CN101708501A - 铬污染土壤两级逆流洗涤加药剂稳定化组合修复方法 - Google Patents

铬污染土壤两级逆流洗涤加药剂稳定化组合修复方法 Download PDF

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Abstract

一种铬污染土壤两级逆流洗涤加药剂稳定化组合修复方法：1)将污染土壤进入一级洗涤设备，在液固比10∶1下搅拌洗涤后进行固液分离，分离出的废水进入水处理系统，脱水土壤进入二级洗涤设备；2)经水处理系统处理达标的清水作为二级洗涤设备的用水，脱水土壤在液固比10∶1下搅拌洗涤后进行固液分离，分离出的洗涤液送至一级洗涤设备进行再利用；3)经过二级洗涤后的土壤中加入FeSO4稳定化处理，FeSO4的加入量为土壤重量的1-5％，以进一步降低土壤中Cr6+含量，同时降低pH为6-9；4)稳定化后的土壤直接回填。本发明具有能彻底消除六价铬污染、药剂便宜易得且环境安全、修复后的土壤恢复使用功能等优点。

Description

铬污染土壤两级逆流洗涤加药剂稳定化组合修复方法
技术领域
本发明属于污染土壤修复治理技术领域，特别涉及铬污染土壤的两级逆流异位洗涤+药剂稳定化组合修复方法。
背景技术
铬盐工业及铬合金工业产生的铬渣对环境造成严重污染，因此许多铬盐企业被迫停产。截至2006年，我国共历史积存600多万吨铬渣，关闭约50家铬盐企业。铬渣的简单堆放和铬盐企业的长年生产已经对周边土壤和地下水造成了严重污染，某些场地表层土壤中Cr6+含量高达6000mg/kg，地下水中Cr6+浓度达到400mg/L，远远超过地下水环境质量(GB/T 14848-93)III类水质标准要求的0.05mg/L，对人民群众的生命健康产生了严重的威胁。全国铬渣污染综合整治规划中要求，2010年前完成历史积存铬渣的处理处置，2020年前完成铬渣污染场地的修复治理。随着铬渣逐渐实现无害化处理处置，对铬污染土壤进行修复治理，彻底消除环境隐患则显得刻不容缓。
对铬污染土壤进行修复治理自上世纪90年代末开始有人研究，并已有多篇公开技术文献报道。在已经披露的现有技术中，已报道(申请号：200810035563.9)含铬土壤热解修复方法，该技术需要在800℃下绝热热解1小时，因此对设备的要求很高，且能耗和处理成本也很高，较适用于已存在热处理设备的地区。也有报道植物修复技术(申请号：200510099758.6)，该技术主要表现在处置时间长，难以满足快速修复污染土壤的需求。固化稳定化技术则未能从根本上去除铬，增容比大，固化体的处置去向和固化体长期环境安全性也是需要考虑的重点。土壤电动修复技术较适用于土壤组成结构单一的情况。土壤原位清洗技术(申请号：200610013190.6)适用于多孔性、易渗透的土壤，且应重视对地下水流场和污染物迁移的控制。异位清洗技术则可以将六价铬从土壤中彻底地分离去除，修复后的土壤可以回填再利用，尤其适用于渗透性差、处置周期短的情况，但修复过程的用水量大、水处理负担重，洗涤过程控制不好易造成六价铬去除不彻底的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铬污染土壤两级逆流洗涤加药剂稳定化组合修复方法，以改进上述公知技术的不足。
为实现上述目的，本发明主要包括以下步骤：
(1)将挖掘出来的污染土壤进行预处理，筛分出大石块(Φ＞1cm)、树根等物质。
(2)将筛下污染土壤经传送装置进入一级洗涤设备，在液固比10∶1下充分搅拌洗涤40min后进行固液分离，高浓度的废水进入水处理系统，脱水土壤进入二级洗涤设备。
(3)高浓度废水经处理达到地表水环境质量III类水质标准后的清水作为二级洗涤设备的用水，实现废水的循环利用。
(4)二级洗涤设备中，脱水土壤在液固比10∶1下充分搅拌洗涤40min后进行固液分离，淋洗液送至一级洗涤设备进行再利用。
(5)二级水洗后的土壤添加FeSO4稳定化处理，投加理论投加量15-30倍FeSO4到土壤中进行搅拌混合，进一步降低土壤中Cr6+含量，同时降低PH值到6-9。
(6)稳定化后的土壤抽样检验六价铬浸出浓度，若满足地下水环境质量标准(GB/T 14848-93)III类水质标准则直接回填。
本发明的特点在于：
1)采用两次洗涤方式，使土壤中的六价铬基本转移到水体中，实现六价铬去除的目的。
2)采用二级逆流的洗涤方式，水处理后的清水首先用于二级洗涤，出水作为一级洗涤的用水，一级洗涤的出水经处理后用于二级洗涤进水，实现水循环利用，减少异位洗涤的用水量，降低水处理的负荷。
3)结合稳定化技术，在两级水洗后的污泥中添加少量还原药剂FeSO4进行稳定化处理，在增容比很小的情况下实现土壤的稳定处理，进一步降低土壤中六价铬的含量，避免洗涤过程六价铬去除不彻底的问题。
本发明的有益效果在于：
