申请日2010.06.25
公开(公告)日2011.08.17
IPC分类号C02F11/00; B09C1/08
摘要
本发明涉及一种用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂，特征是，其组份按重量份数计，包括以下工艺步骤：将15～20份的葡萄糖酸、12～17份的氯化钠、0.3～1份的十二烷基磺酸钠、2～2.7份的羧甲基纤维素钠和965～970份的水在45～55℃的混合釜中搅拌，搅拌速度为180～200转/分钟，搅拌时间为30～60分钟。本发明的优点：葡萄糖酸能对土壤中大部分重金属起到很好的解吸作用，使之与土壤分离，进入液相;葡萄糖酸为环保型物质，不会对环境造成二次污染;十二烷基磺酸钠能提高溶液表面张力，提高淋洗剂的络合效果;羧甲基纤维素钠能捕捉淋洗液中的重金属离子，重金属能与羧甲基纤维素钠结合，破坏其胶束形式，达到重金属富集的效果;操作简单，成本低廉，适用广泛。
权利要求书
1.一种用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂，其特征是，所述环保型淋洗剂按重量份数计：15～20份的葡萄糖酸、12～17份的氯化钠、0.3～1份的十二烷基磺酸钠、2～2.7份的羧甲基纤维素钠和965～970份的水。
2.制备权利要求1所述用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂的方法，其特征是，所述制备方法如下：将15～20份的葡萄糖酸、12～17份的氯化钠、0.3～1份的十二烷基磺酸钠、2～2.7份的羧甲基纤维素钠和965～970份的水在45～55℃的混合釜中搅拌，搅拌速度为180～200转/分钟，搅拌时间为30～60分钟;单位为重量份。
说明书
用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂
技术领域
本发明涉及一种用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂，属于重金属污染土壤和污泥的修复领域。
背景技术
重金属在现代工业中应用广泛，普遍用于电镀、印染及催化行业等。但一旦对其管理和处置不妥当，会造成严重的环境污染和社会公害。重金属污染具有普遍性、不可逆性和富集性，被誉为当代的“化学定时炸弹”。重金属在环境中能稳定存在，不能被分解，很难被还原。有些能与有机物结合成有机重金属化合物，为植物所吸收，有些渗入地下水，进而进入食物链，在人体内高倍数富集，对人体造成严重危害。
目前，对重金属污染土壤和高重金属含量污泥的主要处理方法有：
一、工程治理。包括换土、固化、电动力学法等。
二、化学治理。包括化学提取(淋洗、萃取)、施用改良剂等。
三、生物治理。包括微生物吸附、植物吸取等。
对比以上各种方法优劣，淋洗法是对重金属污染的土壤和污泥最直接、最有效的处理方法。淋洗剂的组成是淋洗法的核心部分，原因在于淋洗法的基础即利用淋洗剂中的有效成分和基团对土壤和污泥中的重金属起到解吸、络合等作用，使其脱离原泥土载体。现在科研和实践中采用的淋洗剂主要分为四大类：无机淋洗剂、人工螯合剂、天然有机酸和生物表面活性剂。
无机淋洗剂以盐酸为代表，辅以一些氯化物盐类。由于盐酸的强酸性，在洗脱重金属的同时也已将土壤的理化性质和微团聚体结构彻底毁坏，淋洗后的土壤无利用价值，无法推广到大规模应用。
人工螯合剂以EDTA(乙二胺四乙酸)为代表，洗脱重金属的效果也非常好，原因在于EDTA络合金属离子的能力非常强，形成的络合物非常稳定。但EDTA及大部分人工螯合剂本身有毒，作为淋洗剂主要成分会进入生态循环系统，造成二次污染。
生物表面活性剂是生物代谢所产生的一类活性物质，具有可降解性和超低的表面张力，依靠超低的表面张力，能将重金属从土壤胶体上解络下来进入溶液相。但并不是所有的生物表面活性剂都具有淋洗重金属污染土壤的能力，且其对重金属的吸收能力不及无机酸与人工螯合剂。
天然有机酸以柠檬酸为代表，其处理重金属的原理及效果与人工螯合剂相类似，但具有低毒性、可降解性等优点，更适合于重金属污染土壤的处理。
选择合适的淋洗剂对重金属污染土壤进行淋洗后的废液处理同样具有十分重要的意义，离散的重金属需要富集，既能消除重金属的危害，也能创造经济价值。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂，既能洗脱重金属，又不对环境和水体造成伤害，同时还能富集重金属。
