本發(fā)明屬于重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種基于滲透吸附墻修復(fù)重金屬污染土壤的方法。
背景技術(shù):
土壤重金屬污染由于其具有停留時(shí)間長、污染隱蔽性強(qiáng)、不能被微生物降解、并能通過食物鏈在生物體內(nèi)聚集,最終在人體內(nèi)聚集危害人類健康等特點(diǎn),因此,土壤重金屬污染日益受到人們的關(guān)注。如何有效地控制、治理和修復(fù)土壤重金屬污染現(xiàn)已成為我國當(dāng)前土壤生態(tài)保護(hù)工作的首要任務(wù)。
目前,土壤重金屬污染治理方法主要分為工程修復(fù)和生物修復(fù)。工程修復(fù)重金屬污染土壤,通常分為原位修復(fù)與異位修復(fù),原位修復(fù)與異位修復(fù)相比,工程量稍小,但不宜采用化學(xué)淋洗的方法,因?yàn)榛瘜W(xué)淋洗液通常夾帶可遷移的重金屬,滲入地下水。而穩(wěn)定/固化方法,并未將重金屬從土壤中移除,存在二次釋放的風(fēng)險(xiǎn)。而異位修復(fù)方法,可以采用化學(xué)淋洗的方法,將土壤中的重金屬徹底移除,但目前仍存在淋洗效率偏低的問題。因此,如何提高化學(xué)淋洗的效率,是提高異位淋洗工程修復(fù)效率的關(guān)鍵。生物修復(fù)措施實(shí)施較簡便、投資較少、對(duì)環(huán)境擾動(dòng)少,但治理效率低,治理周期長,難以達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)的修復(fù)目標(biāo)。如果使用特定微生物修復(fù)重金屬污染土壤,還存在微生物抗性差、難以很快適應(yīng)的缺點(diǎn),在土壤環(huán)境中的移動(dòng)性能也較差,易受污染物毒性效應(yīng)的抑制,工程適用性不強(qiáng)。
近年來,物理技術(shù)現(xiàn)已逐漸運(yùn)用到重金屬修復(fù)中,具體而言,將沸石、黏土等吸附材料應(yīng)用于土壤重金屬的修復(fù)。例如,公開號(hào)為CN104774618A的中國專利將凹凸棒土作為土壤重金屬的修復(fù)劑,能夠有效降低土壤中可溶態(tài)重金屬的比例,達(dá)到鈍化土壤重金屬的效果。公開號(hào)為CN104560046A的中國專利將天然粘土礦物材料30%~60%、工業(yè)無害廢棄物30%~60%、分子篩10%~20%制備成土壤鈍化劑應(yīng)用于土壤中重金屬的修復(fù),使用天然礦物材料、類礦物材料組成,成本低廉,不會(huì)產(chǎn)生二次污染,引入粉煤灰等工業(yè)廢棄物,既解決了廢物的存放、處置等問題,同時(shí)對(duì)污染土壤特別是重金屬污染土壤具有良好的鈍化效果和較好的長期穩(wěn)定性。以上物理處理技術(shù),均是將吸附材料與重金屬污染土壤經(jīng)過動(dòng)力混合,在治理一定時(shí)間之后,重金屬存在二次釋放的風(fēng)險(xiǎn)。
