一種固化劑及其固化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固化劑及使用方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]重金屬一般是指比重在5.0g/cm3以上的約45種元素。在環(huán)境污染研究中的重金
屬主要是指Pb、Cd、Hg、Cr以及類金屬As等生物毒性顯著的元素，還包括具有一定毒性的重金屬Zn、Cu、Co、Ni和Sn等元素。近幾年國內(nèi)先后發(fā)生的鎘米事件，引起黨和國家高度關(guān)注。2011年2月18號(hào)，《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》獲得國務(wù)院正式批復(fù)，成為首個(gè)獲批的“十二五”規(guī)劃，按照該規(guī)劃要求，未來5年，中央財(cái)政將投入約750億元的專項(xiàng)資金，綜合防治重金屬污染。
[0004]土壤重金屬污染是指人類活動(dòng)將重金屬輸入土壤中，引起土壤重金屬含量明顯高于背景含量，并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。目前重金屬污染土壤修復(fù)方法主要有以下幾種:
第一是客(換)土法:將表土部分或全部移走后換上新的非污染土壤，或在被污染的土壤表層覆蓋非污染土壤或混勻，使污染物濃度降低或減少污染物與植物根系的接觸，達(dá)到減輕危害的目的。這種方法工程量大、投資費(fèi)用高，易破壞土體結(jié)構(gòu)，且換出的污土需妥善處理，不適用于大面積污染土壤的治理。
[0005]第二是電動(dòng)力修復(fù):在污染土壤兩端插上電極，接通電源后，土壤中的帶電粒子向極性不同的電極上移動(dòng)，然后通過工程措施將電極收集起來進(jìn)行處理，以達(dá)到清除污染土壤中重金屬的目的。這種方法由于實(shí)際污染的土壤面積一般較大而電流作用距離太小，因此難以推廣,且操作成本太高。
[0006]第三是植物修復(fù):主要通過超富集植物吸收土壤中重金屬，將重金屬轉(zhuǎn)移到植物地上部分，然后將富集重金屬的植物地上部分收割，焚燒后回收重金屬，達(dá)到修復(fù)污染的目的。這種方法受環(huán)境條件和病蟲害影響較大，且受植物栽培和生長(zhǎng)的限制，周期較長(zhǎng)，
修復(fù)
效率較低。
[0007]第四是化學(xué)淋洗法:采用特定的化學(xué)試劑將污染土壤中的重金屬淋洗出來，然后對(duì)淋洗出來的廢液進(jìn)行處理。這種方法成本較高，且用于淋洗土壤的化學(xué)試劑進(jìn)入土壤易造成二次污染。
[0008]第五是固化穩(wěn)定化:一般采用固化劑與污染土壤中重金屬反應(yīng)，生成穩(wěn)定物質(zhì)，從而降低重金屬的浸出毒性，達(dá)到修復(fù)目的。
[0009]目前，固化處理是國內(nèi)外治理土壤重金屬污染應(yīng)用較廣的技術(shù)之一。研究比較成熟是石灰、粉煤灰對(duì)Pb、Cr、Cu、Zn的固定。但是對(duì)于Pb、As復(fù)合污染，還沒有有效的治理方法。因?yàn)樵谳^高的pH情況下有利于Pb的固定,但是不利于As的固定,反之,在較低pH情況下有利于As的固定不利于Pb的固定；Pb在低pH下容易浸出。因此,制備合適的固化劑、固化效果好、無二次污染、價(jià)格低廉的固化劑成為重金屬污染土壤修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)，探索以天然礦物或者廢棄物為原材料制備固化劑成為重金屬污染土壤修復(fù)的重要研究方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，將有機(jī)固化劑與無機(jī)固化劑組合使用，使之能夠達(dá)到對(duì)Pb、As兩種重金屬同時(shí)固化的目的。且組分之間協(xié)同增強(qiáng)重金屬固化的效果，固化后的土壤重金屬浸出毒性浸出率可以達(dá)到《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別(GB5085.3-2007)的相關(guān)要求。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種固化劑及其固化方法，按重量百分比計(jì)，所述固化劑由以下三種成分組成:粉煤灰30%-40%，石灰35%_51%，泥炭19%-35%。
