申请日2016.01.27
公开(公告)日2016.05.04
IPC分类号B09C1/02; C02F9/04; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，具体包括如下步骤：往待处理废水中加入双氧水，每100mL废水中加入0.5～5mL?30%的H2O2，搅拌;调节废水的pH至6～10;废水离心，倾出上清液，即为澄清溶液。待处理的废水是指采用一种无机盐10～50mmol/L和一种有机酸10～150mmol/L配制得到复合淋洗剂，淋洗镉、铅、锌、铜等污染土壤得到的淋洗废水。本发明方法沉淀效果好、无二次污染、操作简单、成本相对低廉，添加少量H2O2，废水中重金属的络合形态被破坏，再加入少量的碱，重金属在较低pH条件下沉淀完全，去除率最高可达到99.69%，处理后的水调节pH后可循环使用。
权利要求书
1.一种修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，其特征在于具体包括如下步骤：
(1)、往待处理废水中加入双氧水，每100mL废水中加入0.5～5mL30%的H2O2，搅拌5～10min;
(2)、调节经过步骤(1)处理的废水的pH至6～10;
(3)、经步骤(2)处理的废水离心5～10min，倾出上清液，得到澄清溶液。
2.根据权利要求1所述的金属污染土壤化学淋洗修复废水的净化处理方法，其特征在于步骤(1)中，每100mL废水中加入1～5mL30%的H2O2。
3.根据权利要求2所述的修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，其特征在于步骤(1)中，每100mL废水中加入1～4mL30%的H2O2。
4.根据权利要求1所述的修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，其特征在于步骤(2)中，采用NaOH溶液或Ca(OH)2调节废水的pH值。
5.根据权利要求1所述的修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，其特征在于步骤(2)中，调节经过步骤(1)处理的废水的pH至7～10。
6.根据权利要求5所述的修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，其特征在于步骤(2)中，调节经过步骤(1)处理的废水的pH至7～9。
7.根据权利要求1所述的修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，其特征在于步骤(3)中，离心转速为3000～5000r/min。
8.根据权利要求1所述的修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，其特征在于待处理的废水是指采用无机盐10～50mmol/L和有机酸10～150mmol/L配制得到复合淋洗剂，淋洗镉、铅、锌、铜等污染土壤得到的淋洗废水;所述的无机盐为氯化铁、硫酸铁、氯化钙的一种，有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸中的一种。
9.根据权利要求1所述的修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，其特征在于往步骤(3)的澄清溶液中补充无机盐或有机酸，再加入稀盐酸，调节pH至3～5，作为二次化学淋洗回用修复重金属污染土壤。
10.根据权利要求9所述的修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，其特征在于所述的无机盐的加入量为复合淋洗剂中无机盐浓度的1/10，有机酸的加入量为复合淋洗剂中有机酸浓度的1/5;所述的复合淋洗剂中无机盐浓度为10～50mmol/L，有机酸浓度为10～150mmol/L。
说明书
一种修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法
技术领域
本发明属于土壤重金属污染治理技术领域，具体涉及一种修复重金属污染土壤的化学淋洗废水的净化处理方法，特别是针对化学淋洗修复重金属重度污染土壤产生的废水的处理以及回用的方法。
背景技术
最近几十年来，全球人口快速增长，工业设施、能源开发和市政建设迅速发展，城市化进程也日益深入，原处市区或市郊的化工厂陆续搬迁，其遗留地纳入城市建设规划是必然趋势。工业生产活动导致了高浓度重金属在化工厂场地的富集，并向地下水及邻近地区扩散，是周边的农业生产和居民生活的巨大隐患。重金属具有残留时间长、隐蔽性强、毒性大等特点，不能为微生物降解，一旦进入环境即开始积累，以扬尘暴露或食物链传递威胁人体健康。因此，对遗留的化工厂搬迁场地，需要进行污染土壤的修复与整治。目前，重金属污染土壤的修复方法主要包括物理修复、化学修复和生物修复等方法。与其他修复方法相比，化学修复方法具有治理效果稳定、彻底等优点，土壤淋洗是行之有效的化学修复方法，不仅可快速将污染物从土壤中移除，尤其适用于重度污染土壤的治理，而且重金属去除效果最为彻底，现已成为污染土壤快速修复技术主要手段之一，在国外已有成功的工程应用。淋洗法可灵活地采取原位或异位操作方式，具有光明的应用前景。
