高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料制备及其淋洗方法技术

本发明专利技术的高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料制备及其淋洗方法，属于污染土壤处理技术领域，材料制备时，按摩尔比为(3～1):(1～3)，称取柠檬酸和氯化胆碱混匀后，加热获得粘稠液体，冷却至室温，制得淋洗材料。淋洗时，污染土壤与水混匀后，经过筛除杂与分离，获得筛上土壤a和筛下土壤b；淋洗材料经稀释获得A液和B液；土壤a经A液搅拌淋洗，土壤b经B液搅拌淋洗后，各自经离心分离获得泥饼1和泥饼2及各自上清液，完成淋洗。采用本发明专利技术的淋洗材料可实现对高浓度重金属复合污染土壤的绿色高效淋洗修复，淋洗材料中的大量氢键网络生成配合特定量有机酸酯产物，综合促进重金属离子从土壤表面脱附与重金属离子裹挟，强化土壤中重金属去除能力。除能力。

【技术实现步骤摘要】
高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料制备及其淋洗方法

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[0001]本专利技术属于污染土壤处理
，具体涉及一种高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料及方法。

技术介绍
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[0002]土壤淋洗主要利用淋洗剂对重金属的溶解或迁移作用，将污染物与土壤分离，从固相进入液相，从而降低土壤重金属含量，现有技术中包括《一种用于修复Cu、Pb、As复合污染土壤的淋洗剂极其使用方法CN 108941177 A》，该专利技术中采用的淋洗剂为吐温
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80和阴离子表面活性剂，该淋洗剂的使用方法为将粗筛后的土壤与淋洗剂混合搅拌10
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12小时，该专利技术对Cu、Pb、As复合污染土壤具有一定的修复效果。另有《基于氯化胆碱与丙二酸合成低共熔溶剂的重金属铅污染土壤修复方法CN 112222181 A》，该方法的淋洗材料为氯化胆碱与丙二酸合成低共熔溶剂、硝酸和土壤螯合剂，通过机械搅拌加热浸出反应使铅从土壤中洗脱下来。
[0003]一种用于修复Cu、Pb、As复合污染土壤的淋洗剂及其使用方法CN 108941177 A中采用淋洗材料昂贵，并且淋洗方法运行周期长达10
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12小时严重降低了淋洗的效率，同时提高了淋洗的运行成本。基于氯化胆碱与丙二酸合成低共熔溶剂的重金属铅污染土壤修复方法CN 112222181 A中的淋洗材料中包含多达4种原材料，并且该淋洗材料和淋洗方法只针对土壤中的铅污染具有去除效果，而对其他重金属或其他复合重金属污染物的淋洗去除效果不佳，这严重限制了该淋洗材料与方法的使用范围。

