[發明專利]一種腐殖化產物用于礦山重金屬沖淋污染控制的方法

有效

• 申請號: 202110853644.5
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113578954B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 董濱;李昕;沈丹妮;徐祖信
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發明公開了一種腐殖化產物用于礦山重金屬沖淋污染控制的方法，包括以下步驟：(1)將污泥與極端嗜熱菌種進行混合發酵，催生極性腐殖化基團，將完成發酵的物料再與腐殖質前體物的原生物質混合發酵，誘導腐殖質大量產生，直至腐殖質含量達到標準要求；(2)將達標的污泥腐殖化產物與重金屬污染的礦山土進行混合養護，對污染的礦山進行修復。本發明通過利用腐殖化產物對礦山表層污染的重金屬進行吸收富集，對銅、鎘、鉻、鉛、鎳、砷和鋅可增加20?85％的絡合，具有顯著的重金屬吸收富集效果，腐殖化產物富集重金屬后，誘導重金屬在礦山原生礦物上遷移并礦化產生次生礦物，使游離的重金屬在原生礦物上固定，從而有效地解決礦山重金屬的沖淋污染。

技術領域

本發明屬于有機固體廢棄物處理與資源化技術領域，具體涉及到一種腐殖化產物用于礦山重金屬沖淋污染控制的方法。

背景技術

礦山中重金屬資源豐富，種類繁多，具有分布范圍廣、儲量大的特點。礦山開采給人類帶來了豐富的資源和利益，但大規模地開采活動也對環境造成了嚴重的破壞。開采過后的裸露礦山、廢石堆場、塌陷區等含有高濃度重金屬的工礦區，經過長期的自然氧化和雨水沖刷、固體礦山廢物的風化，使得礦山中的重金屬會以各種化學形態進入環境或生態系統，又加上重金屬不具有生物可降解性，從而會在環境或生態系統中遷移并逐漸富集。不穩定化學形態的重金屬大量富集，會影響礦山土中微生物或動植物的新陳代謝過程，影響其生長發育，還會通過礦山土、動植物進入人體，對人類的健康造成極大地危害。因此如何有效地修復重金屬污染的礦區，是當前生態環境治理中亟待解決的問題。

目前，對于礦山修復主要通過兩種途徑，一種是施用改良劑，改變重金屬的存在狀態，使其鈍化并減少其生物毒性；二是利用植物吸收重金屬，再將植物進行處理后收集重金屬。但是一般的土壤改良劑對于重金屬的鈍化效果有限，只能起到臨時的抑制作用，時間過長也會出現生物累積性。而植物修復的過程較為復雜，在對重金屬提取過程中需要將重金屬變為可溶、游離態后再淋洗收集，該過程還會造成二次污染。由此可看出，對于礦山修復最佳的方法，應是誘導重金屬向礦化狀態(殘渣態)遷移，使重金屬鈍化效果達到最佳狀態。

因此，開發一種成本低、效果好、不破壞土壤結構并易于實施的誘導改良劑，實現礦山中不穩定重金屬重新礦化固定變得十分必要。

專利CN 106905980 B公開了一種重金屬污泥土壤修復劑、制備方法及其在污泥消納中的應用，所采用的技術方案是：對城市污泥前期處理，用嗜熱細菌對有機物分解，接入重金屬處理微生物，使用污泥修復劑后，土壤的各種污染物的比例有效去除率達到95％以上，符合國家標準。同時硫酸質可以原位修復重金屬土地，還是很好的有機肥，有益于農業生產減少化學試劑的使用和化肥的使用，從源頭杜絕了污染源和二次污染。

然而，該專利主要專注于對于污泥微生物的馴化方法和土壤的污泥改性，但土壤與礦山土的組成與相關指標含量不同，該專利對污泥定向腐殖化發酵沒有需求，而本發明是首次提出腐殖化產物用于礦山土的方法，著重于催生極性腐殖化基團，添加極性腐殖核心物質誘導發酵后腐殖化程度倍增，并首次提出腐殖化極性官能團含量判定量化標準，進而增強礦山土修復效果。

發明內容

本發明的目的就是針對礦山沖淋污染修復迫切需求，提供一種腐殖化產物用于礦山重金屬沖淋污染控制的方法，該方法可行性高，操作簡便，可控度高、靈活度高，實現環保與經濟效益的雙贏。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種腐殖化產物用于礦山重金屬沖淋污染控制的方法，包括以下步驟：

(1)污泥定向腐殖化發酵：將污泥與極端嗜熱菌種進行首次混合發酵，催生極性腐殖化基團，將完成發酵的物料與腐殖質前體物的原生物質進行二次混合發酵，誘導腐殖質大量產生，完成改性腐殖化產物制備。通過污泥總腐殖質含量(用腐殖碳含量表征)和可溶性腐殖質含量雙測定達標后，即可進行礦山重金屬沖淋污染修復；所述極端嗜熱菌種極端嗜熱菌為Thermus sp.、Geobacillus sp.、Calditerricola sp.中的一種或幾種；