一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺，涉及土壤重金属修复技术领域，包括以下步骤：S1、待修复土壤破碎；S2、土壤修复药剂制备；S2

【技术实现步骤摘要】
一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺


[0001]本专利技术涉及土壤重金属修复
，具体是涉及一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺。

技术介绍

[0002]土壤无机污染物中以重金属比较突出，主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解，而易于积累，转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。土壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等，砷虽不属于重金属，但因其行为与来源以及危害都与重金属相似，故通常列入重金属类进行讨论。
[0003]土壤中重金属的污染主要来自化工、冶金、炼焦、火力发电及电子等工业排放的“三废”。其中，砷主要以正三价和正五价存在于土壤环境中。其存在形式可分为水溶性砷、吸附态砷和难溶性砷。三者之间在一定的条件下可以相互转化。当土壤中含硫量较高时，在还原性条件下，可以形成稳定的难溶性As2S3。一般认为，砷不是植物、动物和人体的必需元素。但植物对砷有强烈的吸收积累作用，其吸收作用与土壤中砷的含量、植物品种等有关。砷在植物中主要分布在根部。浸水土壤中，土壤中可溶性砷含量比旱地土壤高，故在浸水土壤中生长的作物，其砷含量也较高。
[0004]治理土壤重金属污染的途径主要有两种：一是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；二是从土壤中去除重金属。围绕这两种治理途径，已提出各自的物理、化学和生物的治理方法。但是，目前对于重金属污染土壤尤其是砷、镉、汞污染的异位固化稳定化修复仍没有很好地工艺措施。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺，包括以下步骤：
[0008]S1、待修复土壤破碎：将待处理土壤进行收集，并将收集到的待处理土壤破碎筛分至粒径为200
±
15mm，得到待修复土壤颗粒；
[0009]S2、土壤修复药剂制备：
[0010]S2
‑
1、改性凹凸棒石制备：使用黄腐酸对凹凸棒石进行改性，得到改性凹凸棒石；
[0011]S2
‑
2、混合：将步骤S2
‑
1中制备得到的改性凹凸棒石与人工沸石以2：1的质量比混合，得到土壤修复药剂；
[0012]S3、土壤修复场地布设：将步骤S1中得到的待修复土壤颗粒倒入土壤修复场地中，在土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒体积的4～8％的土壤修复药剂，再向土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒最大持水量60％的水，将待修复土壤颗粒与土壤修复药剂
和水共同翻拌后，得到土壤混合物，将土壤混合物聚拢使土壤混合物呈若干排等间距排列的梯体土堆，在两个梯体土堆之间的空隙中填充用于提高透气性的填充物，在每个梯体土堆内部等间距设置若干个用于排出土壤修复药剂和水的排放组件，在土壤修复场地上覆盖塑料膜静置10～14天，并在静置时间内通过排放组件匀速排放补充所需的土壤修复药剂和水；
[0013]S4、土壤深度修复：取下塑料膜，将土壤混合物与填充物共同翻拌混合，得到土壤二次混合物，将土壤二次混合物上覆盖塑料膜静置10～14天，完成待处理土壤中重金属的异位固化稳定化修复。
[0014]进一步地，所述步骤S2
‑
1中改性凹凸棒石制备方法为：将凹凸棒石溶于去离子水中，高速搅拌5～10min，随后加入质量浓度≥95％的黄腐酸浓缩液，继续搅拌15min，得到悬浮混合液，将悬浮混合液转移至抽滤瓶中进行抽滤，得到滤饼；随后使用去离子水清洗滤饼3～4次，将滤饼置于70～80℃条件下烘干，得到改性凹凸棒石，其中凹凸棒石、去离子水与黄腐酸浓缩液的重量份之比为8：10：1。通过改性凹凸棒石能够进一步地提高对土壤中重金属的稳定固化效果。
[0015]更进一步地，所述高速搅拌的转速为500～600r/min。通过调节转速使凹凸棒石溶解更加充分。
[0016]进一步地，所述步骤S3中填充物为芦苇或秸秆。通过选用芦苇或秸秆能够提高土壤的疏松透气性，从而配合排放组件排出土壤修复药剂和水以提高对重金属的固化效果。
[0017]进一步地，所述步骤S3中排放组件所排出的土壤修复药剂占总的待修复土壤颗粒体积的1～1.5％，排放组件所排出的水占总的待修复土壤颗粒最大持水量的6～10％，两个排放组件之间的间隔为5～8m。通过调节排放组件所排出的土壤修复药剂和水的量以对土壤进行深度修复。
[0018]进一步地，所述步骤S3中梯体土堆的高为0.5～0.8m，梯体土堆的顶面宽为0.3～0.6m，梯体土堆的底面宽为0.8～1.4m，两个梯体土堆之间的底面间距为0.4～0.7m。通过调节梯体土堆的尺寸从而使土壤与填充物之间保持良好的间距达到最优的修复效果。
[0019]进一步地，所述排放组件包括液压桶，位于所述液压筒周围的6个出液桶，以及位于每个出液桶上方的药剂盒；