技术实现思路
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[0004]本专利技术的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种廉价的、环境友好的、高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料制备及其淋洗方法。针对性解决高浓度重金属复合污染土壤淋洗修复效率低、成本高、易造成二次污染等问题，实现生物降解，不会造成土壤二次污染。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)按摩尔比，柠檬酸：氯化胆碱＝(3～1):(1～3)，称取柠檬酸和氯化胆碱；
[0008](2)柠檬酸和氯化胆碱混合均匀后，进行加热，所述的加热温度为60～90℃，获得粘稠液体；
[0009](3)粘稠液体冷却至室温，制得高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料。
[0010]所述的步骤(1)中，柠檬酸和氯化胆碱为白色固体粉末状态。
[0011]所述的步骤(1)中，取柠檬酸和氯化胆碱预先经过烘干处理，所述的干燥于烘箱中进行，干燥温度为40～60℃，干燥时间为12～24h。
[0012]所述的步骤(1)中，优选的，柠檬酸：氯化胆碱＝(1～2):(1～2)。
[0013]所述的步骤(2)中，柠檬酸和氯化胆碱通过搅拌混合均匀，所述的搅拌转速为
150rpm～300rpm，搅拌时间为1
‑
3min。
[0014]所述的步骤(2)中，在搅拌条件下进行加热操作，所述的搅拌转速为150rpm～300rpm，加热时间为100～140min。
[0015]所述的步骤(2)中，优选的，加热温度为75～90℃。
[0016]所述的步骤(2)中，加热反应在带有搅拌功能的密闭反应器中进行。
[0017]所述的步骤(2)中，加热方式为水浴加热或空气浴加热。
[0018]所述的步骤(2)中，粘稠液体无色、透明。
[0019]所述的步骤(3)中，经检测，淋洗材料呈酸性，pH值为1～4，淋洗材料中包括深共晶聚合物和有机酸酯，深共晶聚合物质量百分含量为80～95％，有机酸酯质量百分含量为5～20％；所述的深共晶聚合物中包括有大量氢键网络结构。
[0020]一种高浓度重金属复合污染土壤淋洗方法，采用上述淋洗材料进行，包括以下步骤：
[0021](1)取待修复的高浓度重金属复合污染土壤，破碎后与水混合均匀，过筛除杂，获得泥水混合物；
[0022](2)泥水混合物经分离，获得筛上土壤a和筛下土壤b；
[0023](3)取高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料，分为两部分用水稀释，获得淋洗液A和淋洗液B；
[0024](4)按固体质量与液体体积比筛上土壤a：淋洗液A＝1:(5～20)，单位为g:mL，搅拌淋洗后，经离心分离，获得泥饼1和上清液1；
[0025](5)按固体质量与液体体积比筛下土壤b：淋洗液B＝1:(20～30)，搅拌淋洗后，经离心分离，获得泥饼2和上清液2，完成淋洗。
[0026]所述的步骤(1)中，高浓度重金属复合污染土壤为Pb、Cd复合污染土壤，所述的Pb浓度800～5000mg/kg，Cd浓度47～400mg/kg，pH值为5.4～7.6，包括组分及质量高百分含量为有机质5～40％，砂粒(0.075～2mm)50～90％，粉粒(0.005～0.075mm)10～50％，黏粒(＜0.005mm)5～35％。
[0027]所述的步骤(2)中，通过旋流分离器对泥水混合物进行分离，所述的旋流分离器分离粒度为A，74≤A≤200μm。
[0028]所述的步骤(2)中，分离粒度为筛上土壤a粒径≥A，筛下土壤b粒径<A。
[0029]所述的步骤(3)中，淋洗液A质量浓度为0.5～5％，淋洗液B质量浓度为5～15％。
[0030]所述的步骤(4)中，上清液1成分与淋洗液A相同，返回步骤(4)作为淋洗液A循环使用。
[0031]所述的步骤(4)中，搅拌淋洗时间为10～60min，搅拌转速为100～200rpm，离心转速为2000～4000rpm，离心时间为3～7min。
[0032]所述的步骤(5)中，上清液2成分与淋洗液B相同，返回步骤(5)作为淋洗液B循环使用。
[0033]所述的步骤(5)中，搅拌淋洗时间为20～90min、搅拌转速为150～250rpm，离心转速3500～4500rpm，离心时间为5～10min。
[0034]所述的步骤(4)和步骤(5)中，泥饼1和泥饼2可回填利用或深度处理。
[0035]所述的步骤(4)和步骤(5)中，经检测，所述的泥饼1中Cd剩余浓度达到0.5
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20mg/
kg，Pb剩余浓度达到40
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400mg/kg，筛上土壤中Cd去除率达到86.9～99.5％，Pb去除率达到88.6～99.7％；所述的泥饼2中Cd剩余浓度达到1
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20mg/kg，Pb剩余浓度达到50～400mg/kg，筛下土壤中Cd去除率达到87.17～99％，Pb去除率达到87.17～99％。
[0036]本专利技术的有益效果：
[0037]采用本专利技术制备的淋洗材料可实现对高浓度重金属复合污染土壤的绿色高效淋洗修复，所制备的淋洗材料在低共熔反应基础上创新性地引入了羧基和羟基的酯化反应：柠檬酸与氯化胆碱经加热反应生成广泛氢键本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按摩尔比，柠檬酸：氯化胆碱＝(3～1):(1～3)，称取柠檬酸和氯化胆碱；(2)柠檬酸和氯化胆碱混合均匀后，进行加热，所述的加热温度为60～90℃，获得粘稠液体；(3)粘稠液体冷却至室温，制得高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料。2.根据权利要求1所述的高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，取柠檬酸和氯化胆碱预先经过烘干处理，所述的干燥于烘箱中进行，干燥温度为40～60℃，干燥时间为12～24h，柠檬酸：氯化胆碱＝(1～2):(1～2)。3.根据权利要求1所述的高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，在搅拌条件下进行加热操作，所述的搅拌转速为150rpm～300rpm，加热时间为100～140min。4.根据权利要求1所述的高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，经检测，淋洗材料呈酸性，pH值为1～4，淋洗材料中包括深共晶聚合物和有机酸酯，深共晶聚合物质量百分含量为80～95％，有机酸酯质量百分含量为5～20％；所述的深共晶聚合物中包括有大量氢键网络结构。5.权利要求1所述的高浓度重金属复合污染土壤淋洗方法，其特征在于，采用权利要求1所述的淋洗材料进行，包括以下步骤：(1)取待修复的高浓度重金属复合污染土壤，破碎后与水混合均匀，过筛除杂，获得泥水混合物；(2)泥水混合物经分离，获得筛上土壤a和筛下土壤b；(3)取高浓度重金属复合污染土壤淋洗材料，分为两部分用水稀释，获得淋洗液A和淋洗液B；(4)按固体质量与液体体积比筛上土壤a：淋洗液A＝1:(5～20)，单位为g:mL，搅拌淋洗后，经离心分离，获得泥饼1和上清液1；(5)按固体质量与液体体积比筛下土壤b：淋洗液B＝1:(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英华，钱杰，吴纪国，孙嘉茹，李田格，张怡芝，李天明，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：