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一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染 土壤的方法

阅读：650发布：2020-05-15

专利汇可以提供一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法，钙基液态固化剂包括30.0～40.0份的固化剂A和0.5～1.0份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰、氯化钙或磷酸二氢钙与水混合制成，固化剂B为含量40.0％～50.0％的工业级钠水玻璃，钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法是现场先将固化剂A和固化剂B进行搅拌混合，固化剂用量为土壤质量的30.0％～40.0％，对于表层钒污染土壤，将混合浆料均匀喷洒到土壤中，并进行耕犁混合；对于深层钒污染土壤，在场地中布点打孔，将混合浆液进行灌注，本发明具有反应充分，施工简单，适用酸性土壤等特点。，下面是一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种钙基液态固化剂，其特征在于：包括30.0～40.0份的固化剂A和0.5～1.0份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰、氯化钙或磷酸二氢钙，按照1.0:20.0～50.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量40.0％～50.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数。
2.根据权利要求1所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将固化剂A、固化剂B，按照30.0～40.0份、0.5～1.0份的质量份数，现场进行搅拌混合；
2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷洒到土壤中，固化剂的用量为污染土壤质量的30.0％～40.0％，换算为喷洒量为160.0～
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220.0L/m，并进行耕犁混合，耕犁深度为15.0～20.0cm，耕犁2～3遍，不定期补水，保持含水率20.0～30.0％，保养5～7天，
对于污染深度在20.0cm～200.0cm的深层钒污染土壤，在场地中布点打孔，每
1.0m×1.0m～2.0m×2.0m打一个灌注孔，孔直径为10.0～20.0cm，孔深20.0～200.0cm，将步骤1)的混合浆液进行灌注，固化剂的用量为污染土壤质量的30.0％～40.0％，换算为每孔的灌注量为1500.0～7500.0L，不定期补水，保持含水率20.0～30.0％，保养5～7天。
3.根据权利要求2所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，其特征在于：
所述的钒污染土壤中V含量在2000.0mg/kg～7000.0mg/kg，土壤pH在5.0～7.0。
4.根据权利要求2所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，其特征在于：
所述的钙基液态固化剂用于钒污染土壤中重金属V、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的固化，对钒及伴生重金属污染土壤的具有良好的固定效果，V、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的浸出量减少50.0％～
90.0％。

说明书全文

一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染 土壤的方法

技术领域

[0001] 本发明属于重金属污染土壤修复技术领域，具体涉及到一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法。技术背景

[0002] 由于可以大幅提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性，作为添加剂，大量的钒V被应用于钢铁行业中。土壤中平均钒含量只有0.01％，与地壳表面和形成土壤的风化岩中的含量非常接近，在含钒矿石及氧化铁分布密集区域的土壤中钒含量较高，一般以难溶性盐类形式存在。

[0003] 钒是某些动物的必需营养元素，也在植物体内的多种酶促反应过程中起着重要作用，但同时，钒化合物也有着较强的毒性及致癌作用，包括造成DNA损伤和细胞转化等负面的生物效应。含钒矿物的开采、粉碎、烧结、炼钢等系列工艺过程，均存在钒排入环境。排放到水体和大气中的钒最终往往汇集到土壤中，堆砌钒渣的渗滤液也会提高土壤钒含量，最终造成土壤的钒污染。此外，石煤中还伴生了Cr、Cd、Pb、Cu、Zn等重金属，也会导致土壤中伴生重金属超标。

[0004] 钒对人体存在健康风险，钒矿的开采加工等过程也已经造成了对土壤的污染，但是目前对钒的研究较少，《国家危险废物名录》中未列入钒渣，尚无针对钒污染土壤的修复文献报道。

发明内容

[0005] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种钙基液态固化剂及其原位固定钒污染土壤的方法，具有反应充分，施工简单，适用酸性土壤等特点。

[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案为：

[0007] 一种钙基液态固化剂，包括30.0～40.0份的固化剂A和0.5～1.0份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰、氯化钙或磷酸二氢钙，按照1.0:20.0～50.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量40.0％～50.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数。

[0008] 所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：

[0009] 1)将固化剂A、固化剂B，按照30.0～40.0份、0.5～1.0份的质量份数，现场进行搅拌混合；

[0010] 2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷洒到土壤中，固化剂的用量为污染土壤质量的30.0％～40.0％，换算为喷洒量为160.0～2
220.0L/m，并进行耕犁混合，耕犁深度为15.0～20.0cm，耕犁2～3遍，不定期补水，保持含水率20.0～30.0％，保养5～7天，

[0011] 对于污染深度在20.0cm～200.0cm的深层钒污染土壤，在场地中布点打孔，每1.0m×1.0m～2.0m×2.0m打一个灌注孔，孔直径为10.0～20.0cm，孔深20.0～200.0cm，将步骤1)的混合浆液进行灌注，固化剂的用量为污染土壤质量的30.0％～40.0％，换算为每孔的灌注量为1500.0～7500.0L，不定期补水，保持含水率20.0～30.0％，保养5～7天。

[0012] 所述的钒污染土壤中V含量在2000.0mg/kg～7000.0mg/kg，土壤pH在5.0～7.0。

[0013] 所述的钙基液态固化剂用于钒污染土壤中重金属V、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的固化，对钒及伴生重金属污染土壤的具有良好的固定效果，V、Cr、Cd、Pb、Cu、Zn的浸出量减少50.0％～90.0％。