可滲透反應(yīng)墻很好地解決了鈍化劑回收的問題??蓾B透反應(yīng)墻是一種原位處理技術(shù),在淺層土壤與地下水,構(gòu)筑一個(gè)具有滲透性、含有反應(yīng)材料的墻體,污染水體經(jīng)過墻體時(shí),其中的污染物與墻體內(nèi)的反應(yīng)材料發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)而被凈化除去。公開號(hào)為CN 202538510 U的中國專利將滲透隔離墻應(yīng)用于水處理系統(tǒng),可將該隔離墻直接安裝在河流內(nèi),將渾水過濾成清水,該技術(shù)只是將河流或湖泊中的水進(jìn)行過濾清理,從而獲得清水,但對(duì)水中的重金屬、有機(jī)質(zhì)等的處理尚未展開。公開號(hào)為CN 101920188 A的中國專利公開了一種低價(jià)位錳礦進(jìn)行改性方法并應(yīng)用于滲透反應(yīng)墻去除地下水中的砷,其是以價(jià)廉易得的含鐵錳礦為主要原料,通過對(duì)材料進(jìn)行改性造粒后,作為滲透反應(yīng)墻的材料,能夠快速、高效地去除地下水中的砷。
正是由于滲透性反應(yīng)墻的合理組合,解決了目前土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域存在的問題,具有廣闊的應(yīng)用前景。但是,上述反應(yīng)墻中并未涉及促進(jìn)污染土壤中的重金屬淋洗,提高對(duì)可遷移重金屬的清除效率等問題,對(duì)于土壤的修復(fù)更多地依賴于重金屬的自然遷移過程,工程化治理效率偏低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于滲透吸附墻修復(fù)重金屬污染土壤的方法,旨在利用粉煤灰、沸石、黏土等吸附材料構(gòu)筑滲透吸附墻,通過強(qiáng)化化學(xué)淋洗過程,促進(jìn)土壤中可遷移重金屬的釋放,利用滲透吸附墻對(duì)其高效吸收,在吸附飽和之后再反向洗脫,對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行回收再利用,從而達(dá)到工程化高效治理的目標(biāo)。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種基于滲透吸附墻修復(fù)重金屬污染土壤的方法,該方法具體包括以下步驟:
(1)滲透吸附墻的構(gòu)筑:將不同種類的吸附材料,添加粘結(jié)劑,通過成型工藝制備成吸附磚,將吸附磚堆砌成可移動(dòng)拆卸的滲透吸附墻,將滲透吸附墻自由組裝成不同隔間的長方體,上不封頂,底部設(shè)置耐酸堿防滲水層;
(2)土壤的淋洗:將重金屬污染的土壤堆放在由滲透吸附墻圍設(shè)而成的長方體區(qū)域內(nèi),利用酸性淋洗液對(duì)土壤進(jìn)行淋洗,經(jīng)過滲透吸附墻的淋洗液,利用循環(huán)泵返回噴灑在土壤表面,保證土壤充分淋洗;
(3)重金屬的富集:含有重金屬的淋洗液在透過滲透吸附墻的過程中,滲透吸附墻對(duì)淋洗液中的重金屬進(jìn)行吸附、富集,而滲透通過滲透吸附墻的淋洗液繼續(xù)循環(huán)使用;
(4)滲透吸附墻的再生:滲透吸附墻吸附重金屬飽和之后,將原滲透吸附墻移出,用再生洗滌液對(duì)滲透吸附墻進(jìn)行反向沖洗,對(duì)墻體進(jìn)行再生處理;
(5)重金屬的回收:將反向沖洗的再生溶液進(jìn)行回收,得到具有穩(wěn)定態(tài)的重金屬鹽及重金屬螯合物。
步驟(1)所述的吸附材料包括分子篩、粉煤灰、膨潤土、凹凸棒土、硅藻土、高嶺土、活性炭或生石灰中的一種或多種,所述的分子篩包括FAU型分子篩、LTA型分子篩、MFI型分子篩或GME型分子篩中的一種或多種。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述的分子篩包括KNaX、NaX、CaX、NaY、HY、NaA、KA、CaA、ZSM分子篩系列、Silicalite-1分子篩中的一種或多種。
