一種穩定有機物氯苯汙染耕地土壤的固化劑修復技術的製作方法

2023-11-11 17:44:32 2

本發明涉及一種穩定有機物氯苯汙染耕地土壤的固化劑修復新技術，屬於土壤治理技術領域。

背景技術：

固化穩定化是通過各種物理化學作用，限制或降低廢物中汙染組分向環境的遷移和釋放，以便廢物運輸、利用和最終處置。國內外固化穩定化技術的研究與應用主要集中於含重金屬類廢物的處理處置.門，針對含毒有機汙染物的固化穩定化技術在發達國家也有較多研究與應用，但在國內尚屬空白。在石油、石化、農藥、製劑、化工原料等重汙染生產場地，生產中排出的有毒有害汙染物種類多、數量大，聚集了大量的毒性有機物和重金屬，它們在生產場地沉積、被土壤吸附形成了複合型汙染場地。這類汙染物目前大多以填埋為主要處理方式。但其中的毒性有機物或隨滲濾液向地下水遷移，或因揮發而進入大氣，環境與安全隱患很大。因此，在固化/穩定化重金屬的同時有效限制毒性有機汙染物的遷移、擴散，具有重要的研究意義和應用前景。

目前比較常用的汙染土壤的修複方法有物理修復、化學修復、生物修復及其聯合修復。物理修復和化學修複方法是通過熱脫附、微波加熱、蒸汽浸提、土壤固化穩定化技術、淋洗技術、氧化還原技術、光催化降解技術和電動力學修復等，物理化學過程將有機汙染物從土壤中去除，從而修復有機汙染土壤。此方法過程較為複雜，費用高昂，且化學降解雖然可以降低土壤汙染物的毒性或含量，但是可能形成毒性更大的副產物，對環境造成不良影響。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題：針對目前常見的有機物氯苯汙染耕地土壤的修複方法多存在過程複雜、費用昂貴，雖然可以降低土壤汙染物的毒性或含量，但是可能形成毒性更大的副產物，對環境造成不良影響的缺陷，提供了一種穩定有機物氯苯汙染耕地土壤的固化劑修復新技術，該方法以動物骨頭為原料，經脫脂活化後炭化，製得骨炭顆粒，將其和普通矽酸鹽水泥復配後即得固化劑，再將固化劑和待處理土壤混合後即可對汙染土壤進行修復。本發明的土壤修復新技術，操作過程簡便易操作，修復費用低廉，具有極佳的處理效果。

為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：

(1)稱取1～2kg屠宰場遺棄的牛骨，將其放入鐵鍋中，向鍋中加水直至將牛骨完全浸沒，對鐵鍋加熱升溫至95～100℃，保溫煮製1～2h對牛骨表面脫脂，煮製結束後將牛骨瀝乾水分並人工剔除雜質，得到預處理牛骨；

(2)將上述預處理後的牛骨放入氣流粉碎機，粉碎30～40min後過60目標準篩，得到牛骨顆粒，按固液比為1：5將牛骨顆粒和質量濃度為30％氫氧化鈉溶液混合後放入超聲振蕩儀以200～300W功率振蕩浸漬1～2h；

(3)待浸漬結束，過濾分離得到濾渣，將濾渣移入炭化爐中，以3～5mL/min速率向爐中通入氮氣直至置換出爐中所有空氣，加熱升溫至400～500℃保溫炭化2～4h得到牛骨炭；

(4)按質量比為3:1將上述製得的牛骨炭和普通矽酸鹽水泥混合均勻後一起裝入球磨機中，再按球料比為1:30向球磨罐中加入氧化鋯球磨珠，球磨1～2h後出料得到氯苯汙染土壤固化劑；

(5)將上述製得的氯苯汙染土壤固化劑按摻加量為30～50％加入待處理的有機物氯苯汙染耕地土壤中，用鐵鍬鏟翻混合均勻後，按0.3～0.5的水灰質量比加水攪拌15～20min，靜置固定修復1～2周後即可。

發明的有益效果是：

(1)本發明的土壤修復新技術，操作過程簡便易操作，修復費用低廉，具有極佳的處理效果；

(2)經檢測發現，施用本發明製得固化劑的土壤和未施用本發明固化劑的土壤相比，1～2周後土壤中氯苯汙染物含量分別降低了78.5％和12.5％，說明本發明的修復技術具有極佳的修復效果。

