[发明专利]一种重金属污染底泥固化剂及其固化方法

说明书

本发明公开了一种重金属污染底泥固化剂及其固化方法，涉及底泥处理技术领域。本发明的一种重金属污染底泥固化剂，包括配合使用的固化粉剂和固化液剂，所述固化粉剂包括以下重量份原料：重金属稳定剂25‑35份、水玻璃1‑5份、改性壳聚糖2‑4份、过硫酸铵1.5‑2份、聚合氯化铝1‑2份，所述固化液剂包括以下重量份原料：聚丙烯酰胺10‑15份、聚苯乙烯磺酸钠5‑10份、戊二醛0.5‑1.5份。本发明公开了一种重金属污染底泥固化剂及其固化方法，固化后的底泥pH值偏中性，更有利于后续资源化利用，且对底泥中重金属的稳定性较好，底泥固化物中的重金属被重新溶解释放，产生二次污染的几率相对较小。

技术领域

本发明涉及底泥处理技术领域，尤其涉及一种重金属污染底泥固化剂及其固化方法。

背景技术

重金属，特别是铅、铬等具有显著的生物毒性，微量浓度即可产生毒性，在微生物作用下会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋－甲基汞)；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。而随着工农业的迅猛发展，大量的工农业废水进入河道水体，当携带有重金属的工农业废水进入水体后，由于这些重金属在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)，除被悬浮物带走的外，由于水动力的不足，最终这些重金属会因吸附沉淀作用而富集于底泥中，成为长期的次生污染源，严重威胁到人类的生存环境和健康。

目前对重金属污染底泥治理的研究大多集中于底泥中重金属的释放以及利用植物或微生物进行修复的方向，而对重金属污染底泥，固化/稳定化技术被认为是最佳的实用技术之一。传统的底泥重金属固定化技术大多借用污泥处置或者土壤修复方面的经验和技术，例如水泥固化技术、石灰固化技术，由于多数重金属离子能与OH^-相结合，生成不溶于水的盐类，因此经过固化处理，将重金属污染底泥的pH值进行提高，使得底泥中的重金属向稳定态转化，转变为低溶解性、低迁移性、低毒性物质，从而达到稳定的效果。

但是，利用该方法进行固化的底泥，一方面，生成的底泥固化物往往pH值偏高，不利于资源化的利用，另一方面，由于重金属的形态会随pH和氧化还原条件而转化，在后续利用的过程中，随着环境的变化，底泥固化物中的重金属容易被重新溶解释放，产生二次污染。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于公开一种重金属污染底泥固化剂及其固化方法，固化后的底泥pH值偏中性，更有利于后续资源化利用，且对底泥中重金属的稳定性较好，底泥固化物中的重金属被重新溶解释放，产生二次污染的几率相对较小。

具体的，本发明的一种重金属污染底泥固化剂，包括配合使用的固化粉剂和固化液剂，所述固化粉剂包括以下重量份原料：重金属稳定剂25-35份、水玻璃1-5份、改性壳聚糖2-4份、过硫酸铵1.5-2份、聚合氯化铝1-2份，所述固化液剂包括以下重量份原料：聚丙烯酰胺10-15份、聚苯乙烯磺酸钠5-10份、戊二醛0.5-1.5。

本发明的底泥固化剂，先利用固化粉剂对底泥的脱水性进行改善，以及重金属离子进行初步稳定，再使用固化液剂，通过固化粉剂和固化液剂相互作用交联形成三维网络结构的骨架，从而达到将污染底泥进行固化的效果，在原料中摒弃现有的水泥或石灰类固化材料，得到的底泥固化物pH偏中性，利用范围更广，可以作为绿化营养土、建材用土等，且用作绿化营养土，在种植的过程中更不容易板结。且本发明中的重金属稳定剂，通过重金属稳定剂对底泥中的重金属离子进行不可逆吸附、离子交换等方式进行稳定，然后被包裹在形成的骨架内，一方面由此减少了重金属浸出率，降低了底泥固化物中的重金属被重新溶解释放，产生二次污染的几率，另一方面重金属稳定剂也对骨架起到支撑、增强作用，从而增加了底泥固化物的无侧限抗压强度。

进一步，所述固化粉剂包括以下重量份原料：重金属稳定剂30份、水玻璃3份、改性壳聚糖4份、过硫酸铵1.7份、聚合氯化铝1.5份，所述固化液剂包括以下重量份原料：聚丙烯酰胺12份、聚苯乙烯磺酸钠8份、戊二醛1.3份。

进一步，所述重金属稳定剂是以改性沸石作为载体，负载脯氨酸修饰碳量子点后，再接枝聚乙烯亚胺制成。