所述的吸附材料包括以下組分及重量份含量:分子篩5~60份、粉煤灰0~40份、膨潤土0~50份、凹凸棒土0~55份、硅藻土0~35份、高嶺土0~40份、活性炭0~60份及生石灰0~30份。
吸附磚的制備方法為:按重量份將吸附材料各組分混合均勻,加入吸附材料總質(zhì)量1%~20%的粘結(jié)劑,通過擠壓或滾球成型工藝,將吸附材料制備成規(guī)格為20cm×10cm×3cm大小的吸附磚。
所述的粘結(jié)劑包括硝酸、鹽酸、硫酸、硫酸鈉、碳酸鈉、硅溶膠、鋁溶膠、硝酸鋁或氯化鋁中的一種或幾種。
步驟(1)所述的長方體的容積為0.5~5m3,長方體的四個(gè)側(cè)面都是由兩堵滲透吸附墻組合而成,并且每個(gè)側(cè)面的兩堵滲透吸附墻之間均留有縫隙。
步驟(1)所述的耐酸堿防滲水層的材質(zhì)包括泡沫塑料、橡膠、PVC、PP或PE中的一種或多種。
步驟(2)所述的重金屬污染的土壤的鋪設(shè)高度為0.2~2m,并且重金屬污染的土壤與滲透吸附墻之間留有10~50cm空隙。
步驟(2)所述的酸性淋洗液包括鹽酸、硝酸、硫酸或醋酸中的一種或多種,并且所述的酸性淋洗液的pH為1~7,pH優(yōu)選為3~6。
步驟(4)所述的再生洗滌液包括四乙酸二氨基乙烷(英文簡稱ETDA)、檸檬酸鈉、醋酸銨、醋酸鈉、亞硝酸鈉或氨水中的一種或多種。
所述的滲透吸附墻對(duì)重金屬的處理能力為:吸附材料與重金屬的質(zhì)量比為10~2000,優(yōu)選50~1500,并且所述的滲透吸附墻再生10次之后,對(duì)重金屬的吸附容量下降程度不超過10%。
所述的重金屬包括銅、鋅、鉛、鉻、鎘、汞或砷中的一種或多種。
采用本發(fā)明方法修復(fù)之后的土壤中各種重金屬含量達(dá)到農(nóng)業(yè)用地標(biāo)準(zhǔn)要求。
本發(fā)明構(gòu)筑的滲透吸附墻,去除土壤中重金屬效果明顯,飽和吸附量大,吸附之后的材料易于再生,重金屬易于回收,無二次污染,土壤肥力保持良好,能較好地滿足農(nóng)業(yè)用地需求。
在實(shí)際應(yīng)用時(shí),通過擠壓/滾球成型工藝制成的吸附磚堆砌成可移動(dòng)拆卸、可自由靈活組裝的具有不同規(guī)格大小的滲透吸附墻,并將滲透吸附墻通過組裝、拼接等方式,構(gòu)筑0.5~5m3的長方體,且長方體四周均由兩堵滲透吸附墻組成,兩堵墻之間留有1~80cm的縫隙形成水渠,水渠內(nèi)水體可流動(dòng)。運(yùn)用循環(huán)泵將淋洗之后的滲透液返回土壤進(jìn)行再次淋洗,促進(jìn)淋洗效果。在內(nèi)側(cè)滲透吸附墻處理土壤中重金屬的同時(shí),外側(cè)滲透吸附墻可進(jìn)行再生,一方面提高了滲透吸附墻的處理能力,另一方面,可提高滲透吸附墻處理重金屬的效率。另外,內(nèi)側(cè)滲透吸附墻在處理土壤中重金屬的過程中,可對(duì)水渠內(nèi)的水體進(jìn)行采樣分析,時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重金屬的含量,以便吸附墻的更替。
在滲透吸附墻堆砌的底層放置耐酸堿防滲水材料,這些材料可通過工業(yè)、生活垃圾中回收的泡沫塑料、橡膠材料、PVC、PP、PE中的一種或多種材料組成,將其鋪設(shè)在底層,防止?jié)B透液泄露污染地下水。
