一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及土壤修復(fù)領(lǐng)域，特別是一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，包括以下步驟：（1）將含有有機(jī)物的污染土中加入硫酸亞鐵混合均勻后，加入雙氧水混合均勻并養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間后，加入高錳酸鉀、還原鐵粉、水泥、膨潤(rùn)土、活性炭等混合均勻后得到固化隔離防滲體用土；（2）將得到的固化隔離防滲體用土加入適量水后回填至污染區(qū)域，并壓實(shí)養(yǎng)護(hù)5～7天，形成30～50cm的固化隔離防滲體。采用本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：（1）有機(jī)物治理工藝簡(jiǎn)單；（2）修復(fù)成本低，減輕環(huán)境負(fù)荷；（3）能快速、高效的降低污染土壤中的有機(jī)物的浸出濃度；（4）能夠有效阻止有機(jī)物的遷移。
【專利說(shuō)明】一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土壤修復(fù)領(lǐng)域，特別是一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)城市化的快速發(fā)展，城市建設(shè)用地的需求量越來(lái)越大，許多建設(shè)用地原來(lái)都是城市化工生產(chǎn)用地、倉(cāng)貯用地、生活垃圾堆積地或其它特殊用地，如危險(xiǎn)品生產(chǎn)、貯運(yùn)、處理處置等。因?yàn)檫@些地方都曾堆放或處理過(guò)有毒危險(xiǎn)物品，所以這些建設(shè)用地的土壤或多或少的受到一種，更多的時(shí)候是多種污染物的污染，有些污染物甚至是對(duì)人體特別有害的危險(xiǎn)物質(zhì)，例如我國(guó)的PCBs處置地點(diǎn)，由于管理不善安全防護(hù)措施不當(dāng)，某些地方已經(jīng)造成泄漏。由于這些問(wèn)題引發(fā)的環(huán)境污染事故和對(duì)人體健康傷害事件時(shí)有發(fā)生，已經(jīng)成為城市土地開(kāi)發(fā)中引發(fā)糾紛的主要原因。
[0003]固化隔離防滲體是將污染土壤與藥劑混合反應(yīng)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)、物理吸附、化學(xué)吸附、微形態(tài)封閉等多種作用防止污染物遷移，降低污染物的毒性、生物有效性和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提供一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體，利用化學(xué)修復(fù)和物理修復(fù)相結(jié)合的復(fù)合修復(fù)方法對(duì)污染土壤中的有機(jī)物進(jìn)行修復(fù)，以達(dá)到降低其對(duì)人類健康和生態(tài)造成風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)期目標(biāo)；同時(shí)，利用固化隔離防滲體防止有機(jī)物的遷移。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:
[0007](I)在含有有機(jī)物的污染土中加入硫酸亞鐵混合均勻后，硫酸亞鐵的用量為污染土中有機(jī)物總摩爾數(shù)的3?5倍；加入雙氧水混合均勻并養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，雙氧水用量為硫酸亞鐵摩爾數(shù)的2?3倍，加入高錳酸鉀、還原鐵粉、水泥、膨潤(rùn)土、活性炭等混合均勻后得到固化隔離防滲體用土，其中，高錳酸鉀用量為硫酸亞鐵摩爾數(shù)的0.5?1.5倍；還原鐵粉用量為硫酸亞鐵摩爾數(shù)的0.5?2倍；水泥、膨潤(rùn)土、活性炭用量分別為污染土質(zhì)量的0.05?