[0012]優(yōu)選是，所述染土壤固化劑添加30%的粉煤灰，35%的石灰，35%的泥炭；或者40%粉煤灰，40%石灰，20%泥炭；或者30%粉煤灰，51%石灰，19%泥炭，或者37%粉煤灰，41%石灰，22%泥炭。
[0013]本發(fā)明提供固化劑的制備方法，本方法包括:
1)按設(shè)定的比例稱取粉煤灰、石灰、泥炭，備用:
2)將泥炭在馬弗爐中400°C煅燒4h。
[0014]3)將粉煤灰、石灰、煅燒后的泥炭充分混合均勻，得到固化劑，其中煤灰、石灰、泥炭先利用球磨儀粉充分粉碎再混合均勻。
[0015]本發(fā)明還提供固化劑固化污染土壤中重金屬的方法，該方法包括以下步驟:
1)按所述固化劑與重金屬污染土壤的重量比為1:15進(jìn)行混合，攪拌均勻，得到混合料；
2)加入所述混合料40%(重量比)的水，充分?jǐn)嚢杈鶆?，靜置成型，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，完成固化。
[0016]所述固化劑固化污染土壤中重金屬的方法，所述步驟I)中，按所述固化劑重量與污染土壤的重量比為1:15進(jìn)行混合。
[0017]所述固化劑固化污染土壤中重金屬的方法，所述步驟2)中的攪拌時(shí)間為lOmin，固化15天。
[0018]所述固化劑固化污染土壤中重金屬的方法，所述步驟2)養(yǎng)護(hù)過程中固化的表面采用薄膜密封。
[0019]所述固化劑固化污染土壤中重金屬的方法，所述土壤重金屬污染中的重金屬離子為 Pb、As。
[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明的主要是利用無機(jī)改良劑對(duì)重金屬具有較強(qiáng)的抑制效果，同時(shí)發(fā)揮有機(jī)物料對(duì)土壤肥力質(zhì)量較強(qiáng)的調(diào)節(jié)功能的原理。粉煤灰目前在我國排放量較大，其不僅具有較強(qiáng)的金屬吸附能力，而且在高溫條件下能夠生成具有火山灰活性的物質(zhì)，其主要成分為二氧化硅和三氧化二鋁，且大部分處于無定形態(tài)。粉煤灰的固化原理是主要的是能夠與重金屬生成金屬氫氧化物沉淀，同時(shí)也具有絮凝體表面物質(zhì)的表面絡(luò)合作用，通過添加工業(yè)粉煤灰的方式作為輔助固化劑，與石灰混合對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行固化，能夠有效固化重金屬，而且成本低廉。再此基礎(chǔ)上加入泥炭在整體上不會(huì)影響對(duì)Pb的固定，有利于對(duì)As的吸附，還能改變由于石灰粉煤灰所造成土壤PH過高，土壤板結(jié)等問題，增加土壤微生物和酶活性，從而增強(qiáng)土壤肥力水平。
[0021]使用本發(fā)明固化處理的重金屬污染土壤，根據(jù)中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)《危險(xiǎn)
廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)的危險(xiǎn)廢物浸出毒性鑒別，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)低于危險(xiǎn)廢物浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明的技術(shù)方案通過利用石灰、粉煤灰和泥炭對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行固化，利用無機(jī)有機(jī)固化材料同時(shí)對(duì)Pb和As固化。既處理了重金屬的污染問題，同時(shí)又利用了粉煤灰這類工業(yè)廢料。此外，本發(fā)明的固化劑及固化方法不僅原料來源廣泛，制造成本低，而且固化處理成本更是相對(duì)低廉，經(jīng)過固化后的重金屬土壤，在極端條件下其重金屬浸出濃度仍低于危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)中的限值，毒性危險(xiǎn)明顯降低，固化效果較為理想。
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