土壤淋洗過程,具體而言,將含有銅、鋅、鉛、鉻、鎘、汞、砷、鎳一種或多種重金屬的土壤,平整地鋪在0.5~5m3的長方體內(nèi),鋪設(shè)高度根據(jù)長方體的大小為0.2~2m。土壤與滲透吸附墻之間留有10~50cm空隙。將pH為1~7的鹽酸、硝酸、磷酸、醋酸、硫酸中一種或多種酸性液體,均勻、連續(xù)地噴灑在土壤上。
重金屬富集過程,土壤浸出液透過滲透吸附墻,滲透吸附墻對(duì)浸出液中的重金屬進(jìn)行吸附,其中滲透吸附墻的處理能力為:吸附材料與重金屬的質(zhì)量比為10~2000,根據(jù)滲透吸附墻中分子篩用量比例的提高,滲透吸附墻的處理能力可逐步增強(qiáng),優(yōu)選50~1500,就可達(dá)到重金屬的處理效果。參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,利用原子吸收或ICP手段對(duì)溝渠內(nèi)的滲透吸附液進(jìn)行時(shí)時(shí)分析,從而達(dá)到處理重金屬污染土壤的目的。
滲透液透過吸附墻之后,運(yùn)用pH檢測(cè)計(jì)、pH試紙檢測(cè)滲透液中的pH,并將滲透液運(yùn)用循環(huán)泵打回土壤中,進(jìn)行再次淋洗,滲透液在打回土壤過程中可通過復(fù)配保持pH值,這有效增強(qiáng)了土壤的淋洗效果,同時(shí)節(jié)約了水資源。當(dāng)土壤處理完畢,排放的滲透液符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。
滲透吸附墻再生過程,參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,當(dāng)滲透吸附墻的透過液中檢測(cè)重金屬濃度為:Cr≥0.05ppm、Hg≥0.001ppm、As≥0.1ppm、Cu≥1.0ppm、Pb≥0.05ppm、Cd≥0.005ppm、Zn≥2.0ppm,可對(duì)內(nèi)側(cè)滲透吸附墻進(jìn)行再生。具體過程為:將外側(cè)滲透吸附墻內(nèi)推,內(nèi)側(cè)滲透吸附墻向上提拉,并安置在原外側(cè)滲透吸附墻的位置處。將5~20%的EDTA、檸檬酸鈉、醋酸銨、醋酸鈉、亞硝酸鈉、氨水溶液中的一種或多種,對(duì)滲透吸附墻進(jìn)行反向沖洗。利用微波消解對(duì)沖洗液進(jìn)行消解,利用原子吸收檢測(cè)重金屬濃度,直至沖洗液中重金屬濃度不再增加為止,即滲透吸附墻再生完畢。再生完之后的滲透吸附墻,可再次投入使用。
重金屬回收過程,再生洗滌液對(duì)滲透吸附墻進(jìn)行反向沖洗之后的洗滌液,利用絮凝劑對(duì)洗滌液中的重金屬螯合物、重金屬化合物進(jìn)行絮凝,之后進(jìn)行過濾干燥,可得到穩(wěn)定態(tài)的重金屬,經(jīng)進(jìn)一步處理可對(duì)重金屬進(jìn)行回收利用。
根據(jù)本發(fā)明利用滲透吸附墻對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行修復(fù)處理技術(shù),可使工業(yè)重度污染的土壤達(dá)到國家農(nóng)業(yè)用地的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具體,對(duì)重金屬修復(fù)之后的土壤,采用“S”型布點(diǎn)采樣,選取土壤不同深度,分別采樣取點(diǎn)編號(hào)。