但是，淋洗下来的废水的处置和排放一直是比较棘手问题，无疑是增加了土壤修复的成本和二次污染的环境风险，这些问题一直限制淋洗技术推广和应用。现有淋洗废水处理技术匮乏，大多采用直接碱性沉淀和添加絮凝剂的方法，这些方法调节的pH偏高且重金属沉淀不彻底，导致当前淋洗废水的处理成本巨大以及难以达到排放标准。
发明内容
本发明的目的在于针对现有淋洗废水处理技术匮乏，大多采用直接碱性沉淀和添加絮凝剂的方法，调节的pH偏高且重金属沉淀不彻底等方面的不足，提供一种低成本、采用促沉淀的方法去除溶液中重金属，用于重金属(镉、铅、锌、铜等)污染土壤的化学淋洗修复技术产生的废水净化处理方法，可二次循环使用。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种重金属污染土壤化学淋洗修复废水的净化处理方法，具体包括如下步骤：
(1)、往待处理废水中加入双氧水，每100mL废水中加入0.5～5mL30%(质量分 数)的H2O2，搅拌5～10min;
(2)、调节经过步骤(1)处理的废水的pH至6～10;
(3)、经步骤(2)处理的废水离心5～10min，倾出上清液，即为澄清溶液。
本发明待处理的废水是指采用无机盐(氯化铁、硫酸铁或氯化钙等中的其中一种)10～50mmol/L和有机酸(柠檬酸、酒石酸或苹果酸中的其中一种)10～150mmol/L配制得到复合淋洗剂，淋洗镉、铅、锌、铜等污染土壤得到的淋洗废水;废水中镉1～5mg/L、铅10～300mg/L。
具体是由下述方法修复重金属污染土壤产生的废水，一种用于修复重金属污染土壤的化学淋洗方法，采用复合淋洗剂淋洗重金属污染土壤1～3次，然后用蒸馏水继续淋洗1～3次，最后将淋洗液与土壤分离;具体包括如下步骤：
(a)、重金属污染土壤磨细过2mm筛;
(b)、配制得到的无机盐和有机酸的复合淋洗剂与步骤(a)研细的土壤混合，淋洗时加入的复合淋洗剂的体积与待修复重金属污染土壤的质量比为1.5∶1～2.0∶1，在恒温水浴振荡器中振荡淋洗，淋洗温度为25～28℃，振荡速率为180～220转/分钟，振荡20～28小时;所述的复合淋洗剂中无机盐浓度为10～50mmol/L，有机酸浓度为10～150mmol/L;所述的无机盐为氯化铁、硫酸铁、氯化钙的一种，有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸中的一种;
(c)、经步骤(b)处理的混合物离心，离心速率4000～5000转/分钟，离心时间3～8分钟，倾出淋洗废水，即为本发明需要净化处理的废水;
(d)、经步骤(c)处理的土壤加入相当于步骤(b)中复合淋洗剂体积的蒸馏水，恒温振荡淋洗，温度、时间和振荡速率同步骤(b)，按照步骤(c)的方法离心，倾去上清液;重复用蒸馏水振荡淋洗1～3次，得到修复的土壤。
步骤(1)中，优选的，每100mL废水中加入1～5mL30%的H2O2;进一步优选的，每100mL废水中加入1～4mL30%的H2O2。
步骤(2)中，采用NaOH溶液或Ca(OH)2)溶液调节废水的pH值;优选的，调节经过步骤(1)处理的废水的pH至7～10;进一步优选的，调节经过步骤(1)处理的废水的pH至7～9。
步骤(3)中，离心转速为3000～5000r/min。
作为本发明重金属污染土壤化学淋洗修复废水的净化处理方法的优选方案，往步骤(3)的澄清溶液中补充无机盐或有机酸，再加入稀盐酸，调节pH至3～5，作为二次化学 淋洗回用修复重金属污染土壤;所述的无机盐的加入量为复合淋洗剂中无机盐浓度的1/10，有机酸的加入量为复合淋洗剂中有机酸浓度的1/5。
与现有技术相比，本发明所具有的优点：
(1)、本发明提供了一种沉淀效果好、无二次污染、操作简单、成本相对低廉的化学淋洗废水净化处理方法，添加少量的30%的H2O2，废水中重金属的络合形态被破坏，而成为自由态，再加入少量的碱，废水中重金属在较低pH条件下即可沉淀完全，与未加H2O2直接碱性沉淀的方法相比，相同pH条件下重金属去除率大幅提高，去除率最高可达到99.69%，克服了现有淋洗重金属污染土壤产生的废水处理方法中添加较多的碱使废水的pH偏高，避免产生二次污染，对环境危害大、后续处理或排放压力大等问题;
(2)、本发明在废水沉淀之后，无需添加絮凝剂，固液相即可容易分离，降低废水净化处理成本;
(3)、本发明对废水净化处理之后，处理后的水调节pH后可循环使用，用于镉、铅、锌、铜等污染土壤的二次淋洗，淋洗效果不低于一次淋洗，对土壤中的镉、铅、铜、锌等依旧有较好的去除效果、修复效率高，节约淋洗试剂成本，减少废水排放量。
具体实施方式
以下通过实施案例对本发明的技术方案作进一步说明，而非限制本发明。
实施例1
广东韶关重金属污染土壤(Cd含量6.68mg/kg，Pb含量787.76mg/kg，下同)，污染土壤磨细，过2mm的筛;称取若干份土壤，每份50克，置于离心管中，每份加入由氯化铁和柠檬酸配制得到的复合淋洗剂100mL，每份复合淋洗剂中氯化铁和柠檬酸的浓度分别为50和10mmol//L，将离心管置于恒温振荡器中，控制淋洗温度为25℃，振荡速率为200转/分钟，振荡淋洗24小时后，取出离心管;置于离心机中，在5000转/分钟速率下离心分离5分钟，倾出淋洗废水，将每份淋洗废水混合在一起，即为本发明需要净化处理的废水，测得废水中Cd、Pb含量分别为2.87mg/L、265.35mg/L;再向离心管中加入蒸馏水10mL，淋洗温度、振荡速率和淋洗时间同上，然后在5000转/分钟的速率下离心分离5分钟，倾去上清液;用蒸馏水在同样条件下再淋洗两次，得到修复的土壤。