一種重污染場地Cd原位及異位耦合解毒方法技術

本發明專利技術采用一種重污染場地Cd原位及異位耦合解毒方法，將污泥、碳源及硫酸鹽配制成藥劑施用于含Cd土壤中，隨后采用特殊的施工及養護方式，使還原生態菌劑逐漸滲入地下，將深層受污染土壤Cd還原。該法可以低成本且高效的對污染深度較高的含Cd場地進行修復，同時以廢治廢，將污泥進行了處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術提供一種新型處理Cd污染土壤的方法，將污泥、碳源及硫酸鹽配制成藥劑施用于含Cd土壤中，隨后采用特殊的養護方式，可以高效的還原Cd，同時避免了硫酸鹽的二次污染，屬環境保護領域。
技術介紹
由于礦山開采、冶金廢水任意排放，造成了大量土壤被Cd污染。目前處理含鎘土壤的方法都有缺陷。高溫熔融法成本高，耗能大。生物法反應周期長，且容易造成外來生物菌劑的二次污染。固化法效果不穩定，且固化劑容易對土壤造成二次污染。專利號201510056406.6介紹了一種含重金屬土壤的固化方法，但該方法使用了大量的材料，成本較高，另一方面固化效果不穩定，如加入的氧化鈣在自然條件下易發生碳酸化作用，使得堿性固化效果降低。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術采用一種重污染場地Cd原位及異位耦合解毒方法，將污泥、碳源及硫酸鹽配制成藥劑施用于含Cd土壤中，隨后采用特殊的施工及養護方式，使還原生態菌劑逐漸滲入地下，將深層受污染土壤Cd還原。該法可以低成本且高效的對污染深度較高的含Cd場地進行修復，同時以廢治廢，將污泥進行了處理。其包含以下步驟：(1)將硫酸鈉、污泥或碳源溶液按照一定比例混合，使混合后溶液干污泥含量為0.1-20%，含固率0.5-25%,有機碳含量0.5-25%，硫酸鹽(以SO4記)/有機碳的質量比為(0-1): 1，混合后的溶液反應0-5天，獲得Cd土壤修復藥劑；(2)將含Cd場地表層1-10m土壤開挖出來，隨后在開挖后的場地底部鋪設帶有網眼的土工膜，開挖場地四周鋪設防滲材料，建成半封閉堆場；(3) 將步驟(2)中的土壤破碎至10mm以下，平鋪在半封閉堆場上，隨后使用步驟(1)所述藥劑噴灑混合，混合比例為含Cd土壤與藥劑的質量比為1:(0.1-0.8)；(4) 堆存期間，在初期5-100天內保持土壤含水率在5-60%范圍，使生化反應得以進行，在場地內大量繁殖硫酸鹽還原菌；同時每隔1-200天向場地噴灌步驟(1)所述的土壤修復藥劑或者碳源溶液，數次噴灑藥劑或者碳源溶液中的累積有機碳與整個場地含Cd總量之比要求不低于0.5:1；要求場地每年的平均降雨量在200mm以上，不足則采用表面噴灑水的方式進行補充，使藥劑能夠不斷的向下層滲流。該法通過特殊的生態藥劑添加及特殊的場地養護，促使場地大范圍的形成以硫酸鹽還原菌為主的菌群，該菌群首先能夠利用碳源有效還原Cd，同時充分利用硫酸鹽，將其轉化為硫化物，有效還原Cd同時，將Cd轉化為更穩定的硫化Cd沉淀。相比傳統的含Cd土壤處理方法，本方法有如下優勢：1．污泥菌劑中的硫酸鹽還原菌還原硫酸鹽，生成硫化物，可更加有效固定Cd的同時；2．所培養的硫酸鹽還原菌群本身為土著菌群，自然耐受力強，容易在場地大規模繁衍，可以持久有效固定Cd，且不會造成生態問題；3．還原后的Cd與硫酸鹽還原菌代謝產物硫化物形成硫化Cd沉淀，使得土壤中Cd更加穩定，顯著優于其它生化工藝；4．該法使用污泥及有機廢物作為主要原料，大大減少了成本；5．該法對深層土壤采用的是原位修復，避免了深層土壤的挖掘，大大降低了成本。具體實施實例如下：實施例1：(1)將硫酸鈉、污泥或碳源溶液按照一定比例混合，使混合后溶液干污泥含量為0.1-5%，含固率0.5-5%,有機碳含量0.5-5%，硫酸鹽(以SO4記)/有機碳的質量比為0.7: 1，混合后的溶液反應2天，獲得Cd土壤修復藥劑；(2)將含Cd場地表層10m土壤開挖出來，隨后在開挖后的場地底部鋪設帶有網眼的土工膜，開挖場地四周鋪設防滲材料，建成半封閉堆場；(3)將步驟(2)中的土壤破碎至5mm以下，隨后與步驟(1)所述藥劑混合，混合比例為含Cd土壤與藥劑的質量比為1:0.5，隨后放置于步驟(2)的半封閉堆場封閉堆存；(4) 堆存期間，在初期20天內保持土壤含水率在5-60%范圍，使生化反應得以進行，在場地內大量繁殖硫酸鹽還原菌；初始100天每隔2天向場地噴灌步驟(1)所述的土壤修復藥劑或者碳源溶液，后期相隔天數超過20天，數次噴灑藥劑或者碳源溶液中的累積有機碳與整個場地含Cd總量之比要求不低于0.5:1；通過自然降雨及人工噴灑，使場地每年的平均降水量在500mm。