對(duì)采樣后的土壤進(jìn)行干燥,然后過80目篩,去0.1g樣品,用濃硝酸和氫氟酸消解。對(duì)消解之后的樣品進(jìn)行趕酸、稀釋定容,運(yùn)用原子吸收對(duì)樣品中的銅、鋅、鉛、鉻、鎘、汞、砷、鎳進(jìn)行檢測(cè),經(jīng)過核算,當(dāng)土壤中重金屬Cd≤0.30mg/kg、Hg≤0.30mg/kg、As≤30mg/kg、Cu≤50mg/kg、Pb≤250mg/kg、Cr≤150mg/kg、Zn≤200ppm時(shí),土壤修復(fù)完成。
本發(fā)明通過將滲透吸附墻與化學(xué)淋洗方法結(jié)合,發(fā)揮淋洗、吸附、富集重金屬的作用,可用于土壤異位修復(fù)工程技術(shù),既保護(hù)了地下水,又縮短了土壤修復(fù)治理周期。其中,長方體的四周由兩面滲透吸附墻組成,內(nèi)側(cè)吸附墻在對(duì)重金屬進(jìn)行處理的過程中,可同時(shí)對(duì)外側(cè)吸附墻進(jìn)行再生。本發(fā)明將物理方法與化學(xué)技術(shù)相結(jié)合,原料廉價(jià)易得,運(yùn)行成本低,以廢治廢,土壤治理工期短,節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯,具有廣闊的應(yīng)用前景。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
1)本發(fā)明滲透吸附墻使用粉煤灰、黏土等作為原料,成本低廉,以廢治廢;
2)將吸附材料加入粘結(jié)劑通過成型工藝制備成吸附磚,堆砌成可移動(dòng)、自由組裝的滲透吸附墻,提高了吸附材料的利用效率,在修復(fù)過程中,土壤與滲透吸附墻之間留有縫隙,滲透吸附墻之間留有空隙,并且將化學(xué)淋洗與物理吸附技術(shù)相結(jié)合,土壤中重金屬的修復(fù)速率快,能耗低;
3)利用再生洗滌液對(duì)吸附墻進(jìn)行再生,并對(duì)重金屬進(jìn)行回收利用,減少了二次污染,再生之后的吸附墻,可回收利用,避免了資料的浪費(fèi);
4)滲透吸附墻再生10次之后,吸附容量下降小,使用壽命長。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明試驗(yàn)使用的土壤取自上海某污染場(chǎng)地,測(cè)得重金屬總量Cd 122mg/kg、Cu 488mg/kg、Hg 150mg/kg。
實(shí)施例1
土壤消解過程
運(yùn)用“S”型布點(diǎn)采樣,選取淋洗前、淋洗后的土壤的上中下位置進(jìn)行采樣,將采集之后的樣品,在120℃條件下干燥。干燥之后,運(yùn)用研砵、振篩器,將土壤過80目。精確稱量0.100g的土壤,加入5mL濃硝酸、1mL氫氟酸,在700W、150℃下,微波消解30min。待冷卻至室溫時(shí),將消解管放入水浴中加熱,對(duì)消解液體進(jìn)行趕酸處理。之后小爺管內(nèi)液體稀釋至10mL,取0.1mL稀釋至10mL。反復(fù)取樣3次,待檢測(cè)處理。
實(shí)施例2
ICP/AES檢測(cè)重金屬
吸取1μg/mL的26種混合標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5mL,分別用1%的硝酸溶液稀釋至50mL,搖勻,放置30min測(cè)定,繪制銅、鋅、鉛、鉻、鎘、砷標(biāo)準(zhǔn)曲線,標(biāo)準(zhǔn)曲線中銅、鋅、鉛、鉻、鎘、砷的濃度分別為0、2.0、4.0、6.0、8.0、10μg/mL。
