污染土的处理方法技术

本发明专利技术提供一种污染土的处理方法，通过在污染土的地基上交替布置阳电极与阴电极，并向电极施加直流电场，将在阳电极和/或阴电极附近的聚集有污染物的污染土挖出并与至少包括膨胀性组分和胶结性组分的固化剂拌合为固化污染土混合物，并将固化污染土混合物填注于植入在建筑地基中的约束装置内并进行密实。解决了高浓度污染土污染环境、放置不合理及地基处理方法中的固化土强度不高的问题，实现了对污染土的无害化、减量化处理及资源化利用，并可以低成本处理大面积污染土中的污染物，并得到高承载力的固化污染土的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染治理
，尤其涉及一种污染土的处理方法。
技术介绍
被重金属污染的土对生态环境和人身安全具有严重的危害。采用固化剂与污染土均匀拌合使之固化成具有一定强度的固化土是治理污染土的重要方法之一。通过固化剂与污染土相互作用，不仅使污染土产生强度，同时可以使污染物无害化或被固化封闭，从而减弱或消除污染土对环境的不良影响。但目前，对于含高浓度污染物的污染土的固化效果较差；对于含低浓度污染物的污染土，由于固化后强度不高，难以有效利用，所以仍只能堆放保存，这不仅占用大量土地，且在长期雨水(特别是酸雨)和地下水等作用下，固化污染土将不断劣化，对环境仍然存在潜在威胁。因此，现有固化方法处理污染土仍没有完全实现无害化、减量化，更没有实现资源化。此外，采用固化方法需使用固化剂和一定的搅拌工艺，处理成本较高，对污染土体量不大的场合较为适用。采用电化学及电动力学修复方法可以使污染土中的带电有害物向电极聚集并排出，从而可以大幅度降低污染物含量甚至消除污染物质。该方法适用于大范围的污染土处理。使用该法虽然可大幅度降低大面积污染土中的污染物含量，但有些污染物(特别是重金属)常常不能排出地基，而是聚集在电极附近，形成高浓度污染土。对于这部分高浓度污染土，只能采用将其挖出、堆存的方法处理，对环境的影响更大。故在现有技术中，采用电化学及电动力学修复方法仍然没有完全实现对污染土的无害化和减量化处理，更没有使污染土得到资源化利用。而采用固化剂与土拌合均匀得到具有一定强度的固化土是建筑行业常用的地基处理方法。但是由于目前的技术所得到的固化土强度不高(5MPa以下，一r/>般在1～2MPa左右)，因此一般仅能用于地基承载力要求不高的场合。
技术实现思路
本专利技术涉及一种污染土的处理方法，解决了高浓度污染土污染环境、放置不合理及地基处理方法中的固化土强度不高的问题，实现了对污染土的无害化、减量化处理及资源化利用，并可以低成本处理大面积污染土中的污染物，并得到高承载力的固化污染土的方法。本专利技术提供一种污染土的处理方法，包括：S1.在污染土的地基上交替布置阳电极与阴电极，并向电极施加直流电场；S2.将在阳电极和/或阴电极附近的聚集有污染物的污染土挖出并与至少包括膨胀性组分和胶结性组分的固化剂拌合为固化污染土混合物；以及S3.将固化污染土混合物填注于植入在建筑地基中的约束装置内并进行密实。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3之前还包括在建筑地基中成桩孔，然后将约束装置植入桩孔中，其中在建筑地基中成孔的步骤包括：用桩基成孔机械在地基中制成与约束装置在形状和大小配合的桩孔，并将约束装置植入于桩孔中。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3之后还包括对填筑有固化污染土混合物的约束装置进行密封，以获得约束固化污染土桩。根据本专利技术的一个实施例，固化剂包括具有如下三种功能的材料组分，稳定性组分：可以与污染物反应，改变污染物物质形态，从而消除其毒性等有害特性的物质，包括：氧化剂、还原剂、络合剂，络合剂为草酸、乙酸、氧化钙、磷酸盐、次氯酸钠、EDTA、DTPA、腐殖酸；通过离子交换吸附重金属离子的沸石；可以进入水化物晶格的物质，物质为钙矾石、AFm相(单硫型水化铝酸钙，水化氯铝酸钙)；膨胀性组分，包括：氧化钙、可以生成钙矾石的组分、氧化钙-可以生成钙矾石组分的复合材料、氧化镁、膨润土中的一种或几种；胶结性组分，包括：硅(铝)酸盐类胶凝材料、磷酸盐类胶黏剂，胶黏剂包括硅酸盐系列水泥、具有潜在水硬性胶凝材料、
碱激发火山灰类的胶凝材料、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、磷酸二氢盐。根据本专利技术的一个实施例，稳定性组分、膨胀性组分以及胶结性组分在固化剂中的比例分别为：0～30wt.％、5～55wt.％、15～95wt.％；并且固化剂的掺量为污染土质量的5～30wt.％。根据本专利技术的一个实施例，约束装置包括工程塑料，工程塑料的拉伸模量与固化污染土混合物的压缩模量之比为20～200，工程塑料的拉伸模量为0.05～20GPa；工程塑料包括聚氯乙烯PVC、聚乙烯DPE、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)PMMA、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、甲基丙烯甲酯-丁二烯-苯乙烯MBS、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯ABS、聚砜PSU、聚酯胺-6(尼龙)PA-6、聚甲醛(均聚)POM、玻璃纤维强化塑料GFRP、芳纶纤维强化塑料AFRP、玄武岩纤维增强塑料BFRP、碳纤维强化塑料CFRP。根据本专利技术的一个实施例，约束装置包括单层或多层工程塑料，并且每层为同种或不同种工程塑料，工程塑料的截面为圆形、方形、矩形或多边形。根据本专利技术的一个实施例，固化剂的掺入量为固化污染土混合物的质量的10-40％。根据本专利技术的一个实施例，约束装置为由硬质材料制成的约束筒或由柔性材料制成的约束袋。根据本专利技术的一个实施例，在阳电极和阴电极上绑扎过滤材料，过滤材料包括土工布、棉麻布料和化纤织物中的一种或几种。根据本专利技术的一个实施例，直流电场的电压梯度为1V/cm，平均电流密度为0.1mA/cm2-10.0mA/cm2。根据本专利技术的一个实施例，污染土为重金属污染土。根据本专利技术的一个实施例，阳电极与阴电极分别成排或成列布置，并且阳电极与阴电极之间交替设置；或者阳电极与阴电极中一者围绕阳电极与阴电极中另一者间隔设置。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3中包括：将固化污染土混合物分层填入约束装置中并采用重锤逐层夯实或采用静压设备逐层压实；或者将固化污染土混合物连续注入约束装置中并通过机械振动使固化污染土混合
