[發明專利]一種用于穩定含有機物的重金屬鉛污染場地的固化劑

有效

• 申請號: 201110381727.5
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102517026A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 杜延軍;魏明俐
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C09K17/08
• 分類號: C09K17/08;C09K109/00;C09K101/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明涉及一種用于土木工程或者道路工程中固化劑，具體來說，涉及一種用于穩定含有機物的重金屬鉛污染場地的固化劑。

背景技術

固化穩定法(Solidification/Stabilization)是將廢棄物與膠凝材料(膠結劑、固化劑)混合，同時通過物理和化學手段降低污染物質的淋濾能力及提高土體強度，從而將有害物質轉化為環境可以接受的材料。此法適用于重金屬污染場地的原位修復，然而許多重金屬污染場地中均存在有機物污染，使得傳統水泥固化劑存在以下的缺點：

(1)由于有機物的存在會對水泥水化過程造成干擾，對硅酸鹽水泥固化效果造成滯后影響，包括化學固定和物理包裹等。

(2)固化穩定后的土體pH值一般維持在12-13之間。首先，土體的高堿性環境較難維持，修復后的土體強度難以長期維持；其次，由于對污染有機物有降解作用的微生物在強堿性環境下亦難以生存，所以若污染場地同時存在重金屬及有機物污染，其固化效果會受污染有機物影響而大幅降低；最后，高堿性環境對于修復后的土體栽培植物以及場地周邊的生態環境也造成較大影響。

(3)隨著時間的增加，水泥土的碳化效應會愈發明顯，使其受力性能大大降低，直到土體結構發生破壞。

(4)水泥水化的過程中會釋放大量的二氧化碳(分子式：CO₂)氣體，且水泥在制備過程中也會產生CO₂氣體。經統計，上述CO₂氣體總和占全世界總排放量的5％左右。施工中要達到良好的固化效果，需要較高的水泥摻量，這無疑又提高了成本。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種用于穩定含有機物的重金屬鉛污染場地的固化劑，該固化劑對含有機物污染的重金屬污染場地進行原位處理時，固化效果明顯。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種用于穩定含有機物的重金屬鉛污染場地的固化劑，所述的固化劑按照重量百分比，由以下組分組成：

磷酸鹽：33％-40％；

粒化高爐礦渣粉：33％-40％；

氧化鎂：20％-34％。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1.

可在含有機物污染的重金屬污染場地的原位處理中使用，固化效果明顯，腐蝕性小。本發明的固化劑處理后的土體強度遠高于使用水泥土固化劑處理后的土體強度，尤其是在污染場地重金屬含量較高時，土體強度效果尤為明顯。新型固化劑屬于弱堿性固化劑，與水泥固化劑相比，腐蝕性小，利于場地植被修復。

2.

經過該固化劑處理后污染場地的pH值較低，利于有機物污染物的降解。本發明的固化劑處理后的土壤pH值維持在10-10.5之間。水泥固化劑固化后的土壤pH值大于12。對有機物有降解作用的微生物在高堿性環境下(pH＞11)將難易生存。土壤pH值較低時，有利于微生物的成活和繁殖，進而降解有機物污染物，起到凈化土壤的功效。因此，經過本發明的固化劑處理后污染場地的pH值較低，利于有機物污染物的降解。

3.

該固化劑環保、價格低廉，取材廣泛。本發明的固化劑中的粒化高爐礦渣粉屬工業廢料；重質氧化鎂市場零售價格在500-600元一噸；磷酸鹽礦物分布廣泛，且固化劑對磷酸鹽純度要求不高，取材廣泛。普通硅酸鹽水泥市場零售價格在500-600元之間。

附圖說明

圖1是本發明提供的第一種方案的固化劑在不同齡期下，固化土體后的土體強度示意圖。

圖2是本發明提供的第二種方案的固化劑在不同齡期下，固化土體后的土體強度示意圖。

圖3是本發明提供的第三種方案的固化劑在不同齡期下，固化土體后的土體強度示意圖。

圖4是本發明提供的第四種方案的固化劑在不同齡期下，固化土體后的土體強度示意圖。

圖5是在7天的齡期下，在不同土體重金屬鉛濃度中，本發明提供的四種方案的固化劑固化土體后的土體強度示意圖。

圖6是在14天的齡期下，在不同土體重金屬鉛濃度中，本發明提供的四種方案的固化劑固化土體后的土體強度示意圖。

圖7是在28天的齡期下，在不同土體重金屬鉛濃度中，本發明提供的四種方案的固化劑固化土體后的土體強度示意圖。

圖8是Pb²⁺濃度為0.01％的試樣土體經過四種方案的固化劑處理后的pH值隨齡期的變化示意圖。