一种聚乙烯醇固化重金属污染土并防止二次污染的方法技术

本发明专利技术属于重金属污染土治理技术领域，具体公开了一种重金属污染土的固化及防止其二次污染的处理方法。步骤：（1）将原料土和水泥搅拌均匀，加入水，搅拌均匀，标准养护3

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇固化重金属污染土并防止二次污染的方法


[0001]本专利技术属于重金属污染土治理的
，具体涉及一种聚乙烯醇固化重金属污染土及其防止二次污染的处理方法。

技术介绍

[0002]在我国城市化建设进程不断加快的同时，工业、建筑行业及农业等行业迅速发展，导致过多的生活污水和工业废水的排放所造成的土壤重金属污染问题日趋严重，由于土壤中的微生物不能将重金属分解，导致重金属逐渐在土壤中积累，甚至在动植物体内残积然后通过食物链的传播直接或间接影响人类的健康。据环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国受重金属污染的耕地面积已经达到2000万公顷，占全国总耕地面积的六分之一，污染问题每年导致粮食作物减产，从而造成经济损失且严重危害人类健康，重金属污染土处理迫在眉睫，因此研究重金属污染土环保、高效、经济的处理方式是非常必要和具有现实意义的。我国重金属土壤修复技术研究起步较晚，目前多采用的是固化—稳定法、淋洗法、电动修复法、微生物
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植物联合修复法，上述方法处理重金属污染土成本较高，处理周期较长，实用性有限，所以难以在实际工程中得到广泛应用。
[0003]传统方法中固化稳定法所用的固化材料为水泥、石膏、石灰等，这些固化材料在实际运用之中会与空气之中的二氧化碳，以及土体中的碳酸溶液反应使固化材料碳化从而使固化土的内部结构产生破坏，造成土体强度、整体性降低，对重金属离子的包裹性也相应降低。传统淋洗法处理重金属污染土是使用配备好的淋洗液对重金属土壤进行淋洗，然后再收集淋洗液。淋洗法针对一种或少数几种特定的重金属污染土有较好的去除率，但淋洗液会在土体中残留，而造成二次污染，而且实际工程中重金属污染土往往为复合型重金属污染土，运用淋洗法往往对复合重金属去除率比较低，成本较高。电动修复技术，通常是在重金属污染土的两端插上电极接上电源，对污染土进行放电，从而去除土壤中的重金属离子，该方法在实际运用之中对环境要求较高，且处理成本相对较高。微生物
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植物联合修复法，主要是将微生物和植物联合起来对一种或少数几种特定的重金属污染土进行修复，该方法环保、绿色，但在实际工程中运用处理周期较长而且吸附重金属离子的植物和微生物容易被其他动植物吸收再通过生物链的传播导致重金属在生物体内残积，最终导致人类遭受毒害。
[0004]聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,vinylalcohol polymer简称PVA)是一种用途十分广泛的高分子水溶性有机化合物，呈白色片状，絮状或粉末状无味，无毒的白色固体，具有环境友好性。聚乙烯醇在90℃时溶于水，其水溶液干燥后，会形成水凝胶，该水凝胶具有良好的力学性能和耐水性等特点，聚乙烯醇水凝胶近年来多用于吸附重金属污染水中的重金属离子，尤其对重金属污染水中镍、铜、铅、铬、汞、镉等重金属离子有较好的吸附作用。利用聚乙烯醇处理以上重金属离子污染土，运用其良好的吸附性与其水凝胶良好的力学性能、耐水性、生物相容性的特点，在受污染土土体表面形成一种吸附和包裹性良好的水凝胶，进而使土体中的重金属离子难以析出，防止受重金属污染的土体在利用的过程中重金属离子
析出从而对环境造成的二次污染，达到对遭受重金属污染的土体再利用，处理方法简便易行，节约处理污染土的成本，并大大缩短了重金属污染土的处理时间，具有显著的社会效益和经济效益。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的一些不足，本专利技术的目的在于提供一种简便易行、经济高效、环保绿色的重金属污染土的处理方法，本方法采用一定量的水泥固化重金属污染土后，再采用聚乙烯醇水溶液与蒙脱土和硅酸镁锂混合后形成的水溶液与水泥固化的重金属污染土均匀搅拌，待其干燥后在表面形成一层包裹性及耐久性良好的水凝膜，大大降低了重金属污染土的重金属离子析出浓度，同时使污染土的强度、整体性大幅度提高。本方法所用的聚乙烯醇，其水溶液干燥后会形成水凝胶，其对土体有较强的包裹性从而降低重金属污染土中的重金属离子析出浓度；本专利技术方法中所用的硅酸镁锂是一种水性增稠剂，其具有良好的粘度、保稠性、润滑性、耐水性、吸附性，与聚乙烯醇水溶液混合能够改善聚乙烯醇水凝膜的贴合性、耐水性、吸附性，提高聚乙烯醇水凝膜对重金属离子的吸附率，从而进一步减少重金属离子的析出量；本专利技术方法中所用的蒙脱土(又名胶岭石)，是一种天然的硅酸盐矿物，具有很强的吸附性能，通常用来提高材料的抗疲劳、抗冲击强度和尺寸稳定性，与聚乙烯醇水溶液混合后所得的混合聚乙烯醇水凝膜的整体性、稳定性与吸附性都有所提高；水泥是一种运用相当广泛的无机材料，一定量的水泥掺入重金属污染土之后，水泥水化形成的水化凝胶对土中重金属离子有一定的包裹、固化以及吸附作用从而减少重金属离子的迁移，并对污染土土体产生固化作用而提高重金属污染土的强度和整体性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
