一種重污染場地Hg原位及異位耦合解毒方法
【專利摘要】本發(fā)明采用一種重污染場地Hg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Hg土壤中，隨后采用特殊的施工及養(yǎng)護(hù)方式，使還原生態(tài)菌劑逐漸滲入地下，將深層受污染土壤Hg還原。該法可以低成本且高效的對污染深度較高的含Hg場地進(jìn)行修復(fù)，同時以廢治廢，將污泥進(jìn)行了處理。
【專利說明】
一種重污染場地Hg原位及異位耦合解毒方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供一種新型處理Hg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Hg土壤中，隨后采用特殊的養(yǎng)護(hù)方式，可以高效的還原Hg，同時避免了硫酸鹽的二次污染，屬環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于礦山開采、冶金廢水任意排放，造成了大量土壤被Hg污染。目前處理含汞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(yīng)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(wěn)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(wěn)定，如加入的氧化鈣在自然條件下易發(fā)生碳酸化作用，使得堿性固化效果降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明采用一種重污染場地Hg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Hg土壤中，隨后采用特殊的施工及養(yǎng)護(hù)方式，使還原生態(tài)菌劑逐漸滲入地下，將深層受污染土壤Hg還原。該法可以低成本且高效的對污染深度較高的含Hg場地進(jìn)行修復(fù)，同時以廢治廢，將污泥進(jìn)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(jī)碳含量0.5-25%，硫酸鹽(以S04記)/有機(jī)碳的質(zhì)量比為(0-1):1，混合后的溶液反應(yīng)0-5天，獲得Hg 土壤修復(fù)藥劑；
(2)將含Hg場地表層1-1Om土壤開挖出來，隨后在開挖后的場地底部鋪設(shè)帶有網(wǎng)眼的土工膜，開挖場地四周鋪設(shè)防滲材料，建成半封閉堆場；
(3)將步驟(2)中的土壤破碎至1mm以下，平鋪在半封閉堆場上，隨后使用步驟(I)所述藥劑噴灑混合，混合比例為含Hg土壤與藥劑的質(zhì)量比為1: (0.1-0.8);
(4)堆存期間，在初期5-100天內(nèi)保持土壤含水率在5-60%范圍，使生化反應(yīng)得以進(jìn)行，在場地內(nèi)大量繁殖硫酸鹽還原菌；同時每隔1-200天向場地噴灌步驟(I)所述的土壤修復(fù)藥劑或者碳源溶液，數(shù)次噴灑藥劑或者碳源溶液中的累積有機(jī)碳與整個場地含Hg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(jìn)行補(bǔ)充，使藥劑能夠不斷的向下層滲流。
[0004]該法通過特殊的生態(tài)藥劑添加及特殊的場地養(yǎng)護(hù)，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Hg，同時充分利用硫酸鹽，將其轉(zhuǎn)化為硫化物，有效還原Hg同時，將Hg轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的硫化Hg沉淀。
[0005]相比傳統(tǒng)的含Hg土壤處理方法，本方法有如下優(yōu)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Hg的同時；
2.所培養(yǎng)的硫酸鹽還原菌群本身為土著菌群，自然耐受力強(qiáng)，容易在場地大規(guī)模繁衍，可以持久有效固定Hg，且不會造成生態(tài)問題；
3.還原后的Hg與硫酸鹽還原菌代謝產(chǎn)物硫化物形成硫化Hg沉淀，使得土壤中Hg更加穩(wěn)定，顯著優(yōu)于其它生化工藝；
4.該法使用污泥及有機(jī)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(fù)，避免了深層土壤的挖掘，大大降低了成本。
[0006]具體實(shí)施實(shí)例如下:
實(shí)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(jī)碳含量0.5-5%，硫酸鹽(以S04記)/有機(jī)碳的質(zhì)量比為0.7:1，混合后的溶液反應(yīng)2天，獲得Hg 土壤修復(fù)藥劑；
