一種重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除土壤重金屬污染物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤重金屬污染在我國越來越嚴(yán)重，目前治理土壤重金屬污染采用工程、物理和化學(xué)等方法修復(fù)重金屬污染的土壤，難以大規(guī)模處理受污染的土壤，并且能導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的破壞、生物活性的下降和土壤肥力的退化，具有一定的局限性；生物修復(fù)是一項(xiàng)新興的高效修復(fù)技術(shù)，易被大眾所接受，具有良好的社會(huì)、生態(tài)綜合效益，但技術(shù)尚不夠成熟，修復(fù)周期長，修復(fù)效果不好；采取農(nóng)業(yè)生態(tài)措施存在周期長、效果不顯著的特點(diǎn)；土壤淋洗技術(shù)雖然在治理土壤重金屬污染上應(yīng)用較多，但是采用土壤淋洗方式需要進(jìn)行多次淋洗才能有效去除土壤重金屬含量，而多次淋洗成本非常高，需水量很大，并且會(huì)產(chǎn)生許多含有重金屬的廢水，在水資源短缺現(xiàn)象凸顯的情況下，該方法既浪費(fèi)資源不環(huán)保又加大生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)工序，同時(shí)由于多次淋洗會(huì)嚴(yán)重降低土壤肥力，但是如果減少淋洗次數(shù)又會(huì)大大影響重金屬去除效果，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求；而離子電勢迀移修復(fù)技術(shù)為新發(fā)展起來的技術(shù)，但是這項(xiàng)技術(shù)對于土壤孔隙率高，含水率高的情況下修復(fù)效果較好，但是直接應(yīng)用在孔隙率低的土壤上效果很差，對有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)的重金屬去除效果較差。因此，迄今為止還沒有一項(xiàng)技術(shù)可以很好的解決土壤重金屬污染問題。因此，急切需一種簡單、有效而經(jīng)濟(jì)的治理方法來處理重金屬污染土壤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)是針對現(xiàn)有技術(shù)存在對問題，提供一種修復(fù)效果好、環(huán)保節(jié)能、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法。
[0004]技術(shù)手段:本發(fā)明公開了一種重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法，該修復(fù)方法包括以下具體步驟:
1)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的醋酸溶液噴淋到鎳污染土壤上進(jìn)行淋洗，醋酸溶液與鎳污染土壤的質(zhì)量比為1:1;
2)在常溫下，靜置12h;
3)將淋洗后的土壤與含有重金屬的廢水分離；
4)將淋洗后重金屬鎳污染土壤放置于盛有水的電解槽中，電解槽的兩端設(shè)有陽極室和陰極室，陽極室、陰極室分別與淋洗后的土壤用放置了離子交換膜的塑料網(wǎng)隔開，陽極室和陰極室內(nèi)均盛放有去離子水，陽極室內(nèi)的去離子水PH值為3，陰極室內(nèi)的去離子水PH值為7，通過石墨電極向陰極室和陽極室之間施加電壓梯度為2V/cm的直流電，在電勢作用下剩余的重金屬離子向陰極移動(dòng)，進(jìn)入陰極室回收。
[0005]其中，本方法處理的重金屬鎳污染土壤為鎳濃度多200mg/kg的黏土。
[0006]在步驟I)之前，先對含有重金屬鎳污染的土壤進(jìn)行破碎、篩分去除大塊固體雜物。
[0007]在步驟3)中，分離后的廢水通過電解法或沉淀法凈化處理將鎳回收后，再次做淋洗用。
[0008]在步驟4 )中對陰極室和陽極室的PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，包括:當(dāng)陽極室的PH值下降到3以下時(shí)，通過向陽極室滴入2mol/L的氫氧化鈉將其PH值調(diào)節(jié)至3附近；當(dāng)陰極室的PH值升高時(shí)，通過向陰極室滴入10%的醋酸容易將其PH值調(diào)節(jié)至7附近。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、修復(fù)效果好，本發(fā)明適于對镲濃度大于等于200 mg/kg的中高濃度范圍的污染土壤，去除率達(dá)到95%以上。相比之下，采取多次反復(fù)淋洗處理污染土壤的重金屬去除率僅達(dá)到50%左右，而僅對污染土壤進(jìn)行一次淋洗處理，重金屬去除率僅為30% ;采用離子電勢迀移修復(fù)技術(shù)處理污染土壤，重金屬去除率為70%，并且該處理方法對于土壤要求也較高。由于本發(fā)明首先對污染土壤進(jìn)行一次淋洗，初步去除部分重金屬鎳，此時(shí)土壤中依舊殘留有許多重金屬鎳，但是這時(shí)土壤經(jīng)過淋洗后孔隙率變高，含水率也較高，再結(jié)合使用適宜的離子電勢迀移修復(fù)，就可以極大程度提高修復(fù)效率。同時(shí)采用本發(fā)明修復(fù)技術(shù)處理，由于淋洗次數(shù)少，土壤肥力減小數(shù)值僅為多次淋洗技術(shù)肥力損失的20%，基本不影響土壤重復(fù)使用效果O
[0010]2、環(huán)保節(jié)能，本發(fā)明淋洗處理步驟僅采用一次淋洗處理，與多次淋洗技術(shù)相比可以節(jié)約大量的水資源，減少污水量。采用本發(fā)明方法平均每消耗3L水就可以修復(fù)I千克污染土壤。
