[发明专利]一种重金属污染沉积物的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对重金属污染沉积物的修复方法，特别针对长期处于厌氧状态的重金属污染沉积物。 

背景技术

随着工业化进程的推进，工业废水、废液和生活污水的排放，水体污染问题十分突出。重金属因具有毒性、不可降解性及生物富集效应，水体的重金属污染问题备受关注。我国相当一部分的河流沉积物受到重金属的污染，水体沉积物是重金属等污染物的主要贮存器，部分河流沉积物中Hg、Cd等易挥发性重金属污染严重。当环境条件发生变化时，沉积物中的重金属会再次进入水体，成为二次污染物。为彻底治理污染河流，通常对河湖沉积物进行疏浚，疏浚后的污染沉积物因其量大、污染物成分复杂、力学性质差、含水率高而处理困难。污染沉积物处理处置也成为困扰我国城市发展的重要环境问题。 

目前国内外研究涉及到的以及实际处理过程中应用到的污染土壤/沉积物的修复技术主要包括：植物修复、电动力学修复、固化/稳定化、淋洗等。植物修复是一种利用植物及其共存的微生物体系有效清除环境中污染物的方法，植物修复具有安全和廉价的优点，该技术目前正处于研发中，尚未大规模应用。电动力学修复法是使污染物在电场作用下发生迁移达到去除污染物的目的，该方法可有效去除金属离子，但污染物溶解性和脱附能力限制其有效应用。固化/稳定化是通过外加药剂同污染物发生反应，生成难溶的物质，达到固定化沉积物的目的。淋洗法是在表面活性剂的辅助下通过淋洗液的解吸、螯合或溶解等化学作用，达到修复污染土壤的目的，适合快速修复受高浓度重金属和有机物污染的土壤，日本及欧美发达国家在20世纪90年代进行了工程应用，但该过程中表面活性剂的用量通常较高，达到土壤质量的0.5％～2％。上述技术大部分主要针对污染土壤修复开发的，沉积物具有含水率高，粘土、有机质含量高的特征，与土壤差异较大，不宜简单套用，更重要的是这些技术无法及时消纳大批量的疏浚沉积物。国内现有的污染沉积物处理方法如垫地、填埋等，已经造成了严重的污染及资源浪费。所以，如何在环境友好的前提下、低成本地实现污染沉积物的修复利用是亟需解决的关键问题。 

疏浚沉积物是泥沙和水的混和物，主要成分为泥土、砂砾、粘土或沙等，一般泥沙的粒级不均匀，重金属在沉积物中分布不仅与其矿物组成有关，还与其粒度有关。一般沉积物中砂砾、沙粒的粒径较大，颗粒因其表面相对光滑，吸附重金属的能力相对较小；泥土、粘土的粒径相对较小，比表面越大，而且吸附能力越强，往往富集大部分重金属。同时，沉积物中有机物在河道厌氧下容易分解产生的S^2-能与Cu和Pb等重金属离子形成溶解度很小的硫代矿物。根据文献，沉积物中重金属主要出现平均粒径＜45μm的颗粒上。因此，基于疏浚沉积物中重金属的分布特性及存在形式，有必要寻找一种高效率、低成本、使用方便的分离技术将疏浚泥中泥沙进行分离，达到将不同污染程度的污染物按照不同的方式处理处置，实现沉积物的分级、分离、减容、减量处理及资源化利用。 

水力旋流器是一种应用广泛的液体非均相混合物的分离设备，它可完成固体颗粒的分级与分选、液体的澄清、料浆的浓缩、固体颗粒的洗涤、液相除砂等作业。水力旋流器利用离心力分离不同密度混合物的高效分离设备，具有结构简单、设备投资少、运行成本低、安装与操作方便、体积小、处理能力大、占用空间小等优点，水力旋流器内产生较高剪切力，可有效地破坏颗粒间的团聚，有利于固相颗粒的分级与洗涤。水力旋流迄今已经在矿物加工、化工、石油、轻工及环保等众多工业部门得到了广泛应用。 

泡沫浮选技术是20世纪初发现的一种新型分离技术，具有设备简单、运行成本低、操作连续、不需高温高压的特点，对分离低浓度组分有独特的优势。泡沫浮选尤其适合50μm以下细颗粒物质的分离处理。同时，根据土壤浮选的经验，浮选所需表面活性剂的剂量比土壤淋洗所需剂量低至少一个数量级。泡沫浮选法最初用于选矿，近年来，泡沫浮选技术已成功应用于有机污染土壤净化及溶液中重金属离子的富集。 

发明内容