工程實施2年后，深層20米以上土壤Cd含量均低于2mg/kg，地下水含Cd量低于0.1mg/L。實施例2：(1)將硫酸鈉、污泥或碳源溶液按照一定比例混合，使混合后溶液干污泥含量為5-15%，含固率5-15%,有機碳含量5-15%，硫酸鹽(以SO4記)/有機碳的質量比為0.5: 1，混合后的溶液反應1天，獲得Cd土壤修復藥劑；(2)將含Cd場地表層5m土壤開挖出來，隨后在開挖后的場地底部鋪設帶有網眼的土工膜，開挖場地四周鋪設防滲材料，建成半封閉堆場；(3)將步驟(2)中的土壤破碎至5mm以下，隨后與步驟(1)所述藥劑混合，混合比例為含Cd土壤與藥劑的質量比為1:0.5，隨后放置于步驟(2)的半封閉堆場封閉堆存；(4) 堆存期間，在初期20天內保持土壤含水率在5-60%范圍，使生化反應得以進行，在場地內大量繁殖硫酸鹽還原菌；初始100天每隔2天向場地噴灌步驟(1)所述的土壤修復藥劑或者碳源溶液，后期相隔天數超過20天，數次噴灑藥劑或者碳源溶液中的累積有機碳與整個場地含Cd總量之比要求不低于0.5:1；通過自然降雨及人工噴灑，使場地每年的平均降水量在500mm。工程實施1年后，深層40米以上土壤Cd含量均低于2mg/kg，地下水含Cd量低于0.1mg/L。以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實施例對本專利技術進行了詳細的說明，對于本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本專利技術所要求保護的技術方案的精神和范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種重污染場地Cd原位及異位耦合解毒方法，其特征是，包含以下步驟：(1)將硫酸鈉、污泥或碳源溶液按照一定比例混合，使混合后溶液干污泥含量為0.1?20%，含固率0.5?25%,有機碳含量0.5?25%，硫酸鹽(以SO4記)/有機碳的質量比為(0?1):?1，混合后的溶液反應0?5天，獲得Cd土壤修復藥劑；(2)將含Cd場地表層1?10m土壤開挖出來，隨后在開挖后的場地底部鋪設帶有網眼的土工膜，開挖場地四周鋪設防滲材料，建成半封閉堆場；(3)將步驟(2)中的土壤破碎至10mm以下，平鋪在半封閉堆場上，隨后使用步驟(1)所述藥劑噴灑混合，混合比例為含Cd土壤與藥劑的質量比為1:(0.1?0.8)，隨后進入堆存期；(4)堆存期間，在初期5?100天內保持土壤含水率在5?60%范圍，同時每隔1?200天向場地注入步驟(1)所述的土壤修復藥劑或者碳源溶液，數次注入藥劑或者碳源溶液中的累積有機碳與整個場地含Cd總量之比要求不低于0.5:1；要求場地每年的平均降雨量在200mm以上，不足則采用表面噴灑水的方式進行補充，使藥劑能夠不斷的向下層滲流。

【技術特征摘要】
1.一種重污染場地Cd原位及異位耦合解毒方法，其特征是，包含以下步驟：(1)將硫酸鈉、污泥或碳源溶液按照一定比例混合，使混合后溶液干污泥含量為0.1-20%，含固率0.5-25%,有機碳含量0.5-25%，硫酸鹽(以SO4記)/有機碳的質量比為(0-1): 1，混合后的溶液反應0-5天，獲得Cd土壤修復藥劑；(2)將含Cd場地表層1-10m土壤開挖出來，隨后在開挖后的場地底部鋪設帶有網眼的土工膜，開挖場地四周鋪設防滲材料，建成半封閉堆場；(3)將步驟(2)中的土壤破碎至10mm以下，平鋪在半封閉堆場上，隨后使用步驟(1)所述藥劑噴灑混合，混合比例為含Cd土壤與藥劑的質量比為1:(0.1-0.8)，隨后進入堆存期；(4)堆存期間，在初期5-100天內保持土壤含水率在5-60%范圍，同時每隔1-200天向場地注入步驟(1)所述的土壤修復藥劑或者碳源溶液，數次注入藥劑或者碳源溶液中的累積有機碳與整個場地含Cd總量之比要求不低于0.5:1；要求場地每年的平均降雨量在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張大磊，李瑞棟，王欣玉，
申請(專利權)人：青島理工大學，
類型：發明
國別省市：山東;37