同樣方法,用汞標(biāo)準(zhǔn)溶液,可繪制汞的標(biāo)準(zhǔn)曲線,標(biāo)準(zhǔn)曲線含汞0、2.0、4.0、6.0、8.0、10μg/mL。
取消解處理之后的土壤樣品、滲透液、洗滌液,直接檢測(cè),可得到其中重金屬的含量。
實(shí)施例3
(1)滲透吸附墻的構(gòu)筑
滲透吸附墻吸附材料總量以200kg為計(jì),粘結(jié)劑、水的質(zhì)量不計(jì)入其中,吸附材料的比例如下:
常溫下混勻,通過擠壓成型方式,將吸附材料制備成20cm×10cm×3cm的吸附磚。保持濕度80%,120℃下干燥6h,550℃下干燥2h。冷卻至室溫,將吸附磚用不銹鋼鋼架固定堆砌成不同大小規(guī)格的滲透吸附墻,由滲透吸附磚拼接成0.8m3左右的長方體,上不封頂。底層鋪設(shè)泡沫塑料,長方體的四周均由兩面滲透吸附墻拼接而成,兩面吸附墻之間間距10cm。
(2)土壤淋洗
將重金屬污染土平鋪在長方體內(nèi),厚度40cm,與吸附墻之后空隙為10cm。
選取pH=4.5~5.0的醋酸溶液,對(duì)平鋪在長方體內(nèi)的土壤進(jìn)行淋洗,淋洗方式采用循環(huán)泵將吸附墻縫隙內(nèi)的滲透液(加入醋酸復(fù)配,使得pH保持在4.5~5.0)打回,連續(xù)淋洗土壤。
(3)重金屬的吸附
淋洗液不斷透過滲透吸附墻,利用ICP檢測(cè)透過液中Cu、Cd、Hg的濃度,其中Cu、Cd、Hg的檢出值均小于0.001mg/L。
(4)滲透吸附墻的再生
30h后透過液中檢測(cè)出Cd的含量大于0.05mg/L時(shí),將內(nèi)側(cè)吸附墻取出,外側(cè)吸附墻內(nèi)推至內(nèi)側(cè)吸附墻位置。
選取7%的EDTA溶液,對(duì)外側(cè)滲透吸附墻進(jìn)行反向沖洗,直至沖洗液中不再檢出重金屬,則滲透吸附墻再生完成。
滲透吸附墻初始使用時(shí)間為40h,再生十次之后,滲透吸附墻仍能使用38h。
(5)重金屬的回收
將EDTA沖洗液,加入1%的HNO3溶液,形成沉淀,通過過濾、干燥,可回收重金屬。
土壤淋洗48h后,測(cè)得土壤中Cd<0.30mg/kg、Hg<0.30mg/kg、Cu<50mg/kg時(shí),土壤處理完成。循環(huán)操作上述工藝步驟,可處理的重金屬污染土壤為5200kg,經(jīng)換算,生態(tài)吸附墻的處理能力(m吸附材料/m重金屬)為500。
實(shí)施例4
與實(shí)施例3不同之處在于,滲透吸附墻材料的配比。
滲透吸附墻吸附材料總量以200kg為計(jì),粘結(jié)劑、水的質(zhì)量不計(jì)入其中,吸附材料的比例如下:
常溫下混勻,通過擠壓成型方式,將吸附材料制備成20cm×10cm×3cm的吸附磚。保持濕度80%,120℃下干燥6h,550℃下干燥2h。
其余步驟操作方式保持不變,最終處理的土壤為4900kg,處理時(shí)間為76h。
滲透吸附墻初始使用時(shí)間為35h,再生十次之后,滲透吸附墻仍能使用33h。
實(shí)施例5
與實(shí)施例3不同之處在于,滲透吸附墻吸附材料的配比。
滲透吸附墻吸附材料總量以200kg為計(jì),粘結(jié)劑、水的質(zhì)量不計(jì)入其中,吸附材料的比例如下:
常溫下混勻,通過擠壓成型方式,將吸附材料制備成20cm×10cm×3cm的吸附磚。保持濕度80%,120℃下干燥6h,550℃下干燥2h。
