[發明專利]含鉻土壤的熱解修復方法

無效

• 申請號: 200810035563.9
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101249502A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 彭亢晉;孫緒順;張大磊;孔海南;吳德意
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;A62D3/37
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 毛翠瑩

技術領域

本發明涉及一種含鉻土壤的熱解修復方法，使用污泥作為添加劑，通過熱解產生的還原氣氛將土壤中的六價鉻還原。屬于環境保護領域中的土壤修復技術。

背景技術

鉻及其化合物是冶金、金屬加工、電鍍、制革、油漆、顏料等行業常用的基本原料，在上述行業的生產過程中產生大量含鉻廢氣、廢水和廢渣，導致嚴重的環境污染問題。

在環境中常見的鉻的形態有三價鉻和六價鉻。三價鉻在土壤中常以難溶氫氧化物的形式存在，溶液中的三價鉻濃度很小，所以毒性小；六價鉻溶解度大，毒性很強。和其他重金屬污染一樣，鉻污染土壤的治理途徑主要有兩種：一是改變鉻在土壤中的存在形態，將六價鉻還原為三價鉻，降低其在環境中的遷移能力和生物可利用性；二是將鉻從被污染土壤中清除。根據這兩種思路發展出一系列治理方法，如化學還原法，化學清洗法，生物修復法，電修復法等。

化學還原法是一種原位修復方法。其原理是利用鐵屑、硫酸亞鐵等將六價鉻還原為三價鉻，形成難溶的化合物，從而降低鉻在環境中的遷移性和生物可利用性，從而減輕鉻污染的危害。但當六價鉻存在于土壤顆粒內部時，則難以與還原劑接觸并發生還原反應。因此，當這部分六價鉻從土壤中浸出時，就需要額外的超量還原劑來還原它。在這個過程中，還原劑有可能被沖走，也可能被其他物質氧化。另外，向土壤中投加的還原劑有可能造成二次污染。因此，土壤顆粒內部的六價鉻的去除是化學還原法的難點。

化學清洗法是利用水力壓頭推動清洗液通過污染土壤而將鉻從土壤中清洗出去，然后再對含有鉻的清洗液進行處理。但是這種方法僅適用于砂壤等滲透系數大的土壤，且引入的清洗劑易造成二次污染。

生物修復法主要集中于微生物方面，即利用原土壤中的土著微生物或向污染環境補充經過馴化的高效微生物，在優化的操作條件下，通過生物還原反應，將六價鉻還原為三價鉻，從而修復被污染土壤。但菌種的選育、生物還原作用的機理、過程的模擬和優化等是提高鉻污染土壤生物修復效果的關鍵因素，目前還需要系統地研究。

電修復法是在鉻污染土壤兩端加上低壓直流電場，利用電場的遷移力，將鉻遷移到陰極室(三價鉻)或陽極室(六價鉻)，從而得到分離。但其能耗較大，經濟效益太低。

公開號為CN1736142的中國發明專利公開了一種雙穗雀稗對鉻污染土壤及水體的生物修復技術，使鉻富集在雙穗雀稗中進行生物修復，降低土壤或水體中鉻的含量。這種方法效果較好，但其僅僅是利用了生物的富集作用，存在飽和容量小，不能持續修復水體或土壤的缺陷，并且未驗證這種植物的二次污染問題。

公開號為CN1810397的中國發明專利是將污染土壤中的六價鉻在土壤中毛細管的作用下，通過植物和地下水互相滲透作用或降水作用自然融出的六價鉻遷移到植物或流出到滲濾層池的水中，經含鉻污水處理技術裝置對滲濾池中水周而復始的凈化，樹木及根系茂密的草坪，玉米等作物，經光合作用和其根莖吸收水分作用，使土壤中六價鉻遷移到植物中，達到土壤修復的目的。這是一種原位修復技術，但最大的問題是容易產生滲濾液，污染周圍環境，植物對鉻的吸收富集存在一定的飽和容量，無法持續修復，并且未驗證鉻對植物的毒性和二次污染的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種含鉻土壤的熱解修復方法，利用有機質作為還原劑，熱解還原修復，能同時實現土壤修復與有機質的利用。

為實現上述目的，本發明使用城市污水處理廠的脫水污泥或者其他有機質作為還原劑，將含鉻土壤與有機質按一定比例混合，并送入電爐進行熱解，通過熱解產生的還原氣氛將土壤中的六價鉻還原，在高效解毒受污染土壤的同時，保持了土壤原有的基本結構和性質。

本發明的方法具體包括以下步驟：

1、將含鉻土壤送入烘箱中進行預熱干燥，使干燥后的土壤含水率低于15％，然后將土壤研磨，使土壤粒徑小于2mm；

2、將磨碎的土壤與有機質混合，含鉻土壤與有機質的質量比為1∶0.1～0.5；

3、將以上土壤和有機質的混合物攪拌均勻，送入電爐中，并通入惰性氣體或隔絕空氣加熱，在300～800℃下熱解0.10～1.5小時，土壤中的有機質和外加的有機質在還原氣氛下將鉻還原，完成含鉻土壤的熱解修復。

本發明所述的有機質可用污水處理廠的脫水污泥或農林畜廢棄物如稻殼，木屑，牛糞等，取其中的一種或幾種。

本發明的熱解方法可以有效實現含鉻土壤的修復，其中在不添加有機質的條件下也有一定的處理效果，但實驗證明添加有機質后效果更顯著。