[0011]3、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，本發(fā)明處理方法節(jié)省大量的水及人工，可以大大減小成本消耗，同時(shí)本發(fā)明方法平均每12-13天即為一個(gè)處理周期，相比較其它一些生物修復(fù)、農(nóng)業(yè)生態(tài)措施來說更加節(jié)省時(shí)間，能夠有效提供土壤利用率。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明公開了一種重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法，在修復(fù)之前先對含有重金屬鎳污染的土壤進(jìn)行破碎、篩分去除大塊固體雜物，然后進(jìn)行以下步驟:
1)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的醋酸溶液噴淋到鎳污染土壤上進(jìn)行淋洗，醋酸溶液與鎳污染土壤的質(zhì)量比為1:1;
2)在常溫下，靜置12h;
3 )將淋洗后的土壤與含有重金屬的廢水分離，分離后的廢水通過向其中滴入氫氧化鈉溶液得到氫氧化鎳沉淀將鎳回收后，處理后的水可再次做淋洗用；
4)將淋洗后重金屬鎳污染土壤放置于盛有水的電解槽中，電解槽的兩端設(shè)有陽極室和陰極室，陽極室、陰極室分別與淋洗后的土壤用放置了離子交換膜的塑料網(wǎng)隔開，陽極室和陰極室內(nèi)均盛放有去離子水，陽極室內(nèi)的去離子水PH值為3，陰極室內(nèi)的去離子水PH值為7，通過石墨電極向陰極室和陽極室之間施加電壓梯度為2V/cm的直流電，在電勢作用下剩余的重金屬鎳離子向陰極移動(dòng)，進(jìn)入陰極室，此時(shí)陽極室的PH值會(huì)降低，當(dāng)陽極室的PH值降低到3以下時(shí)，通過向陽極室滴入2mol/L的氫氧化鈉將其PH值調(diào)節(jié)至3附近，同時(shí)會(huì)得到氫氧化鎳沉淀；陰極室的PH值會(huì)升高，通過滴入10%的醋酸容易將其PH值調(diào)節(jié)至7附近。
[0013]本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)對象是鎳濃度為2000mg/kg的粘土，整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期為15天，經(jīng)測定，處理后的土壤中鎳濃度為100mg/kg，去除率達(dá)到95%，效果非常明顯。
[0014]本發(fā)明公開的方法不僅適用于重金屬鎳，在修復(fù)例如銅、鋅、鉛等其他重金屬污染土地方面，也可以達(dá)到非常好的修復(fù)效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于該修復(fù)方法包括以下步驟: . 1)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的醋酸溶液噴淋到鎳污染土壤上進(jìn)行淋洗，醋酸溶液與鎳污染土壤的質(zhì)量比為1:1; . 2)在常溫下，靜置12h; . 3)將淋洗后的土壤與含有重金屬的廢水分離； . 4)將淋洗后重金屬鎳污染土壤放置于盛有水的電解槽中，電解槽的兩端設(shè)有陽極室和陰極室，陽極室、陰極室分別與淋洗后的土壤用放置了離子交換膜的塑料網(wǎng)隔開，陽極室和陰極室內(nèi)均盛放有去離子水，陽極室內(nèi)的去離子水PH值為3，陰極室內(nèi)的去離子水PH值為.7，通過石墨電極向陰極室和陽極室之間施加電壓梯度為2V/cm的直流電，在電勢作用下剩余的重金屬離子向陰極移動(dòng)，進(jìn)入陰極室回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于:所述重金屬镲污染的土壤為镲濃度多200mg/kg的黏土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于:在所述步驟I)之前，先對含有重金屬鎳污染土壤進(jìn)行破碎、篩分去除大塊固體雜物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于:所述步驟3)中，分離后的廢水通過電解法或沉淀法凈化處理將鎳回收后，再次做淋洗用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法，其特征在于:在所述步驟.4 )中對陰極室和陽極室的PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，包括:當(dāng)陽極室的PH值下降到3以下時(shí)，通過向陽極室滴入2mol/L的氫氧化鈉將其PH值調(diào)節(jié)至3附近；當(dāng)陰極室的PH值升高時(shí)，通過向陰極室滴入10%的醋酸容易將其PH值調(diào)節(jié)至7附近。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重金屬鎳污染土壤的修復(fù)方法，包括以下步驟：A、將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的醋酸溶液噴淋到鎳污染土壤上進(jìn)行淋洗，醋酸溶液與鎳污染土壤的質(zhì)量比為1：1；B、在常溫下，靜置12h；C、將淋洗后的土壤與含有重金屬的廢水分離；D、利用電勢遷移的方法將淋洗后的污染土壤中剩余的鎳離子去除。本發(fā)明相較于現(xiàn)有的多次淋洗法和離子遷移法，其特點(diǎn)是重金屬去除率高，而且更加節(jié)能，對土壤肥力的影響小。
【IPC分類】B09C1-08
【公開號(hào)】CN104841691
【申請?zhí)枴緾N201510213271
【發(fā)明人】邵友元, 熊鋇, 黃衛(wèi)清, 邱永福, 鄺穎聰, 黃成娣, 劉柳, 洪沛雄, 黃楚偉
【申請人】東莞理工學(xué)院
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月30日