一種重污染場地Pb原位及異位耦合解毒方法
【專利摘要】本發明采用一種重污染場地Pb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Pb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Pb還原。該法可以低成本且高效的對污染深度較高的含Pb場地進行修復，同時以廢治廢，將污泥進行了處理。
【專利說明】
一種重污染場地Pb原位及異位耦合解毒方法
技術領域
[0001]本發明提供一種新型處理Pb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Pb土壤中，隨后采用特殊的養護方式，可以高效的固定Pb，同時避免了硫酸鹽的二次污染，屬環境保護領域。
【背景技術】
[0002]由于礦山開采、冶金廢水任意排放，造成了大量土壤被Pb污染。目前處理含鉛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。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的不足，本發明采用一種重污染場地Pb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Pb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Pb還原。該法可以低成本且高效的對污染深度較高的含Pb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S04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Pb 土壤修復藥劑；
(2)將含Pb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Pb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(I)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Pb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。
[0004]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固定Pb，同時充分利用硫酸鹽，將其轉化為硫化物，有效固定Pb同時，將Pb轉化為更穩定的硫化Pb沉淀。
[0005]相比傳統的含Pb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Pb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Pb，且不會造成生態問題；
3.還原后的Pb與硫酸鹽還原菌代謝產物硫化物形成硫化Pb沉淀，使得土壤中Pb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。
[0006]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S04記)/有機碳的質量比為0.7:1，混合后的溶液反應2天，獲得Pb土壤修復藥劑；
(2)將含Pb場地表層1m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(I)所述藥劑混合，混合比例為含Pb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(I)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Pb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Pb含量均低于2mg/kg，地下水含Pb量低于0.lmg/L0
[0007]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S04記)/有機碳的質量比為0.5:1，混合后的溶液反應I天，獲得Pb 土壤修復藥劑；
(2)將含Pb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(I)所述藥劑混合，混合比例為含Pb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(I)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Pb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I年后，深層40米以上土壤Pb含量均低于2mg/kg，地下水含Pb量低于
0.lmg/L0
[0008]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，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發明所要求保護的技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種重污染場地Pb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S04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Pb 土壤修復藥劑； (2)將含Pb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Pb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(I)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Pb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。2.如權利要求1所述的一種重污染場地Pb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生的厭氧污泥，也可摻加部分兼氧污泥。3.如權利要求1所述的一種重污染場地Pb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、淀粉等有機物的溶液，也可以為含工業有機垃圾、餐廚垃圾等有機固體廢物的溶液，也可以為工業及市政有機廢水，所述的硫酸鈉可以被其它含硫酸鹽的物質替代。4.如權利要求1所述的一種重污染場地Pb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溶液替代，有機溶液的有機碳含量為10-1000mg/L。5.如權利要求1所述的一種重污染場地Pb原位及異位耦合解毒方法，其特征是，步驟(2)所述鋪設帶有網眼的土工膜材質可以是難生物降解材料，也可是生物降解材料；網眼土工膜中的小孔當量直徑在1-100mm，孔與孔之間在0.01_10m。
【文檔編號】B09C1/08GK105945052SQ201610370389
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】張大磊, 李瑞棟, 王欣玉
【申請人】青島理工大學