按照本发明提供的技术方案，所述环保型淋洗剂按重量份数计，包括以下组分：15～20份的葡萄糖酸、12～17份的氯化钠、0.3～1份的十二烷基磺酸钠、2～2.7份的羧甲基纤维素钠和965～970份的水。
制备用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂的方法如下：将15～20份的葡萄糖酸、12～17份的氯化钠、0.3～1份的十二烷基磺酸钠、2～2.7份的羧甲基纤维素钠和965～970份的水在45～55℃的混合釜中搅拌，搅拌速度为180～200转/分钟，搅拌时间为30～60分钟;单位为重量份。
本发明的优点：
1、葡萄糖酸能对土壤中大部分重金属起到很好的解吸作用，使之与土壤分离，进入液相;
2、葡萄糖酸为环保型物质，过量的处理剂不会对环境造成二次污染;
3、十二烷基磺酸钠能提高溶液表面张力，提高淋洗剂的络合效果;
4、羧甲基纤维素钠能捕捉淋洗液中的重金属离子，重金属能与羧甲基纤维素钠结合，破坏其胶束形式，达到重金属富集的效果;
5、操作简单，成本低廉，适用广泛。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明中所使用的混合釜为江阴市源宏机械制造有限公司制造的FS型多功能搅拌分散混合釜;
本发明中所用的葡萄糖酸可采用上海誉美化工有限公司生产的葡萄糖酸，葡萄糖酸作为重金属络合剂，与重金属离子形成络合物。葡萄糖酸在水溶液中转化为γ-葡萄糖酸内酯和δ-葡萄糖酸内酯的平衡混合物。整个溶液的组成为葡萄糖酸、两种内酯和葡萄糖酸钠的混合物。内酯的形成有助于表面张力的降低，进而有利于分子在土壤上的点吸附，将土壤上的重金属离子解络下来。游离葡萄糖酸所电离出的一部分氢离子能对土壤中重金属沉淀物起到酸解的作用。葡萄糖酸根离子可以起到络合稳定的作用;
本发明中所用的氯化钠作为离子交换剂，Na+能和重金属离子发生离子交换，与污泥中重金属离子发生离子交换，置换出污泥 中的重金属离子;
本发明所用的十二烷基磺酸钠可采用上海光铧科技有限公司生产的十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠作为表面活性剂，用于降低污泥表面张力，防止污泥结块，有利于污中种重金属与络合剂的充分接触;
本发明中所用的羧甲基纤维素钠可采用威怡化工(苏州)有限公司生产的羧甲基纤维素钠，羧甲基纤维素钠作为重金属捕捉剂，羧甲基纤维素钠在水溶液中以胶束形式存在，胶速遇重金属离子即形成团聚，在非高浓度重金属条件下，该团聚会浮上液面，便于收集、归类。
实施例一：一种用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂，其组份按重量份数计，包括以下工艺步骤：
将15份的葡萄糖酸、12份的氯化钠、0.3份的十二烷基磺酸钠、2份的羧甲基纤维素钠和965份的水在45℃的混合釜中搅拌，搅拌速度为180转/分钟，搅拌时间为60分钟。
铅、镉是典型的重金属污染物，对环境会产生极大危害。取模拟污染土样10克，铅含量为1048ppm，镉含量为95ppm，加入200mL淋洗剂溶液，搅拌1h。抽滤，检测结果显示样品中铅含量减为125ppm，镉含量减为3ppm，洗脱率均高于88%。
实施例二：一种用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂，其组份按重量份数计，包括以下工艺步骤：
将20份的葡萄糖酸、17份的氯化钠、1份的十二烷基磺酸钠、2.7份的羧甲基纤维素钠和970份的水在55℃的混合釜中搅拌，搅拌速度为200转/分钟，搅拌时间为30分钟。
在500L的反应釜中加入50kg污染土壤，铅含量为1048ppm，镉含量为95ppm，加入200L淋洗剂溶液，搅拌1h。过滤后取泥样经干燥后检测，结果显示其中铅含量为188ppm，镉含量为8ppm，洗脱率均高于80%。
实施例三：一种用于处理重金属污染土壤和污泥的环保型淋洗剂，其组份按重量份数计，包括以下工艺步骤：
将18份的葡萄糖酸、15份的氯化钠、0.6份的十二烷基磺酸钠、2.4份的羧甲基纤维素钠和968份的水在50℃的混合釜中搅拌，搅拌速度为190转/分钟，搅拌时间为45分钟。
在五万立方淤泥干化池中取样检测，其中铅含量为1189ppm，镉含量为37ppm，淤泥干化选用聚丙烯酰胺为絮凝剂，将淋洗剂与絮凝剂同时打入，取样分析得葡萄糖酸根离子浓度为0.034mol/L。絮凝的同时进行重金属的脱除，溶液从通水管道中流进蓄水池，进行重金属的富集和分离。干化泥取样分析，铅含量减为35ppm，镉含量已检测不到。