具體實施方式

稱取1～2kg屠宰場遺棄的牛骨，將其放入鐵鍋中，向鍋中加水直至將牛骨完全浸沒，對鐵鍋加熱升溫至95～100℃，保溫煮製1～2h對牛骨表面脫脂，煮製結束後將牛骨瀝乾水分並人工剔除雜質，得到預處理牛骨；將上述預處理後的牛骨放入氣流粉碎機，粉碎30～40min後過60目標準篩，得到牛骨顆粒，按固液比為1：5將牛骨顆粒和質量濃度為30％氫氧化鈉溶液混合後放入超聲振蕩儀以200～300W功率振蕩浸漬1～2h；待浸漬結束，過濾分離得到濾渣，將濾渣移入炭化爐中，以3～5mL/min速率向爐中通入氮氣直至置換出爐中所有空氣，加熱升溫至400～500℃保溫炭化2～4h得到牛骨炭；按質量比為3:1將上述製得的牛骨炭和普通矽酸鹽水泥混合均勻後一起裝入球磨機中，再按球料比為1:30向球磨罐中加入氧化鋯球磨珠，球磨1～2h後出料得到氯苯汙染土壤固化劑；將上述製得的氯苯汙染土壤固化劑按摻加量為30～50％加入待處理的有機物氯苯汙染耕地土壤中，用鐵鍬鏟翻混合均勻後，按0.3～0.5的水灰質量比加水攪拌15～20min，靜置固定修復1～2周後即可。

實例1

稱取1kg屠宰場遺棄的牛骨，將其放入鐵鍋中，向鍋中加水直至將牛骨完全浸沒，對鐵鍋加熱升溫至95℃，保溫煮製1h對牛骨表面脫脂，煮製結束後將牛骨瀝乾水分並人工剔除雜質，得到預處理牛骨；將上述預處理後的牛骨放入氣流粉碎機，粉碎30min後過60目標準篩，得到牛骨顆粒，按固液比為1：5將牛骨顆粒和質量濃度為30％氫氧化鈉溶液混合後放入超聲振蕩儀以200W功率振蕩浸漬1h；待浸漬結束，過濾分離得到濾渣，將濾渣移入炭化爐中，以3mL/min速率向爐中通入氮氣直至置換出爐中所有空氣，加熱升溫至400℃保溫炭化2h得到牛骨炭；按質量比為3:1將上述製得的牛骨炭和普通矽酸鹽水泥混合均勻後一起裝入球磨機中，再按球料比為1:30向球磨罐中加入氧化鋯球磨珠，球磨1h後出料得到氯苯汙染土壤固化劑；將上述製得的氯苯汙染土壤固化劑按摻加量為30％加入待處理的有機物氯苯汙染耕地土壤中，用鐵鍬鏟翻混合均勻後，按0.3的水灰質量比加水攪拌15min，靜置固定修復1周後即可。

實例2

取2kg屠宰場遺棄的牛骨，將其放入鐵鍋中，向鍋中加水直至將牛骨完全浸沒，對鐵鍋加熱升溫至98℃，保溫煮製2h對牛骨表面脫脂，煮製結束後將牛骨瀝乾水分並人工剔除雜質，得到預處理牛骨；將上述預處理後的牛骨放入氣流粉碎機，粉碎35min後過60目標準篩，得到牛骨顆粒，按固液比為1：5將牛骨顆粒和質量濃度為30％氫氧化鈉溶液混合後放入超聲振蕩儀以250W功率振蕩浸漬2h；待浸漬結束，過濾分離得到濾渣，將濾渣移入炭化爐中，以4mL/min速率向爐中通入氮氣直至置換出爐中所有空氣，加熱升溫至450℃保溫炭化3h得到牛骨炭；按質量比為3:1將上述製得的牛骨炭和普通矽酸鹽水泥混合均勻後一起裝入球磨機中，再按球料比為1:30向球磨罐中加入氧化鋯球磨珠，球磨2h後出料得到氯苯汙染土壤固化劑；將上述製得的氯苯汙染土壤固化劑按摻加量為40％加入待處理的有機物氯苯汙染耕地土壤中，用鐵鍬鏟翻混合均勻後，按0.4的水灰質量比加水攪拌18min，靜置固定修復2周後即可。

實例3

2kg屠宰場遺棄的牛骨，將其放入鐵鍋中，向鍋中加水直至將牛骨完全浸沒，對鐵鍋加熱升溫至100℃，保溫煮製2h對牛骨表面脫脂，煮製結束後將牛骨瀝乾水分並人工剔除雜質，得到預處理牛骨；將上述預處理後的牛骨放入氣流粉碎機，粉碎40min後過60目標準篩，得到牛骨顆粒，按固液比為1：5將牛骨顆粒和質量濃度為30％氫氧化鈉溶液混合後放入超聲振蕩儀以300W功率振蕩浸漬2h；待浸漬結束，過濾分離得到濾渣，將濾渣移入炭化爐中，以5mL/min速率向爐中通入氮氣直至置換出爐中所有空氣，加熱升溫至500℃保溫炭化4h得到牛骨炭；按質量比為3:1將上述製得的牛骨炭和普通矽酸鹽水泥混合均勻後一起裝入球磨機中，再按球料比為1:30向球磨罐中加入氧化鋯球磨珠，球磨2h後出料得到氯苯汙染土壤固化劑；將上述製得的氯苯汙染土壤固化劑按摻加量為50％加入待處理的有機物氯苯汙染耕地土壤中，用鐵鍬鏟翻混合均勻後，按0.5的水灰質量比加水攪拌20min，靜置固定修復2周後即可。