公布日：2023.09.08
申請日：2023.06.30
分類號：B09B3/40(2022.01)I;B09B3/20(2022.01)I;B09B3/65(2022.01)I;B09B101/90(2022.01)N
摘要
本申請公開一種土壤和污泥重金屬同步固化方法，按質量份數配比稱取含有重金屬污染的土壤、含有鐵鋁礦物的市政污泥和城市環衛有機廢物；加入助劑，充分混合均勻；將混合后的原料在熱解爐上熱解2h，使原料中的有機污染物得到分解，并使重金屬形成難溶性化合物，有效固定在土壤中；將熱解后的樣品使用稀的金銀花和/或茶葉湯進行漫灌水封處理，營造缺氧和厭氧環境，漫灌周期2-30d達到固定重金屬，降低重金屬生物有效性的目的；經過浸泡處理的樣品進行自然晾干或者烘干處理，采用熱解技術和植物萃取液還原技術相結合，既修復固定了土壤和污泥中的重金屬，又解決了污泥處置的環保難題；具有綜合治理效果好、成本低、技術簡單等優點。
權利要求書
1.一種土壤和污泥重金屬同步固化方法，其特征在于，具體包括如下步驟：第一步，準備原料：按質量份數配比稱取含有重金屬污染的土壤1份、含有鐵鋁鈣礦物的市政污泥0.5-2份和城市環衛有機廢物0.1-1份；第二步，加入助劑：將所選原料中加入0.1-1％質量比的助劑，充分混合均勻；第三步，熱解處理：將混合后的原料在熱解爐上熱解2h，熱解溫度控制在400℃-600℃，使原料中的有機污染物得到分解，并使重金屬形成難溶性化合物，有效固定在土壤中；第四步，浸泡處理：將熱解后的樣品使用稀的金銀花和/或茶葉湯進行漫灌水封處理，營造缺氧和厭氧環境，漫灌周期2-30d達到固定重金屬，降低重金屬生物有效性的目的；第五步，干燥處理：經過浸泡處理的樣品進行自然晾干或者烘干處理。
2.根據權利要求1所述土壤和污泥重金屬同步固化方法，其特征在于，所述第一步中城市環衛有機廢物為落葉、木屑、秸稈中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述土壤和污泥重金屬同步固化方法，其特征在于，所述第一步市政污泥中鐵鋁鈣三者元素百分比超過70％。
4.根據權利要求1所述土壤和污泥重金屬同步固化方法，其特征在于，所述第二步中助劑為生物炭和/或石灰。
5.根據權利要求1所述的土壤和污泥重金屬同步固化方法，其特征在于：所述第二步中混合速度為600-800r/min，混合時間為36-72h。
6.根據權利要求1所述的土壤和污泥重金屬同步固化方法，其特征在于：所述第四步中稀的金銀花和/或茶葉湯濃度為1％，金銀花和/或茶葉湯用量以浸沒固體材料為準。
7.根據權利要求1所述的土壤和污泥重金屬同步固化方法，其特征在于：所述第五步中烘干溫度為60-70℃，烘干時間為4-8h。
發明內容
解決的技術問題：
本申請針對現有技術的不足，解決了目前單一修復方式、修復時間長、修復成本高，容易對土壤和地下水環境造成二次污染，資源沒有得到有效利用等技術問題，提供了一種土壤和污泥重金屬同步固化方法，該方法通過將受重金屬污染的土壤、市政污泥、其余有機質廢棄物混合均勻，然后在熱解爐上熱解，最后使用金銀花和/或茶葉湯進行浸泡處理，自然晾干或烘干，達到有效固定土壤中的重金屬，降低其生物有效性的目的。
技術方案：
為實現上述目的，本申請通過以下技術方案予以實現：
一種土壤和污泥重金屬同步固化方法，具體包括如下步驟：
第一步，準備原料：按質量份數配比稱取含有重金屬污染的土壤1份、含有鐵鋁鈣礦物的市政污泥0.5-2份和城市環衛有機廢物0.1-1份；
第二步，加入助劑：將所選原料中加入0.1-1％質量比的助劑，充分混合均勻；
第三步，熱解處理：將混合后的原料在熱解爐上熱解2h，熱解溫度控制在400℃-600℃，使原料中的有機污染物得到分解，并使重金屬形成難溶性化合物，有效固定在土壤中；
第四步，浸泡處理：將熱解后的樣品使用稀的金銀花和/或茶葉湯進行漫灌水封處理，營造缺氧和厭氧環境，漫灌周期2-30d達到固定重金屬，降低重金屬生物有效性的目的；
第五步，干燥處理：經過浸泡處理的樣品進行自然晾干或者烘干處理。
進一步地，所述第一步中城市環衛有機廢物為落葉、木屑、秸稈中的一種或幾種。
進一步地，所述第一步市政污泥中鐵鋁鈣三者元素百分比超過70％。
進一步地，所述第二步中助劑為生物炭和/或石灰。
進一步地，所述第二步中混合速度為600-800r/min，混合時間為36-72h。
進一步地，所述第四步中稀的金銀花和/或茶葉湯濃度為1-5％，金銀花和/或茶葉湯用量以浸沒固體材料為準。
進一步地，所述第五步中烘干溫度為60-70℃，烘干時間為4-8h。
原理解釋：市政污泥含有豐富的鐵鋁鈣元素，在熱解炭化過程中形成豐富的金屬氧化物和表面羥基。在與城市環衛有機廢物共熱解的產物有豐富的含碳官能團，并形成具有介孔通道和活性位點，以上結構有利于吸附游離的重金屬離子，然后通過生物還原反應將土壤中的重金屬離子還原成難溶性、難遷移的形態，使其固定在生物炭和土壤中，從而減少其毒性和生物可利用性。該方法同時固定了污泥和污染土壤中的重金屬，同步解決了城市環衛有機廢物，市政污水處理廠污泥和污染土壤的處置和修復問題，一舉三得，有顯著的環境效益。
有益效果：
本申請提供了一種土壤和污泥重金屬同步固化方法，與現有技術相比，具備以下有益效果：
1.本發明采用市政污泥與土壤修復同步的方式，采用熱解技術和植物萃取液還原技術相結合，既修復固定了土壤和污泥中的重金屬，又解決了污泥處置的環保難題。
2.具有綜合治理效果好、成本低、技術簡單等優點。
（發明人：葉長青;王海東;繆穎;王偉熠）
