[发明专利]一种利用增溶增排方式修复土壤的方法及其装置

说明书

本发明涉及土壤重金属污染修复技术领域，具体而言，涉及一种利用增溶增排方式修复土壤的方法及其装置。以柠檬酸作为增溶剂对待修复污染土壤中的重金属镉进行去除，而后加入水形成柠檬酸‑水体系对土壤进行浸提，进而有效去除重金属，处理后废液经废液处理再利用装置排出，使得土壤修复和增排液一并处理。该方法减少土壤重金属修复难度并提高修复效率，不仅具有成本低、操作方便、修复周期短和不破坏土壤环境等优势，而且可解决增溶剂残存于土壤或迁移于地下水造成二次污染的风险，本发明为农田土壤重金属的环境友好型快速修复及应用创造了条件。

技术领域

本发明涉及土壤重金属污染修复技术领域，具体而言，涉及一种利用增溶增排方式修复土壤的方法及其装置。

背景技术

土壤重金属污染已成为世界范围内最普遍、最严重的环境问题之一，对人类健康和生态安全构成重大威胁。农田土壤镉污染具有低浓度、长期性和累积性等特点，其在土壤中过度积累导致作物对重金属的吸收增加，影响农作物的产量和质量，而进入食物链的重金属会对人体健康带来巨大风险。因此，迫切需要对受镉污染的农田土壤进行修复研究，以提高农产品质量安全。

目前，针对农田土壤重金属污染的原位修复主要以固化稳定化和植物提取法为主，但固化稳定化法存在重金属去除不彻底和二次释放风险，植物提取法存在重金属去除效率低和修复周期长等问题。而土壤清洗技术因其适用的污染物种类广泛、处理效果稳定、成本低、效率高且可永久去除重金属等优点，在农田重金属土壤修复上具有巨大的应用潜力。土壤清洗的目的是降低土壤中重金属的总浓度和生物有效利用浓度，其关键在于清洗剂的选择。目前常用的清洗剂主要包括无机酸、盐、表面活性剂及螯合剂。无机酸、中性盐及人工螯合剂在土壤清洗中虽对土壤中重金属具有较好的去除能力，但会破坏土壤结构、对种子萌发和幼苗生长具有抑制作用，同时，该类清洗剂降解性差，在土壤中会向下迁移，从而存在污染地下水风险。并且现阶段技术中利用土壤清洗剂与土壤充分反应后，有效分离排出土壤中废液是土壤清洗增排技术的关键。目前，土壤清洗研究主要采用离心管搅拌或振荡洗涤后倾倒静置上清液的方式排出废液，少数会采用小型土柱浸提洗涤后自然渗滤洗涤废液的方式模拟田间处理，这些试验所用土壤量小、反应废液量少且缺少废液处理方法，与田间的实际土壤清洗修复效果可能存在较大差异。目前在中国大多数修复技术仍处于小规模试验阶段，很少有技术在现场试验中得到应用评估，仅有少数可原位应用的清洗方法主要通过原位注入-抽提井处理，但主要应用于污染场地的修复，在农田土壤应用中由于耗能高、成本大和可操作性差等问题受到一定限制。根据我国重金属污染农田土壤的修复要求和现状，开发新的修复措施具有一定的紧迫性。

因此，基于土壤清洗方法的局限性以及农田土壤需保证环境友好修复的特殊性，需要一种环境友好、效果良好和经济实用的增溶增排联合去除土壤中镉的快速修复方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种增强土壤中重金属友好溶出(增溶)和促进溶出重金属从土壤中快速排出(增排)相结合的，利用增溶增排方式修复土壤的方法及其装置。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种利用增溶增排方式修复土壤的方法，以柠檬酸作为增溶剂对待修复污染土壤中的重金属镉进行去除，而后加入水形成柠檬酸-水体系对土壤进行浸提，进而有效去除重金属，处理后废液经废液处理再利用装置排出，使得土壤修复和增排液一并处理。

所述通过废液处理再利用装置排出废液经再生处理后，套用进行清洗修复土壤。

所述向增排液中加入生石灰(氧化钙)对其进行再生处理，回收增排液中的柠檬酸进行套用。

向待处理土壤中加入增溶剂，其土液质量比1:1-2，先振荡1-6h后静置5-24h，修复处理后增溶液下排全部收集至所述废液处理再利用装置，而后向待处理土壤中加入水，使得土液比为1:1-2进行浸提，形成柠檬酸-水体系对土壤进行顺序浸提，进而有效去除重金属，处理后水收集至废液处理再利用装置中与增溶剂混合得废液。