其余步驟操作方式保持不變,最終處理的土壤為4000kg,處理時(shí)間為100h。
滲透吸附墻初始使用時(shí)間為30h,再生十次之后,滲透吸附墻仍能使用29h。
實(shí)施例6
本實(shí)施例基于滲透吸附墻修復(fù)重金屬污染土壤的方法,具體包括以下步驟:
(1)滲透吸附墻的構(gòu)筑:將不同種類的吸附材料,添加粘結(jié)劑,通過成型工藝制備成吸附磚,將吸附磚堆砌成可移動(dòng)拆卸的滲透吸附墻,將滲透吸附墻自由組裝成不同隔間的長方體,上不封頂,底部設(shè)置耐酸堿防滲水層;
(2)土壤的淋洗:將重金屬污染的土壤堆放在由滲透吸附墻圍設(shè)而成的長方體區(qū)域內(nèi),利用酸性淋洗液對(duì)土壤進(jìn)行淋洗,經(jīng)過滲透吸附墻的淋洗液,利用循環(huán)泵返回噴灑在土壤表面,保證土壤充分淋洗;
(3)重金屬的富集:含有重金屬的淋洗液在透過滲透吸附墻的過程中,滲透吸附墻對(duì)淋洗液中的重金屬進(jìn)行吸附、富集,而滲透通過滲透吸附墻的淋洗液繼續(xù)循環(huán)使用;
(4)滲透吸附墻的再生:滲透吸附墻吸附重金屬飽和之后,將原滲透吸附墻移出,用再生洗滌液對(duì)滲透吸附墻進(jìn)行反向沖洗,對(duì)墻體進(jìn)行再生處理;
(5)重金屬的回收:將反向沖洗的再生溶液進(jìn)行回收,得到具有穩(wěn)定態(tài)的重金屬鹽及重金屬螯合物。
步驟(1)中,吸附材料包括以下組分及重量份含量:分子篩5份、粉煤灰2份、膨潤土1份、凹凸棒土1份、硅藻土4份、高嶺土2份、活性炭1份及生石灰2份。其中,分子篩為FAU型分子篩。
步驟(1)中,長方體的容積為0.5m3,長方體的四個(gè)側(cè)面都是由兩堵滲透吸附墻組合而成,并且每個(gè)側(cè)面的兩堵滲透吸附墻之間均留有1cm的縫隙。耐酸堿防滲水層的材質(zhì)為PVC。
步驟(2)中,重金屬污染的土壤的鋪設(shè)高度為0.2m,并且重金屬污染的土壤與滲透吸附墻之間留有10cm空隙。酸性淋洗液為硫酸,pH為1。
步驟(4)中,再生洗滌液為檸檬酸鈉
本實(shí)施例滲透吸附墻對(duì)重金屬的處理能力為:吸附材料與重金屬的質(zhì)量比為10,并且所述的滲透吸附墻再生10次之后,對(duì)重金屬的吸附容量下降程度不超過10%。
實(shí)施例7
本實(shí)施例基于滲透吸附墻修復(fù)重金屬污染土壤的方法,具體包括以下步驟:
(1)滲透吸附墻的構(gòu)筑:將不同種類的吸附材料,添加粘結(jié)劑,通過成型工藝制備成吸附磚,將吸附磚堆砌成可移動(dòng)拆卸的滲透吸附墻,將滲透吸附墻自由組裝成不同隔間的長方體,上不封頂,底部設(shè)置耐酸堿防滲水層;
(2)土壤的淋洗:將重金屬污染的土壤堆放在由滲透吸附墻圍設(shè)而成的長方體區(qū)域內(nèi),利用酸性淋洗液對(duì)土壤進(jìn)行淋洗,經(jīng)過滲透吸附墻的淋洗液,利用循環(huán)泵返回噴灑在土壤表面,保證土壤充分淋洗;
(3)重金屬的富集:含有重金屬的淋洗液在透過滲透吸附墻的過程中,滲透吸附墻對(duì)淋洗液中的重金屬進(jìn)行吸附、富集,而滲透通過滲透吸附墻的淋洗液繼續(xù)循環(huán)使用;
(4)滲透吸附墻的再生:滲透吸附墻吸附重金屬飽和之后,將原滲透吸附墻移出,用再生洗滌液對(duì)滲透吸附墻進(jìn)行反向沖洗,對(duì)墻體進(jìn)行再生處理;