[0007]一种重金属污染土的固化及防止其二次污染的处理方法，包括以下步骤：
[0008](1)取原料土，置于烘干箱烘干，过2mm筛，备用；
[0009]所述原料土为受重金属污染的土体；
[0010](2)取水泥(普通硅酸盐水泥即可)，置于烘干箱烘干，备用；
[0011](3)将过筛后的原料土和适量水泥充分搅拌均匀，再加入适量的水，继续搅拌至均匀；
[0012](4)将步骤(3)中制得的试样放入标准养护室中进行标准养护(温度为20℃，相对湿度为95％)3
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7d后，得到水泥固化后的水泥土；
[0013](5)将适量聚乙烯醇和适量蒸馏水混合，在85
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95℃下搅拌，直至聚乙烯醇完全溶解形成聚乙烯醇水溶液；
[0014](6)将适量硅酸镁锂和蒙脱土加入适量蒸馏水中，用磁力搅拌器搅拌一段时间，再用超声波震荡仪震荡一段时间后，再缓慢加入到步骤(5)所得聚乙烯醇水溶液之中，在50℃情况下快速搅拌一段时间，得到混合聚乙烯醇水溶液；
[0015](7)将步骤(6)所制得的混合聚乙烯醇水溶液与步骤(4)所得水泥土用磁力搅拌器搅拌一段时间，待其干燥后在土颗粒表面形成一层致密的水凝膜，即完成重金属污染土的固化及防止二次污染的处理方法。
[0016]优选的，步骤(1)中的原料土为含有As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Co、Fe和/或Mn元素的污染土，步骤(2)中的水泥为42.5级的普通硅酸盐水泥。
[0017]优选的，步骤(3)中，水泥加入量为过筛后原料土质量的5％
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10％，水的用量为过筛后原料土质量的20％
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25％，搅拌机的搅拌速率为110
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125r/min。
[0018]优选的，步骤(5)中，聚乙烯醇的用量为蒸馏水质量的15％
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20％。
[0019]优选的，步骤(6)中，硅酸镁锂和蒙脱土的用量各自独立为蒸馏水质量的1.0％
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1.5％。
[0020]优选的，步骤(7)中混合聚乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇固化重金属污染土及防止其二次污染的处理方法，包括以下步骤：（1）取原料土，烘干，过筛，备用；所述原料土为受重金属污染的土体；（2）取水泥，烘干，备用；（3）将过筛后原料土和适量水泥充分搅拌均匀，再加入适量的水，继续搅拌至均匀；（4）将步骤（3）制得的试样养护3
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7天后，得到水泥固化后的水泥土；（5）将适量聚乙烯醇和适量蒸馏水混合，在85
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95℃下搅拌，直至聚乙烯醇完全溶解形成水溶液；（6）将适量硅酸镁锂和蒙脱土加入适量蒸馏水中，搅拌均匀，再用超声波震荡仪震荡后，再缓慢加入到步骤（5）的水溶液中，在50℃条件下搅拌至均匀分散，得到混合聚乙烯醇水溶液；（7）将步骤（6）所制得的混合聚乙烯醇水溶液与步骤（4）得到的水泥土搅拌均匀，待其干燥后在土颗粒表面形成一层致密的水凝膜，即完成聚乙烯醇固化重金属污染土及其防止二次污染的处理工艺。2.根据权利要求1所述的处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：马强，吴继伟，肖衡林，李俊辉，缪颖妍，郑庞坤，李瑞恒，陈卓，雷璟劼，余汉龙，陈俊峰，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：