[发明专利]一种用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于土木工程或者道路工程中固化剂，具体来说，涉及一种用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂。

背景技术

固化稳定法(Solidification/Stabilization)是将废弃物与胶凝材料(胶结剂、固化剂)混合，同时通过物理和化学手段降低污染物质的淋滤能力及提高土体强度，从而将有害物质转化为环境可以接受的材料。此法适用于重金属污染场地的原位修复，然而许多重金属污染场地中均存在有机物污染，使得传统水泥固化剂存在以下的缺点：

(1)由于有机物的存在会对水泥水化过程造成干扰，对硅酸盐水泥固化效果造成滞后影响，包括化学固定和物理包裹等。

(2)固化稳定后的土体pH值一般维持在12-13之间。首先，土体的高碱性环境较难维持，修复后的土体强度难以长期维持；其次，由于对污染有机物有降解作用的微生物在强碱性环境下亦难以生存，所以若污染场地同时存在重金属及有机物污染，其固化效果会受污染有机物影响而大幅降低；最后，高碱性环境对于修复后的土体栽培植物以及场地周边的生态环境也造成较大影响。

(3)随着时间的增加，水泥土的碳化效应会愈发明显，使其受力性能大大降低，直到土体结构发生破坏。

(4)水泥水化的过程中会释放大量的二氧化碳(分子式：CO₂)气体，且水泥在制备过程中也会产生CO₂气体。经统计，上述CO₂气体总和占全世界总排放量的5％左右。施工中要达到良好的固化效果，需要较高的水泥掺量，这无疑又提高了成本。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂，该固化剂对含有机物污染的重金属污染场地进行原位处理时，固化效果明显。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂，所述的固化剂按照重量百分比，由以下组分组成：

磷酸盐：33％-40％；

粒化高炉矿渣粉：33％-40％；

氧化镁：20％-34％。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.

可在含有机物污染的重金属污染场地的原位处理中使用，固化效果明显，腐蚀性小。本发明的固化剂处理后的土体强度远高于使用水泥土固化剂处理后的土体强度，尤其是在污染场地重金属含量较高时，土体强度效果尤为明显。新型固化剂属于弱碱性固化剂，与水泥固化剂相比，腐蚀性小，利于场地植被修复。

2.

经过该固化剂处理后污染场地的pH值较低，利于有机物污染物的降解。本发明的固化剂处理后的土壤pH值维持在10-10.5之间。水泥固化剂固化后的土壤pH值大于12。对有机物有降解作用的微生物在高碱性环境下(pH＞11)将难易生存。土壤pH值较低时，有利于微生物的成活和繁殖，进而降解有机物污染物，起到净化土壤的功效。因此，经过本发明的固化剂处理后污染场地的pH值较低，利于有机物污染物的降解。

3.

该固化剂环保、价格低廉，取材广泛。本发明的固化剂中的粒化高炉矿渣粉属工业废料；重质氧化镁市场零售价格在500-600元一吨；磷酸盐矿物分布广泛，且固化剂对磷酸盐纯度要求不高，取材广泛。普通硅酸盐水泥市场零售价格在500-600元之间。

附图说明

图1是本发明提供的第一种方案的固化剂在不同龄期下，固化土体后的土体强度示意图。

图2是本发明提供的第二种方案的固化剂在不同龄期下，固化土体后的土体强度示意图。

图3是本发明提供的第三种方案的固化剂在不同龄期下，固化土体后的土体强度示意图。

图4是本发明提供的第四种方案的固化剂在不同龄期下，固化土体后的土体强度示意图。

图5是在7天的龄期下，在不同土体重金属铅浓度中，本发明提供的四种方案的固化剂固化土体后的土体强度示意图。

图6是在14天的龄期下，在不同土体重金属铅浓度中，本发明提供的四种方案的固化剂固化土体后的土体强度示意图。

图7是在28天的龄期下，在不同土体重金属铅浓度中，本发明提供的四种方案的固化剂固化土体后的土体强度示意图。

图8是Pb²⁺浓度为0.01％的试样土体经过四种方案的固化剂处理后的pH值随龄期的变化示意图。