[0014] 钙基液态固化剂的固化机理为：固化剂中的钙基物质提供游离的Ca2+，可与迁移-性较强的V的溶解态VO3形成较为稳定的Ca(VO3)2沉淀，降低V的迁移性，从而达到固化稳
2+ 2+
定化的目的。而且Ca 对伴生重金属Cd 有拮抗作用，可抑制酸性土壤上植物对Cd的吸收。钙基液态固化剂呈碱性，与酸性土壤混合后，可以提高土壤pH，可降低大部分重金属的
3-
迁移性和生物有效性，尤其有助于Cd、Cu、Zn的稳定。Ca(H2PO4)2释放出的PO4 对Pb有较好的固定效果。水玻璃还有较强的粘合水化效果，增强上述钙基物质与土壤的结合，并水化形成水化硅酸钙，对重金属污染土壤形成一定的包裹。

[0015] 本发明的优点在于：

[0016] 1.反应充分。钙基液态固化剂在土壤中分布更均匀，与重金属反应更充分。

[0017] 2.施工简便。钙基液态固化剂呈液态，可直接喷洒，易于施工及陡坡、深层土壤的修复。

[0018] 3.适用酸性土壤。钙基液态固化剂呈碱性，改良中国南部土壤的酸性环境。

[0019] 4.环境友好。钙基液态固化剂未引入其他重金属，且固化机理为化学固化，对土壤物理性质影响较小，改良后可用于农业方向。

具体实施方式

[0020] 下面结合具体的实施例对本发明进行更详尽的描述，但本发明的技术方案不受这些实施例的限定。

[0021] 以下实施例试验地点为湖北省十堰市郧西县某钒矿渣堆积场地，面积约为7500.03
平米，已平整，土壤密度为2.7g/cm，场地含水率范围20.0％～30.0％。

[0022] 实施例1

[0023] 一种钙基液态固化剂，包括40.0份的固化剂A和1.0份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰按照1.0:50.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量40.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数；

[0024] 所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：

[0025] 1)将固化剂A、固化剂B按照40.0份、1.0份的质量份数，进行搅拌混合；

[0026] 2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷2
洒到土壤中，喷洒量为220.0L/m，并进行耕犁混合，耕犁深度为20.0cm，耕犁3遍，不定期补水，保持含水率20.0％，保养5天。

[0027] 实施例2

[0028] 一种钙基液态固化剂，包括30.0份的固化剂A和1.0份的固化剂B，固化剂A是将氯化钙按照1.0:25.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量50.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数；

[0029] 所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：

[0030] 1)将固化剂A、固化剂B按照30.0份、1.0份的质量份数，进行搅拌混合；

[0031] 2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷2
洒到土壤中，喷洒量为200.0L/m，并进行耕犁混合，耕犁深度为15.0cm，耕犁3遍，不定期补水，保持含水率30.0％，保养5天。

[0032] 实施例3

[0033] 一种钙基液态固化剂，包括34.0份的固化剂A和1.0份的固化剂B，固化剂A是将磷酸二氢钙按照1.0:25.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量45.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数；

[0034] 所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：

[0035] 1)将固化剂A、固化剂B按照34.0份、1.0份的质量份数，进行搅拌混合；

[0036] 2)对于污染深度在20.0cm以内的表层钒污染土壤，将步骤1)的混合浆料均匀喷2
洒到土壤中，喷洒量为180.0L/m，并进行耕犁混合，耕犁深度为18.0cm，耕犁3遍，不定期补水，保持含水率25.0％，保养5天。

[0037] 实施例4

[0038] 一种钙基液态固化剂，包括38.0份的固化剂A和0.5份的固化剂B，固化剂A是将熟石灰按照1.0:50.0的质量比与水混合制成，固化剂B为含量50.0％的工业级钠水玻璃，所述份数为质量份数；

[0039] 所述的钙基液态固化剂原位固定钒污染土壤的方法，包括以下步骤：

[0040] 1)将固化剂A、固化剂B及土壤，按照38.0份、0.5份的质量份数，进行搅拌混合；

[0041] 2)对于污染深度在20.0～150.0cm的深层钒污染土壤，在场地中布点打孔，每2.0m×2.0m打一个灌注孔，孔直径为15.0cm，孔深150.0cm，将步骤1)的混合浆液进行灌注，每孔的灌注量为5200.0L，不定期补水，保持含水率30.0％，保养5天。

[0042] 效果：

[0043] 实验1：在实施例1～3修复前，按照30.0m×30.0m布点，每点取表层20.0cm土壤，混合，风干，过1.0mm筛后，按照美国环保局推荐的标准毒性浸出方法TCLP方法测定重金属浓度；在实施例1～3修复后，在同一点同样深度取土混合，风干，过1.0mm筛后，按照TCLP方法测定重金属浓度。

[0044] 实验2：步骤与实验1相同，区别在于：在实施例4修复前后，取土深度为20.0cm～150.0cm。

[0045] 实验1、2中修复前所测土壤重金属浓度均未达到《中华人民共和国国家标准危险废物鉴别标准GB 5085.7—2007》危险废物标准，可以进行土地利用。由于不属于危险废物，固化效果不以土壤重金属浸出浓度与《中华人民共和国国家标准危险废物鉴别标准GB5085.7—2007》比较，以重金属浸出降低百分比做效果表征。重金属浸出降低百分比定义如下：

[0046]

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