[发明专利]一种土壤或污泥中重金属和有机污染物的电动去除方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从土壤或污泥中去除有害物质的方法，特别地涉及一种土壤或污泥中重金属和有机污染物的电动去除方法，属于土壤修复和污泥无害化处理领域。 

背景技术

我国在长期的工业化过程中积累了较为严重的土壤污染。例如，近年来，在快速的城镇化进程中，大量工厂企业的关停并转和城市的退二进三，众多搬迁企业留下了大量遗留污染场地，其中富集了大量的有害重金属和污染有机物；又如由于农药的大量长期使用和残留，导致大面积农田土壤受到农药污染；再如油田勘探、石油开采、油品储运和加油站泄露等，而造成了土壤石油烃类污染......严重的土壤污染对地下水、农产品质量、生态环境和人体健康都构成了明显的威胁。而我国在土壤治理和修复方面才刚刚起步，对实用性强的土壤污染修复技术需求极为迫切。 

迄今为止，传统污染土壤的修复技术主要有稳定/固化技术、高级氧化法、高温热解法、化学淋洗法、植物修复法、微生物修复法、气相抽提法等。 

稳定/固化技术是将一些化学物质加入到污染土壤中，通过化学反应实现重金属的稳定和固化，其虽然降低了重金属的浸出毒性，但无法减少土壤中的污染物尤其是重金属的总量，不能从根本上解决问题。 

高级氧化法是向受污染土壤中加入氧化剂，从而将其中的有机污染物氧化成无害的小分子化合物和无机盐，但容易对土壤的理化性质造成严重的不利影响。 

高温热解法即热处理技术，是通过向土壤中通入热蒸汽或用射频、电加热等方法来加热土壤，从而使土壤中的污染物分解成小分子或无害物质。缺点是耗能较大，对土壤的理化性质也有不利影响 

化学淋洗法是指借助于能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂，把污染物从土壤颗粒上淋洗出来，随后分离出的污水进行处理，从而完成土壤的污染物去除。该方法操作较为简单，但是只对特定的土壤和污染物有效，适用范围小，洗脱效率低。 

植物修复法是指利用植物的生理活动吸收或降解土壤中的污染物或使这些污染物变为无害的方法，主要包括植物提取、植物稳定、植物挥发、植物降解、根际滤除等，同时某些植物还能对土壤中的重金属实现一定程度的 富集作用。但该方法成本较低，操作简单，但效率过低，耗时过于漫长。 

微生物修复法主要是通过利用营养和其他化学品来激活微生物，使它们保持代谢活动的良好状态，能够快速分解和破坏污染物。但该方法需要不断向土壤中添加生物制剂，而且微生物在土壤中的传质效果不好，该法成本较高，修复周期长，同时只能改变重金属的形态而不能降解重金属。 

土壤气相抽提法(Soil vapour extraction，SVE)是近几十年来应用广泛的一种土壤修复技术，该技术主要是通过向污染土壤中引入清洁空气产生驱动力，从而利用土壤固相、液相和气相之间的浓度梯度，将土壤中的污染物转化为蒸气形式而加以去除。SVE尤其适用于高挥发性有机污染土壤的修复，如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤，而对于中挥发性和低挥发性的有机污染物去除存在一定的局限性：去除效率较低、周期较长(可长达数年)等。 

除大量的污染土壤外，另个重要的重金属和有机物来源是城市生活、工业生产中产生的大量污泥，尤其是污水处理厂在污水处理过程中所产生的城市污泥，数量巨大，含有大量的重金属和水分。而随着我国城镇化进程的加速和污水集中处理率的提高，我国污水厂污泥年产量与日俱增，据不完全统计，截至2010年底，我国的污水处理厂年产约2100万吨含水80％污泥，而且今后污泥年产量还会加速增长。 

污泥的无害化是污泥处理处置的重要原则，然而，污泥中含有的重金属是污泥资源化和减量化的主要限制和影响因素。 

重金属的污染危害严重而且持久，含有重金属的污泥施用于土壤之后，会增加土壤中重金属的含量，对人类、动物、植物和土壤生态系统都存在着潜在的严重危害。基于此考虑，在将污泥应用于农林业之前，必须对其进行适当处理，以降低重金属的浸出性及生物有效性，减弱污泥中重金属的不利影响。污泥中重金属的固化技术主要涉及有水泥固化法、石灰固化法、热塑固化法、玻璃化技术、自胶结固化技术等，但这些方法存在如下缺陷：(1)较大程度地改变了污泥的结构，使污泥硬化或增容，限制了后续的资源化利用；(2)部分固化法费用昂贵，操作复杂，难以推广应用。为了克服这些缺陷，人们研发了多种处理污泥中重金属的技术，例如： 

CN1061012A公开了一种清除污水/污泥中重金属的方法，是将污泥与催化剂氧化剂、再生氧化剂及酸进行混合，形成活性泥浆，然后分离。