[0020]所述液压桶内设有与其内壁转动且密封连接的第一液压盘，所述第一液压盘顶面中部设有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿液压桶上顶面以及液压桶上顶面设有的固定盘，所述固定盘中心处设有一个与螺纹杆螺纹连接的螺纹固定环，螺纹杆的下部螺纹连接设有一个螺纹转动环，所述螺纹转动环外侧壁设有齿，螺纹转动环一侧设有通过齿啮合连接设有一个驱动齿轮，所述驱动齿轮的下底面中心处与位于固定盘上表面一侧的驱动电机的输出端连接，驱动齿轮的外侧壁设有齿，驱动齿轮外部一侧通过齿啮合连接设有一个转盘，所述转盘与螺纹杆的圆心重合，转盘外侧壁设有齿，转盘外部周向等间距通过齿啮合连接设有6个从动齿轮，所述从动齿轮与药剂盒上方一一对应，从动齿轮下底面设有连杆，所述连杆贯穿药剂盒且连杆与药剂盒的上顶面转动密封连接，连杆与位于药剂盒内底部的出药挡板连接，位于所述出药挡板底部的药剂盒底面设有若干个出药孔；
[0021]所述出液桶内设有与其内壁滑动且密封连接的第二液压盘，所述第二液压盘通过其上顶面中心处设有的伸缩杆与出液桶内顶部连接，每个出液桶底部均设有一个连接管与
所述液压桶底部连通，出液桶顶部外侧设有出液管，所述出液管一侧通过止回阀与出液桶连通，出液管顶部与所述出药孔连通；
[0022]所述固定盘通过限位组件对所述螺纹转动环和所述转盘进行限位。
[0023]更进一步地，6个所述出液管末端均设有一个软管，其中，两侧对称设置的4个软管两两分别延伸至与排放组件相邻的两个填充物中，剩余的前后2个对称设置的软管分别延伸至位于排放组件两侧的同一个梯体土堆内部。通过对软管的位置进行优化使排出的土壤修复药剂和水更加均匀。
[0024]更进一步地，所述出药挡板为圆形设置且其上设有出药开槽，所述出药孔围绕出药挡板的圆心位置周向等间距设置有6组，每一组均设有3～6个出药孔，所述限位组件包括位于所述固定盘两侧的第一限位块，所述第一限位块中部通过第一限位槽与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、待修复土壤破碎：将待处理土壤进行收集，并将收集到的待处理土壤破碎筛分至粒径为200
±
15mm，得到待修复土壤颗粒；S2、土壤修复药剂制备：S2
‑
1、改性凹凸棒石制备：使用黄腐酸对凹凸棒石进行改性，得到改性凹凸棒石；S2
‑
2、混合：将步骤S2
‑
1中制备得到的改性凹凸棒石与人工沸石以2：1的质量比混合，得到土壤修复药剂；S3、土壤修复场地布设：将步骤S1中得到的待修复土壤颗粒倒入土壤修复场地中，在土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒体积的4～8％的土壤修复药剂，再向土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒最大持水量60％的水，将待修复土壤颗粒与土壤修复药剂和水共同翻拌后，得到土壤混合物，将土壤混合物聚拢使土壤混合物呈若干排等间距排列的梯体土堆，在两个梯体土堆之间的空隙中填充用于提高透气性的填充物，在每个梯体土堆内部等间距设置若干个用于排出土壤修复药剂和水的排放组件(9)，在土壤修复场地上覆盖塑料膜静置10～14天，并在静置时间内通过排放组件(9)匀速排放补充所需的土壤修复药剂和水；S4、土壤深度修复：取下塑料膜，将土壤混合物与填充物共同翻拌混合，得到土壤二次混合物，将土壤二次混合物上覆盖塑料膜静置10～14天，完成待处理土壤中重金属的异位固化稳定化修复。2.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺，其特征在于，所述步骤S2
‑
1中改性凹凸棒石制备方法为：将凹凸棒石溶于去离子水中，高速搅拌5～10min，随后加入质量浓度≥95％的黄腐酸浓缩液，继续搅拌15min，得到悬浮混合液，将悬浮混合液转移至抽滤瓶中进行抽滤，得到滤饼；随后使用去离子水清洗滤饼3～4次，将滤饼置于70～80℃条件下烘干，得到改性凹凸棒石，其中凹凸棒石、去离子水与黄腐酸浓缩液的重量份之比为8：10：1。3.根据权利要求2所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺，其特征在于，所述高速搅拌的转速为500～600r/min。4.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺，其特征在于，所述步骤S3中填充物为芦苇或秸秆。5.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺，其特征在于，所述步骤S3中排放组件(9)所排出的土壤修复药剂占总的待修复土壤颗粒体积的1～1.5％，排放组件(9)所排出的水占总的待修复土壤颗粒最大持水量的6～10％，两个排放组件(9)之间的间隔为5～8m。6.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺，其特征在于，所述步骤S3中梯体土堆的高为0.5～0.8m，梯体土堆的顶面宽为0.3～0.6m，梯体土堆的底面宽为0.8～1.4m，两个梯体土堆之间的底面间距为0.4～0.7m。7.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺，其特征在于，所述排放组件(9)包括液压桶(1)，位于所述液压筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨敏，王荐，芦园园，范婷婷，吴运金，王晓寒，米娜，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：