(2)將含Hg場地表層1m土壤開挖出來，隨后在開挖后的場地底部鋪設(shè)帶有網(wǎng)眼的土工膜，開挖場地四周鋪設(shè)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(I)所述藥劑混合，混合比例為含Hg土壤與藥劑的質(zhì)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(nèi)保持土壤含水率在5_60%范圍，使生化反應(yīng)得以進(jìn)行，在場地內(nèi)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(I)所述的土壤修復(fù)藥劑或者碳源溶液，后期相隔天數(shù)超過20天，數(shù)次噴灑藥劑或者碳源溶液中的累積有機(jī)碳與整個場地含Hg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(shí)施2年后，深層20米以上土壤Hg含量均低于2mg/kg，地下水含Hg量低于
0.lmg/L0
[0007]實(shí)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(jī)碳含量5-15%，硫酸鹽(以S04記)/有機(jī)碳的質(zhì)量比為0.5:1，混合后的溶液反應(yīng)I天，獲得Hg 土壤修復(fù)藥劑；
(2)將含Hg場地表層5m土壤開挖出來，隨后在開挖后的場地底部鋪設(shè)帶有網(wǎng)眼的土工膜，開挖場地四周鋪設(shè)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(I)所述藥劑混合，混合比例為含Hg土壤與藥劑的質(zhì)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(nèi)保持土壤含水率在5_60%范圍，使生化反應(yīng)得以進(jìn)行，在場地內(nèi)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(I)所述的土壤修復(fù)藥劑或者碳源溶液，后期相隔天數(shù)超過20天，數(shù)次噴灑藥劑或者碳源溶液中的累積有機(jī)碳與整個場地含Hg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(shí)施I年后，深層40米以上土壤Hg含量均低于2mg/kg，地下水含Hg量低于
0.lmg/L0
[0008]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重污染場地Hg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(jī)碳含量0.5-25%，硫酸鹽(以S04記)/有機(jī)碳的質(zhì)量比為(0-1):1，混合后的溶液反應(yīng)0-5天，獲得Hg 土壤修復(fù)藥劑； (2)將含Hg場地表層1-1Om土壤開挖出來，隨后在開挖后的場地底部鋪設(shè)帶有網(wǎng)眼的土工膜，開挖場地四周鋪設(shè)防滲材料，建成半封閉堆場； (3)將步驟(2)中的土壤破碎至1mm以下，平鋪在半封閉堆場上，隨后使用步驟(I)所述藥劑噴灑混合，混合比例為含Hg土壤與藥劑的質(zhì)量比為1:(0.1-0.8)，隨后進(jìn)入堆存期； (4)堆存期間，在初期5-100天內(nèi)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(I)所述的土壤修復(fù)藥劑或者碳源溶液，數(shù)次注入藥劑或者碳源溶液中的累積有機(jī)碳與整個場地含Hg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(jìn)行補(bǔ)充，使藥劑能夠不斷的向下層滲流。2.如權(quán)利要求1所述的一種重污染場地Hg原位及異位耦合解毒方法，其特征是，所述的污泥為污水處理厭氧工藝所產(chǎn)生的厭氧污泥，也可摻加部分兼氧污泥。3.如權(quán)利要求1所述的一種重污染場地Hg原位及異位耦合解毒方法，其特征是，所述的碳源溶液可以為含有酒精、糖類、蛋白質(zhì)、淀粉等有機(jī)物的溶液，也可以為含工業(yè)有機(jī)垃圾、餐廚垃圾等有機(jī)固體廢物的溶液，也可以為工業(yè)及市政有機(jī)廢水;所述的硫酸鈉可以用其它含硫酸鹽的物質(zhì)替代。4.如權(quán)利要求1所述的一種重污染場地Hg原位及異位耦合解毒方法，其特征是，所述的水噴淋中的水可以被有機(jī)溶液替代，有機(jī)溶液的有機(jī)碳含量為10-1000mg/L。5.如權(quán)利要求1所述的一種重污染場地Hg原位及異位耦合解毒方法，其特征是，步驟(2)所述鋪設(shè)帶有網(wǎng)眼的土工膜材質(zhì)可以是難生物降解材料，也可是生物降解材料；網(wǎng)眼土工膜中的小孔可以為圓形，也可是是多邊形、星型等其它形狀，當(dāng)量直徑在1-100_，孔與孔之間在0.01-10m。
【文檔編號】C09K17/40GK106001087SQ201610370391
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】張大磊, 李瑞棟, 王欣玉
【申請人】青島理工大學(xué)