0.10 倍、0.01 ?0.08 倍、0.01 ?0.05 倍；
[0008](2)將得到的固化隔離防滲體用土加入適量水后回填至污染區(qū)域，并壓實(shí)養(yǎng)護(hù)5?7天,形成30?50cm的固化隔離防滲體。
[0009]進(jìn)一步的，所述雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.5%。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中的養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間為24?78h。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中的養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間為36h。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟(2)中的水為自來(lái)水，所述自來(lái)水的用量根據(jù)固化隔離防滲體用土的含水量為20?30%進(jìn)行調(diào)整。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟(2)中的水為自來(lái)水，所述自來(lái)水的用量根據(jù)固化隔離防滲體用土的含水量為25%進(jìn)行調(diào)整。[0014]進(jìn)一步的，所述有機(jī)污染物為氯代物。
[0015]本產(chǎn)品采用的芬頓(Fenton)試劑主要由硫酸亞鐵和雙氧水組成，它對(duì)有機(jī)污染物有較強(qiáng)的氧化降解作用。芬頓試劑中的雙氧水被亞鐵離子催化分解成羥基自由基，羥基自由基是一種活性氧，具有極強(qiáng)的氧化能力，正是它賦予了芬頓試劑的強(qiáng)氧化特性。其生成及氧化反應(yīng)機(jī)理如下:
[0016]Fe2++H202 — Fe3++0H>.0H
[0017]Fe2++.0H — Fe3++0H_
[0018]RH+.0H — R.+H2O
[0019]R.+Fe3+— R++Fe2+
[0020]R.+O2 — ROOh—?...— CO2+H2O
[0021]芬頓技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是:(1)反應(yīng)啟動(dòng)快，反應(yīng)條件溫和，在常溫常壓下就可以運(yùn)行；(2)設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗小，節(jié)約運(yùn)行成本；(3)芬頓試劑氧化能力強(qiáng)，反應(yīng)過(guò)程中可以將有機(jī)污染物無(wú)害化，產(chǎn)物為二氧化碳和水。
[0022]有機(jī)物污染土經(jīng)過(guò)芬頓試劑的氧化作用后，含有的有機(jī)污染物逐步降解為二氧化碳和水，減少并降低了有機(jī)物對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染。
[0023]本發(fā)明中采用的硫酸亞鐵為七水硫酸亞鐵，因?yàn)槠咚蛩醽嗚F來(lái)源廣，原料簡(jiǎn)單易得，成本低。
[0024]本產(chǎn)品中采用的零價(jià)鐵具有極強(qiáng)的還原性，可將難以生物降解的或不可生物降解的有機(jī)氯化物還原為可生物降解或易于生物降解的簡(jiǎn)單有機(jī)物。其工作原理如下:
[0025]Fe°+H20+RCl — RH+Fe2++0H_+Cl_
[0026]Fe°+2H20+2RC1 — 2R0H+Fe2++H2+2Cr
[0027]在還原脫氯的過(guò)程中，產(chǎn)生的自由氯離子等對(duì)單質(zhì)鐵表面的鈍化膜具有穿透破壞作用。這就使得鐵屑不會(huì)因表面形成鈍化膜而終止反應(yīng)，進(jìn)而增加鐵屑的利用率，保證其對(duì)有機(jī)污染物的去除效果的長(zhǎng)期性。
[0028]而活性炭本身是一種很強(qiáng)的有機(jī)物吸附劑，對(duì)大分子的芳香烴類有機(jī)物具有較高的吸附率；膨潤(rùn)土具有較強(qiáng)的吸濕性和膨脹性，有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換能力，對(duì)各種氣體、液體、有機(jī)物質(zhì)都有一定的吸附能力，最大吸附量可達(dá)5倍于自身的重量，活性炭和膨潤(rùn)土的存在不僅能通過(guò)吸附作用來(lái)有效防止揮發(fā)性有機(jī)污染物和半揮發(fā)性有機(jī)污染物通過(guò)刮花隔離防滲體，而且加入水泥后進(jìn)一步延長(zhǎng)了污染物和固化隔離防滲體內(nèi)含有的氧化劑與還原劑的接觸時(shí)間，進(jìn)而增加了他們被降解的幾率。