(5)重金屬的回收:將反向沖洗的再生溶液進(jìn)行回收,得到具有穩(wěn)定態(tài)的重金屬鹽及重金屬螯合物。
步驟(1)中,吸附材料包括以下組分及重量份含量:分子篩60份、粉煤灰40份、膨潤土50份、凹凸棒土55份、硅藻土35份、高嶺土40份、活性炭60份及生石灰30份。其中,分子篩為LTA型分子篩。
步驟(1)中,長方體的容積為5m3,長方體的四個(gè)側(cè)面都是由兩堵滲透吸附墻組合而成,并且每個(gè)側(cè)面的兩堵滲透吸附墻之間均留有80cm的縫隙。耐酸堿防滲水層的材質(zhì)為PP。
步驟(2)中,重金屬污染的土壤的鋪設(shè)高度為2m,并且重金屬污染的土壤與滲透吸附墻之間留有50cm空隙。酸性淋洗液為硝酸,pH為3。
步驟(4)中,再生洗滌液由醋酸銨、亞硝酸鈉按質(zhì)量比為1:1混合而成。
本實(shí)施例滲透吸附墻對(duì)重金屬的處理能力為:吸附材料與重金屬的質(zhì)量比為2000,并且所述的滲透吸附墻再生10次之后,對(duì)重金屬的吸附容量下降程度不超過10%。
實(shí)施例8
本實(shí)施例基于滲透吸附墻修復(fù)重金屬污染土壤的方法,具體包括以下步驟:
(1)滲透吸附墻的構(gòu)筑:將不同種類的吸附材料,添加粘結(jié)劑,通過成型工藝制備成吸附磚,將吸附磚堆砌成可移動(dòng)拆卸的滲透吸附墻,將滲透吸附墻自由組裝成不同隔間的長方體,上不封頂,底部設(shè)置耐酸堿防滲水層;
(2)土壤的淋洗:將重金屬污染的土壤堆放在由滲透吸附墻圍設(shè)而成的長方體區(qū)域內(nèi),利用酸性淋洗液對(duì)土壤進(jìn)行淋洗,經(jīng)過滲透吸附墻的淋洗液,利用循環(huán)泵返回噴灑在土壤表面,保證土壤充分淋洗;
(3)重金屬的富集:含有重金屬的淋洗液在透過滲透吸附墻的過程中,滲透吸附墻對(duì)淋洗液中的重金屬進(jìn)行吸附、富集,而滲透通過滲透吸附墻的淋洗液繼續(xù)循環(huán)使用;
(4)滲透吸附墻的再生:滲透吸附墻吸附重金屬飽和之后,將原滲透吸附墻移出,用再生洗滌液對(duì)滲透吸附墻進(jìn)行反向沖洗,對(duì)墻體進(jìn)行再生處理;
(5)重金屬的回收:將反向沖洗的再生溶液進(jìn)行回收,得到具有穩(wěn)定態(tài)的重金屬鹽及重金屬螯合物。
步驟(1)中,吸附材料包括以下組分及重量份含量:分子篩55份、粉煤灰15份、凹凸棒土20份、硅藻土20份、高嶺土10份、活性炭10份。其中,分子篩為MFI型分子篩。
步驟(1)中,長方體的容積為3m3,長方體的四個(gè)側(cè)面都是由兩堵滲透吸附墻組合而成,并且每個(gè)側(cè)面的兩堵滲透吸附墻之間均留有15cm的縫隙。耐酸堿防滲水層的材質(zhì)為橡膠。
步驟(2)中,重金屬污染的土壤的鋪設(shè)高度為1m,并且重金屬污染的土壤與滲透吸附墻之間留有25cm空隙。酸性淋洗液為鹽酸,pH為6。
步驟(4)中,再生洗滌液為氨水。
本實(shí)施例滲透吸附墻對(duì)重金屬的處理能力為:吸附材料與重金屬的質(zhì)量比為1000,并且所述的滲透吸附墻再生10次之后,對(duì)重金屬的吸附容量下降程度不超過10%。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改,并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此,本發(fā)明不限于上述實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。