2-5wt%,聚谷氨酸溶液和氯化钙溶液的体积比为1:0.3-0.8。优选地,矿化垃圾和聚谷氨酸的质量比为5-20:1。更优选的,矿化垃圾的改性方法具体包括:-将聚谷氨酸溶于去离子水中得浓度为5-10wt%聚谷氨酸溶液;-将浓度为2-5wt%氯化钙溶液缓慢加入聚谷氨酸溶液,聚谷氨酸溶液和氯化钙溶液的体积比为1:0.3-0.8,然后加入矿化垃圾,矿化垃圾和聚谷氨酸的质量比为5-20:1,在70-90℃下搅拌处理5-8h得含有混合液;-将混合液于辐射剂量率为1.50-1.80kGy/h、辐照剂量为30-60kGy的射线辐照,冷冻干燥,研磨得改性矿化垃圾。本专利技术的另一个目的在于提供一种改性方法获得的改性矿化垃圾。本专利技术的另一个目的在于提供一种改性矿化垃圾在六价铬污染废水处理中的用途。本专利技术的另一个目的在于提供一种改性矿化垃圾在修复六价铬污染土壤中的用途。矿化垃圾表面上的氨基主要参与Cr(VI)的吸附,羧基和羟基参与Cr(VI)的还原得到Cr(III);而Cr(III)通过与矿化垃圾中的钙、镁等金属离子进行阳离子交换而结合到垃圾表面。本专利技术改性矿化垃圾含有更多的羧基、氨基和钙离子,能够吸附和还原更多的Cr(VI)、交换更多的Cr(III),且强化吸附过程中化学吸附的主导作用,提高矿化垃圾对铬的稳定性。此外,本专利技术改性矿化垃圾表面更加粗糙,呈不规则的疏松状结构,内部分布众多清晰可见的非均匀孔洞,这种结构有利于改性矿化垃圾对Cr(VI)、Cr(III)的吸附。本专利技术的另一个目的在于提供一种能够吸附和还原更多的Cr(VI)、交换更多的Cr(III),同时提高六价铬还原菌对Cr(VI)的吸附及还原能力的利用矿化垃圾修复铬污染土壤的方法。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为:一种利用矿化垃圾修复铬污染土壤的方法,将上述改性矿化垃圾与铬污染土壤混合,调节水分,静置堆放,修复铬污染土壤。铬在环境中主要以Cr(VI)和Cr(III)两种价态存在,其中,Cr(VI)具有致畸、致癌等高毒性,而Cr(III)化合物的溶解度低、生物毒性小,因此,将高毒性的Cr(VI)还原为Cr(III)是解毒和铬污染土壤修复的基本思路。本专利技术改性矿化垃圾含有更多的羧基、氨基和钙离子,能够吸附和还原更多的Cr(VI)、交换更多的Cr(III),且强化吸附过程中化学吸附的主导作用,提高矿化垃圾对铬的稳定性,达到修复Cr(VI)污染土壤的目的。此外,本专利技术改性矿化垃圾表面更加粗糙,呈不规则的疏松状结构,内部分布众多清晰可见的非均匀孔洞,这种结构有利于改性矿化垃圾对Cr(VI)、Cr(III)的吸附。优选地,改性矿化垃圾相对铬污染土壤的添加量为0.02-0.8kg/kg,优选地,调节水分至含水率为60-80%。优选地,静置堆放20-60d。优选地,利用矿化垃圾修复铬污染土壤的方法为:将改性矿化垃圾、六价铬还原菌、铬污染土壤混合,调节水分,静置堆放,修复铬污染土壤。本专利技术方法用改性矿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.矿化垃圾的改性方法,利用聚谷氨酸和聚谷氨酸钙对矿化垃圾进行改性处理得改性矿化垃圾。/n
【技术特征摘要】
1.矿化垃圾的改性方法,利用聚谷氨酸和聚谷氨酸钙对矿化垃圾进行改性处理得改性矿化垃圾。
2.根据权利要求1所述的矿化垃圾的改性方法,其特征在于:所述改性方法具体为:将氯化钙溶液缓慢加入聚谷氨酸溶液,然后加入矿化垃圾,在70-90℃下搅拌处理后射线辐照,冷冻干燥,研磨得改性矿化垃圾。
3.根据权利要求2所述的矿化垃圾的改性方法,其特征在于:所述聚谷氨酸溶液浓度为5-10wt%,氯化钙溶液浓度为2-5wt%。优选的,聚谷氨酸溶液和氯化钙溶液的体积比为1:0.3-0.8。
4.根据权利要求1所述的矿化垃圾的改性方法,其特征在于:所述矿化垃圾和聚谷氨酸的质量比为5-20:1。
5.权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘瑶,
申请(专利权)人:杭州德飙新能源设备有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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