物浇注密实；或者采用反螺旋压入设备将填入约束装置的固化污染土混合物压实。根据本专利技术的一个实施例，胶结性组分和膨胀性组分在固化剂中所占比例分别为55～90wt.％：10～45wt.％。本专利技术的污染土的处理方法的有益效果在于：本专利技术的污染土的处理方法，通过在污染土的地基上交替布置阳电极与阴电极并向电极施加直流电场，将聚集在阳电极和阴电极处的污染土挖出并与固化剂拌合为固化污染土混合物以及将固化污染土混合物填筑于建筑地基中，解决了高浓度污染土污染环境、放置不合理及地基处理方法中的固化土强度不高的问题，实现了对污染土的无害化、减量化处理及资源化利用，并可以低成本处理大面积污染土中的污染物，并得到高承载力的固化污染土的方法。附图说明图1为本专利技术的污染土的处理方法的实施例的流程图；图2为本专利技术的污染土的处理方法的工艺流程图；图3为本专利技术的污染土的处理方法的电极布置方法示意图；图4为本专利技术的污染土的处理方法的电极布置方法的另一示意图；图5为本专利技术的污染土的处理方法的工程塑料约束固化污染土桩结构示意图.具体实施方式图1为本专利技术的污染土处理方法的流程图。如图1所示，本实施例的污染土的处理方法包括如下步骤：S1.在污染土的地基上交替布置阳电极5与阴电极6，并向电极施加直流电场。在污染土地基交替布置阳电极5、阴电极6，并向电极施加直流电，使污染土中的污染物向电极附近迁移，在电极附近形成含高浓度污染物的污染土，使远离电极区域的土中污染物浓度下降。其中，根据污染土的特性(物理特性指标，例如渗透系数、含水量等；化学特性指标，例如pH值、污染物的化学成分及离子的存在形式等)确定电极的形状(例如板、管或网状构件)、大小和电压电流的使用值及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污染土的处理方法，包括：S1.在所述污染土的地基上交替布置阳电极与阴电极，并向电极施加直流电场；S2.将在所述阳电极和/或所述阴电极附近的聚集有污染物的污染土挖出并与至少包括膨胀性组分和胶结性组分的固化剂拌合为固化污染土混合物；以及S3.将所述固化污染土混合物填注于植入在建筑地基中的约束装置内并进行密实。

【技术特征摘要】
1.一种污染土的处理方法，包括：S1.在所述污染土的地基上交替布置阳电极与阴电极，并向电极施加直流电场；S2.将在所述阳电极和/或所述阴电极附近的聚集有污染物的污染土挖出并与至少包括膨胀性组分和胶结性组分的固化剂拌合为固化污染土混合物；以及S3.将所述固化污染土混合物填注于植入在建筑地基中的约束装置内并进行密实。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S3之前还包括在所述建筑地基中成桩孔，然后将所述约束装置植入所述桩孔中，其中在所述建筑地基中成孔的步骤包括：用桩基成孔机械在所述地基中制成与所述约束装置在形状和大小配合的桩孔，并将所述约束装置植入于所述桩孔中。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S3之后还包括对填筑有所述固化污染土混合物的所述约束装置进行密封，以获得约束固化污染土桩。4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述固化剂包括具有如下三种功能的材料组分，稳定性组分：可以与污染物反应，改变污染物物质形态，从而消除其毒性等有害特性的物质，包括：氧化剂、还原剂、络合剂，所述络合剂为草酸、乙酸、氧化钙、磷酸盐、次氯酸钠、EDTA、DTPA、腐殖酸；通过离子交换吸附重金属离子的沸石；可以进入水化物晶格的物质，所述物质为钙矾石、AFm相(单硫型水化铝酸钙，水化氯铝酸钙)；所述膨胀性组分，包括：氧化钙、可以生成钙矾石的组分、氧化钙-可以生成钙矾石组分的复合材料、氧化镁、膨润土中的一种或几种；所述胶结性组分，包括：硅(铝)酸盐类胶凝材料、磷酸盐类胶黏剂，所述胶黏剂包括硅酸盐系列水泥、具有潜在水硬性胶凝材料、碱激发火山灰类的胶凝材料、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、磷酸二氢盐。5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述稳定性组分、所述膨胀性组分以及所述胶结性组分在所述固化剂中的比例分别为：0～30wt.％、5～55wt.％、15～95wt.％；并且所述固化剂的掺量为污染土质量的5～30wt.％。6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述约束装置包括工程塑料，所述工程塑料的拉伸模量与所述固化污染土混合物的压缩模量之比为20～200，...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘阳，王立建，柳建国，武思宇，黄新，
申请(专利权)人：北京中岩大地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11