[发明专利]一种复合型重金属污染底泥的固定化处理方法

说明书

技术领域

 本发明是一种复合型重金属污染河道底泥的处理方法，具体是一种河道底泥中Cr、As、Hg、Pb、Cd等重金属的固定化处理方法。

背景技术

涉重企业点多面多，分布于电镀、电池、电解、采矿、冶炼、农药、医药、油漆、颜料、五金、机械、化妆品、陶瓷、化工等众多行业，废水一般都排入河道。因此河道底泥的重金属污染种类众多，以深圳市茅洲河为例，表现为复合型重金属污染，其中毒性较大，含量较高的为Cr、As、Hg、Pb、Cd（见下表）。

表1 茅洲河底泥重金属含量（mg/kg）

当前国内外对重金属污染底泥的处理处置方法主要有底泥掩蔽、电动修复、化学淋洗、植物修复、微生物修复、固化/稳定化技术等。其中化学淋洗是最常用的去除底泥重金属的方法，但是淋洗法费用较高，而固化法是应用广泛且价格较低的修复方法。根据深圳市底泥处置布局规划（2006-2020），河道淤泥主要用于填海造地，但对重金属污染问题研究较少。深港西部通道填海区采用P.0425普通硅酸盐水泥固化，深圳盐田港中港区三期工程使用32.5号普通硅酸盐水泥固化，均未考虑重金属渗出。填海导致重金属迁移进入地下水和海水。无论雨季和旱季，深港西部通道填海区地下水中重金属浓度普遍高于非填海区地下水，且浓度随填海时间增长而增加。台湾高雄小港区填海造陆后，周边地下水砷含量6年增加40倍，周边海域底泥重金属铜、铅、汞、锌含量比未填海前高200至300多倍，并且极可能经食物链回到人体。

目前国内外基本没有对Cr、As、Hg、Pb、Cd同时进行固化且固化效果效果较好的技术（TCLP减少80%）。一个原因是各种重金属的性质不同。例如砷最常见的为三价和五价无机砷(As³⁺，As⁵⁺)。As³⁺溶解度大，为As⁵⁺的数十倍。固化处理时，需要将As氧化As⁵⁺。而Cr的溶解性质相反，固化时需要将溶解性大的Cr⁶⁺还原为溶解性小的Cr³⁺，二者相互矛盾，难以同时固化。。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，而提出一种对复合型重金属污染底泥Cr、As、Hg、Pb、Cd同时固化且固化效果较好的处理方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：将铁粉1?2%（相对于底泥）、硅酸钠0.51?2%，活性二氧化硅3?5%、氧化镁粉末3?5%、焦磷酸钠1?3%、硫磺0.5?2%，CaO 0.2?2%、水50?100%，依次加入含水率为70?80%的底泥中，混合搅拌1分钟，成为糊状；成型：在表面覆盖塑料薄膜，成型1-3天； 养护：再在室温下、相对湿度为70?100%的条件下养护7天，即得到无侧抗压强度> 300 kpa 的固化泥块。

本发明方法与现有技术相比，具有以下特点：处理周期短，处理效果好，能够使底泥中Cr、As、Hg、Pb等的TCLP减低率均大于80%，达到了香港环保署认可的污染土处理标准要求，且处理成本较低。 固化底泥养护时间较短，含水率低，便于污泥的运输，具有较高的无侧压强度，满足填埋要求。

具体实施方式：

将铁粉1?2%（相对于底泥）、硅酸钠0.51?2%，活性二氧化硅3?5%、氧化镁粉末3?5%、焦磷酸钠1?3%、硫磺0.5?2%，CaO 0.2?2%、水50?100%，依次加入含水率为60?80%的底泥中，混合搅拌1分钟，成为糊状；成型：在表面覆盖塑料薄膜，成型1-3天； 养护：再在室温下、相对湿度为70?100%的条件下养护7天，即得到无侧抗压强度> 300 kpa 的固化泥块。其浸出毒性TCLP：Cr 0.1?0.4 mg/L，Hg< 0.005 mg/L，As 0.01?0.03 mg/L，Pb 0.1?0.4 mg/L，Cd 0.03?0.8 mg/L。

表2  香港环保署认可的污染土处理TCLP标准