[0029]采用本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是:
[0030](I)有機(jī)物治理工藝簡(jiǎn)單，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，以硫酸亞鐵、雙氧水、高錳酸鉀、還原鐵粉、水泥、膨潤(rùn)土、活性炭等為原料，制備出用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體；
[0031](2)將此用于污染土壤中有機(jī)物的隔離防滲，修復(fù)成本低，減輕環(huán)境負(fù)荷；
[0032](3)能快速、高效的降低污染土壤中的有機(jī)物的浸出濃度；
[0033](4)能夠有效阻止污染土壤中有機(jī)物的遷移，防止其對(duì)人類及其他生物的危害。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0034]圖1為未處理前有機(jī)污染物的遷移示意圖。
[0035]圖2為使用有機(jī)固化隔離防滲體后污染物的遷移示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0037]使用方法:在污染區(qū)域內(nèi)，確定標(biāo)聞線后，在基礎(chǔ)底標(biāo)聞向下挖掘30~50cm,挖出的污染土用于制備固化隔離防滲體用土，將固化隔離防滲體用土添加適量水后回填至污染區(qū)域，并壓實(shí)養(yǎng)護(hù)5~7天(地基承載力特征值，即建筑地基所允許的基礎(chǔ)最大壓力為fak=290kPa,回填土壓實(shí)系數(shù)≥0.95)，形成30~50cm的有機(jī)固化隔離防滲體。其使用功效可以通過(guò)圖1和圖2表示。
[0038]實(shí)施例1
[0039]一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，包括以下步驟:
[0040](I)將含有氯代物總摩爾數(shù)為IOOmmol的污染土 1000g中加入七水硫酸亞鐵83.4g混合均勻后，加入27.5%的雙氧水74.2g混合均勻并養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后，雙氧水被亞鐵離子催化分解成羥基自由基，羥基自由基是一種活性氧，具有極強(qiáng)的氧化能力，有機(jī)物污染土經(jīng)過(guò)芬頓試劑的氧化作用后，含有的有機(jī)污染物逐步降解為二氧化碳和水，減少并降低了有機(jī)物對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染。加入高錳酸鉀23.7g、還原鐵粉8.4g、水泥50g、膨潤(rùn)土10g、活性炭IOg等混合均勻后得到固化隔離防滲體用土。
[0041]本發(fā)明中采用的零價(jià)鐵具有極強(qiáng)的還原性，可將難以生物降解的或不可生物降解的有機(jī)氯化物還原為可生物降解或易于生物降解的簡(jiǎn)單有機(jī)物。
[0042]本發(fā)明中活性炭和膨潤(rùn)土的存在不僅能通過(guò)吸附作用來(lái)有效防止揮發(fā)性有機(jī)污染物和半揮發(fā)性有機(jī)污染物通過(guò)刮花隔離防滲體，而且延長(zhǎng)了污染物和固化隔離防滲體內(nèi)含有的氧化劑與還原劑的接觸時(shí)間，進(jìn)而增加了他們被降解的幾率。
[0043](2)將得到的固化隔離防滲體用土加入適量自來(lái)水保持固化隔離防滲體用土含水率20%后將固化隔離防滲體用土回填至污染區(qū)域，并壓實(shí)養(yǎng)護(hù)6天，形成30cm的固化隔離防滲體。
[0044]實(shí)施例2
[0045]一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，包括以下步驟:
[0046](I)將含有氯代物IOOmmol的污染土 1000g中加入還原鐵粉20g、七水硫酸亞鐵100g混合均勻后，加入27.5%的雙氧水111.3g混合均勻并養(yǎng)護(hù)36小時(shí)后，加入高錳酸鉀56.9g、水泥75g、膨潤(rùn)土 45g、活性炭30g等混合均勻后得到固化隔離防滲體用土 ；
[0047](2)將得到的固化隔離防滲體用土加入適量自來(lái)水保持固化隔離防滲體用土含水率25%后將固化隔離防滲體用土回填至污染區(qū)域，并壓實(shí)養(yǎng)護(hù)5天，形成40cm的固化隔離防滲體。
[0048]實(shí)施例3
[0049]一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，包括以下步驟:
[0050](I)將含有氯代物IOOmmol的污染土 1000g中加入還原鐵粉56g、七水硫酸亞鐵139g混合均勻后，加入27.5%的雙氧水185.5g混合均勻并養(yǎng)護(hù)78小時(shí)后，加入高錳酸鉀118.5g、水泥100g、膨潤(rùn)土 80g、活性炭50g等混合均勻后得到固化隔離防滲體用土 ；[0051](2)將得到的固化隔離防滲體用土加入適量自來(lái)水保持固化隔離防滲體用土含水率30%后將固化隔離防滲體用土回填至污染區(qū)域，并壓實(shí)養(yǎng)護(hù)7天，形成50cm的固化隔離防滲體。
[0052]通過(guò)實(shí)際工程運(yùn)用可知，該有機(jī)固化隔離防滲體能夠有效防止其下方污染土中各種有機(jī)物污染物的向上遷移，從而防止其對(duì)人類及其他生物造成危害。
[0053]該固化隔離防滲體用污染土壤中有機(jī)物的遷移，對(duì)有機(jī)污染物具有良好的隔離防滲效果，尤其是對(duì)含氯有機(jī)物效果最佳。固化隔離防滲體的浸出毒性低于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)中各污染物限值的50% ;通過(guò)測(cè)定固化隔離防滲體區(qū)域上方所取大氣樣品，有機(jī)污染物濃度低于限值標(biāo)準(zhǔn)(五氯酚、二氯乙烷、六六六、二氯苯、三氯苯、二氯丙烷、三氯丙烷、六氯苯標(biāo)準(zhǔn)限值分別為0.005mg/m\3.0mg/m3、0.008mg/m3、
0.lmg/m3、0.07mg/m3、0.07mg/m3、0.03mg/m3、0.03mg/m3)。
[0054]盡管上述實(shí)施例已對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但是本發(fā)明的技術(shù)方案并不限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的思想和宗旨的情況下，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的任何改動(dòng)都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟: (1)在含有有機(jī)物的污染土中加入硫酸亞鐵混合均勻后，硫酸亞鐵的用量為污染土中有機(jī)物總摩爾數(shù)的3?5倍；加入雙氧水混合均勻并養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，雙氧水用量為硫酸亞鐵摩爾數(shù)的2?3倍，加入高錳酸鉀、還原鐵粉、水泥、膨潤(rùn)土、活性炭等混合均勻后得到固化隔離防滲體用土，其中，高錳酸鉀用量為硫酸亞鐵摩爾數(shù)的0.5?1.5倍；還原鐵粉用量為硫酸亞鐵摩爾數(shù)的0.5?2倍；水泥、膨潤(rùn)土、活性炭用量分別為污染土質(zhì)量的0.05?0.10倍、0.01 ?0.08 倍、0.01 ?0.05 倍； (2)將得到的固化隔離防滲體用土加入適量水后回填至污染區(qū)域，并壓實(shí)養(yǎng)護(hù)5?7天,形成30?50cm的固化隔離防滲體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，其特征在于:所述雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中的養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間為24?78h。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中的養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間為36h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的水為自來(lái)水，所述自來(lái)水的用量根據(jù)固化隔離防滲體用土的含水量為20?30%進(jìn)行調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的水為自來(lái)水，所述自來(lái)水的用量根據(jù)固化隔離防滲體用土的含水量為25%進(jìn)行調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的一種用于有機(jī)污染物的固化隔離防滲體的制備方法，其特征在于:所述有機(jī)污染物為氯代物。
【文檔編號(hào)】B09C1/08GK103537481SQ201310524123
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】李海建, 胡波, 馮雙劍, 李玲 申請(qǐng)人:江蘇上田環(huán)境修復(fù)有限公司