[發明專利]一種鉻污染土壤的修復方法

在審

• 申請號: 201610121068.4
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105750317A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 侯緒華
• 申請（專利權）人: 侯緒華
• 主分類號: B09C1/02
• 分類號: B09C1/02;B09C1/08;B09C1/00
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

技術領域

本發明涉及一種鉻污染土壤修復方法，尤其涉及模塊化鉻污染土壤的修復方法。

背景技術

近年來，金屬鉻和鉻鹽在電鍍、鑄造、化工、冶金、皮革制造及航空航天等行業中作為工業原料被廣泛應用，其需求量也是與日俱增，其在工業生產過程中產生的鉻渣對環境造成嚴重污染，鉻渣主要是指鉻化合物生產應用中產生的含Cr(Ⅵ)的廢渣，既包括鉻化合物工業生產過程中將鉻鐵礦與純堿(或苛性鈉)按一定比例混合后進行高溫焙燒(或液相氧化)反應，并將鉻酸鹽浸取分離后得到的含Cr(Ⅵ)的殘渣，又包括在鋼鐵、有色、化工、電鍍、鞣革等工業應用過程中，因采用含鉻原料進行加工處理而產生的含Cr(Ⅵ)的廢渣。鉻渣中含有的Cr(Ⅵ)屬于劇毒物質，具有高致癌性，含鉻廢物被我國列入《國家危險廢物名錄》。鉻的形態常見有鉻(III)和鉻(Ⅵ)，鉻(III)常以難溶氫氧化物的形態存在，低毒或微毒，流動性小，鉻(Ⅵ)屬劇毒性物質，流動性強，比鉻(III)更容易遷移，如果長期露天堆放，鉻渣中的Cr(Ⅵ)經過雨露浸淋進入地表水或地下水，會嚴重污染水源和土壤，對環境會帶來災難性后果，不但會使人體致癌，還會影響動、植物生長，所以我們需要對鉻渣進行解毒處理。

然而，由于技術上的不達標或者堆放鉻渣企業對鉻渣或含鉻廢水的處理及排放違規，導致附近水源以及土壤受到嚴重的污染，給生態造成了嚴重的破壞。

研究如何對鉻污染土壤的修復成為有些環保企業的主攻方向，然而，現有技術中的修復技術和工藝均不太成熟。目前，鉻污染土壤修復的主要方法有以下幾種：

(1)化學清洗法：鉻污染土壤中的鉻主要存在于土壤顆粒表面吸附或溶解于土壤孔隙水中的六價鉻酸鹽，利用水槍壓頭推動清洗液將鉻從土壤中清洗出去，然后再對含鉻的清洗液進行處理?；瘜W清洗法操作簡單，成本較低，但同時清洗效率也很低，往往只適于砂壤等滲透系數大的土壤，且如果將某些絡合劑作為清洗劑則容易造成二次污染，還需要對清洗劑進行進一步處理。

(2)化學還原法：利用還原劑將六價鉻Cr(Ⅵ)還原成三價鉻Cr(III)，形成難溶的化合物，從而對鉻污染土壤進行修復。然而，當六價鉻Cr(Ⅵ)主要集中在土壤顆粒表面時，化學還原法快速而有效，但當六價鉻Cr(Ⅵ)存在于土壤顆粒內部水隙時，由于與還原劑接觸很差而還原效果不理想。也有一些提案，采取先氧化后還原的思路，最終將六價鉻Cr(Ⅵ)還原成三價鉻Cr(III)。不管是哪種提案，氧化劑和還原劑的反應殘留物對土壤均會造成二次污染且難處理。

(3)電勢修復法：在土壤中注水溶解鉻酸鹽并插入陰陽電極，施加直流電，在電勢差作用下，鉻酸鹽陰離子CrO₄^2-向陽極電極遷移聚集，將陽極聚集的鉻酸鹽離子溶液抽離地面進一步進行除六價鉻處理，重復該動作，直至土壤鉻污染得以修復。該方法不引入新的化學物質，但是其物力人力時間成本高，而且容易使土壤變得貧瘠，所以往往只適于小面積的污染土壤處理。

(4)生物修復法：通過植物和/或微生物來修復鉻污染土壤。植物修復是利用植物吸收鉻污染土壤中的鉻，將鉻轉移至植株中，然后通過收割植株將鉻帶離土壤進行處理。這種修復方法各方面都具有優勢，但劣勢也很明顯，那就是植物修復處理周期很長，而且只能處理淺表鉻污染。微生物修復是通過某些微生物新陳代謝，將鉻聚存在微生物體內，再通過對微生物進行除鉻處理，或者通過某些微生物的還原反應，將六價鉻還原成三價鉻或零價鉻，微生物修復法需要培養耐受性強，還原性強的微生物菌株，該法成本優勢明顯、無二次污染，但處理風險較大，而且效率較低。

(5)固化成型法：將鉻污染土壤挖掘放入球磨機中將六價鉻土壤還原成三價鉻，再利用水泥、硅土等粘合劑將還原成三價鉻的土壤固化定型，制成泡沫磚、水泥體等。該法需要挖掘土壤，需要大量的固化劑，物力人力成本高企，固化劑處理不當還可能造成二次污染。

以上對鉻污染土壤修復的方法各有利弊，本發明正是研究一種如何綜合利用上述各種方法而起到能降低成本又能長效化的鉻污染土壤的修復方法。

發明內容

鑒于上述技術問題，本發明提供一種處理效果好、成本低、二次污染可能性低、實用性強的長效化鉻污染土壤的修復方法。