[發(fā)明專利]一種淋洗聯(lián)合氧化法修復重金屬污染土壤的設備及方法

無效

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• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103752598A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 張景輝;楊偉;魏國俠;劉漢橋;多麗娜
• 申請（專利權(quán)）人: 天津生態(tài)城環(huán)保有限公司
• 主分類號: B09C1/02
• 分類號: B09C1/02;B09C1/08
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種修復重金屬污染土壤的設備及方法，尤其涉及一種利用淋洗聯(lián)合氧化法來修復重金屬污染土壤的設備及方法。

背景技術(shù)

近年來隨著工業(yè)的迅速發(fā)展導致大量含有重金屬的廢水、廢渣被不合理的排放到土壤中。我國重金屬污染的土壤占耕地總面積的1/6左右，每年被重金屬污染的糧食更是高達數(shù)百萬噸。部分污染場地內(nèi)多呈現(xiàn)金屬Cu、Pb、Zn等共存復合污染特征，且污染濃度較高。由于重金屬的隱蔽性、難降解性以及不可逆性等特點，使得重金屬污染土壤不僅大面積無法使用，而且還會通過農(nóng)作物和人類之間的食物鏈關(guān)系危害到人類的生命健康，也會直接影響到土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)，最終對生物生態(tài)安全造成威脅，甚至危害到人體的健康。另外由于人類的活動也將重金屬加入到土壤中，使得重金屬污染土壤問題變得越來越嚴重。因此，重金屬污染土壤的修復和治理成為亟待解決的環(huán)境問題。

目前國內(nèi)外研究涉及到的以及實際處理過程中應用到的重金屬污染土壤的治理主要有固化和去除2種途徑。近年來，圍繞這兩種途徑開發(fā)了不同的治理措施和方法，如固化、還原、農(nóng)業(yè)調(diào)控、生物修復和植物修復等，但這些方法具有處理不徹底、耗時長、易產(chǎn)生高毒中間代謝產(chǎn)物和應用范圍有限等缺點，因而尚未在工程上進行應用。目前工程上主要方法有以下幾種：改土法、電動修復法、熱處理法、玻璃花技術(shù)和土壤淋洗法。與土壤淋洗法相比，改土法、電動修復法、熱處理法和玻璃化技術(shù)或存在二次污染、或適用范圍小、或價格昂貴，皆有較為明顯等不足。

土壤淋洗是運用物理或化學手段將污染土壤中的有機和無機污染物進行分離、隔離、濃縮或進行無害化處理的過程。其中淋洗藥劑是淋洗的關(guān)鍵部分，近年來被報道過的淋洗劑分為無機淋洗劑（水，無機鹽，無機酸等）、有機淋洗劑（檸檬酸、草酸、蘋果酸等）、螯合劑（EDTA、DTPA等）以及表面活性劑（鼠李糖脂、皂角苷等）等。水洗耗費大，資源浪費；無機酸會導致土壤的理化性質(zhì)改變，使土壤呈現(xiàn)酸性；有機酸雖然對環(huán)境沒有太大危害，但是只是針對輕度污染土壤有作用，對于高濃度污染土壤，會帶來淋洗藥劑耗量大、處理費用高等問題；表面活性劑產(chǎn)量比較低，生產(chǎn)成本高。

基于上述淋洗劑的種種問題，提出使用EDTA作為淋洗劑來淋洗污染土壤。EDTA能與大部分金屬離子結(jié)合形成穩(wěn)定的螯合物，對土壤中的Cu，Zn，Pb，Cd都有較高的去除效率，被廣泛運用到重金屬污染土壤的修復中，但EDTA淋洗土壤的主要問題之一是螯合劑和重金屬絡合物很難從提取液中分離出來。EDTA是一種有毒的藥劑，而且它的絡合物是很難化學和生物降解，因此必須在提取之前將其去除，然后在被安全的排出。

土壤淋洗技術(shù)是一項應用性強、可徹底去除污染物、處理過程可控且速度快的土壤修復治理技術(shù)，常用于污染場地的修復治理，已在國外污染場地修復中得到了廣泛的應用，并取得了良好的修復效果。其中淋洗劑的選擇是修復技術(shù)的關(guān)鍵。已經(jīng)報道的重金屬淋洗劑主要是表面活性劑和酸類淋洗劑。表面活性劑分人工合成的絡合劑(EDTA等)、生物表面活性劑（包括鼠李糖脂、槐糖脂、沙梵婷和皂角苷等）。EDTA因其能與大部分金屬離子結(jié)合成穩(wěn)定的螯合物，對土壤中的Cu，Zn，Pb，Hg，Cd和Cr等都有較高的去除效率，從而被廣泛運用到重金屬污染土壤的修復中，但EDTA存在價格昂貴、生物降解性較差、回收困難等問題。近年來，人們開始將生物表面活性劑代替EDTA用于土壤淋洗，但生物表面活性劑產(chǎn)量較低，生產(chǎn)成本較高。因此，目前生物表面活性劑工業(yè)規(guī)模的應用并不具有優(yōu)勢。酸類淋洗劑主要包括無機酸溶液(HC1和HNO3等)、天然有機酸溶液(檸檬酸、蘋果酸、草酸、丙二酸、胡敏酸及富里酸等)。無機酸能最大化的去除土壤中的重金屬，并且價格低廉，但淋洗后容易導致土壤的理化性質(zhì)發(fā)生改變，使土壤呈現(xiàn)酸，它較適合于工業(yè)廢棄地重度污染的土壤。天然有機酸對重金屬有較好的清除能力，酸性溫和，生物降解性好，對環(huán)境沒有污染，是非常有應用前景的環(huán)境友好型淋洗劑。目前采用有機酸進行單一類型金屬污染土壤修復的研究已取得了一定的結(jié)果，而利用有機酸與添加劑組合復配以修復多金屬污染土壤的研究及淋洗廢液的處理還鮮見報道。同時，淋洗劑有效成分損失較大、回收時間長、回收濃縮的污染物難以徹底消除，易導致污染物再次進入環(huán)境系統(tǒng)，造成二次污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是提供一種能夠?qū)α芟磸U液進行氧化法修復重金屬污染土壤，并循環(huán)利用的設備及方法。