1)本工艺可以以很小的用水量和还原药剂用量处理高浓度污染土壤，使修复后的土壤六价铬浸出浓度满足地下水环境质量标准(GB/T14848-93)III类水质标准。
2)本发明采用的设备没有特殊要求，可以采用公知设备，流程简单，运行简便、可靠。
3)本发明处理后的土壤环境安全，可以回填利用，无后续的处置问题。
4)可借鉴本发明修复水溶性污染物造成的土壤污染难题。
具体实施方式
本发明提出一种综合异位清洗技术和稳定化技术的铬污染土壤两级逆流洗涤后加药剂稳定化处理新型高效工艺技术。本发明针对异位清洗工艺用水量大，水处理负担重的特点，对异位清洗工艺进行优化改进，采用两级逆流模式，降低用水量，提高六价铬的去除率。同时，结合稳定化技术，添加少量的还原药剂进一步降低土壤中残留六价铬的含量，避免洗涤过程六价铬去除不彻底问题。
下面结合实施例对本发明铬污染土壤修复治理工艺作进一步描述。
实施例1
以青海海北某铬盐化工厂铬渣堆放场周边污染土壤为例，该化工厂生产红矾钠(Na2Cr2O7·2(H2O))约4000吨，累积简单堆放4.8万立方米铬渣，铬渣的简单堆放已经严重污染了化工厂周边土壤及地下水。本实施例所用土壤属于砂质壤土，土壤中总铬含量为443.69mg/kg，六价铬含量为151.18mg/kg。
按下述步骤进行处理：
(1)土样风干、去除大石块、树根、纸张等物质；
(2)取土壤50g，用二级洗涤的废水按液固比10∶1进行一级洗涤，室温(20℃)振荡40min，固液分离后将土壤自然晾干；
(3)取一级洗涤后的土壤30g，用水处理达标的清水按液固比10∶1进行二级洗涤，室温(20℃)振荡40min，固液分离；
(4)取二级洗涤后的土壤20g，加0.5gFeSO4，混合搅拌20min，晾干。
测试结果：
对土壤一次洗涤、二次洗涤和稳定化后的总铬与六价铬含量进行分析测试，结果见表1所示。
用《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)测定浸出液中Cr6+浓度0.0069mg/L，满足地下水环境质量标准(GB/T14848-93)III类水质标准要求的0.05mg/L。
实施例2
以青海湟中某铬盐化工厂铬渣堆放场周边污染土壤为例，该场地土壤属于粉砂质壤土。土壤中总铬含量为2348.01mg/kg，六价铬含量为1418.41mg/kg。
按下述步骤进行处理：
(1)土样风干、去除大石块、树根、纸张等物质；
(2)取土壤50g，用二级洗涤的废水按液固比10∶1进行一级洗涤，室温(20℃)振荡40min，固液分离后将土壤自然晾干；
(3)取一级洗涤后的土壤30g，用水处理达标的清水按液固比10∶1进行二级洗涤，室温(20℃)振荡40min，固液分离；
(4)取二级洗涤后的土壤20g，加0.26gFeSO4，混合搅拌20min，晾干。
测试结果：
对土壤一次洗涤、二次洗涤和稳定化后的总铬与六价铬含量进行分析测试，结果见表2所示。
用《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)测定浸出液中Cr6+浓度0.0033mg/L，满足地下水环境质量标准(GB/T14848-93)III类水质标准要求的0.05mg/L。
实施例3
取青岛某铬盐化工厂铬渣堆放场周边污染土壤为例，该土壤样品属于粘性壤土。样品中总铬含量为3025.01mg/kg，六价铬含量为1388.41mg/kg。
按下述步骤进行处理：
(1)土样风干、去除大石块、树根、纸张等物质；
(2)取土壤50g，用二级洗涤的废水按液固比10∶1进行一级洗涤，室温(20℃)振荡40min，固液分离后将土壤自然晾干；
(3)取一级洗涤后的土壤30g，用水处理达标的清水按液固比10∶1进行二级洗涤，室温(20℃)振荡40min，固液分离；
(4)取二级洗涤后的土壤20g，加0.97gFeSO4，混合搅拌20min，晾干。
测试结果：
对土壤一次洗涤、二次洗涤和稳定化后的总铬与六价铬含量进行分析测试，结果见表3所示。
用《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)测定浸出液中Cr6+浓度0.048mg/L，满足地下水环境质量标准(GB/T 14848-93)III类水质标准要求的0.05mg/L。
以上实例结果表明两级逆流异位洗涤+药剂稳定化组合技术工艺对六价铬处理较彻底，处理后的污染土壤浸出满足地下水环境质量标准(GB/T 14848-93)III类水质标准；可见该工艺技术适用于铬渣污染土壤修复治理。
表1：清洗及还原后铬含量
Figure G2009102416881D00061
表2：清洗及还原后铬含量
Figure G2009102416881D00062
表3：清洗及还原后铬含量。
Figure G2009102416881D00063

Claims (4)

1.一种铬污染土壤两级逆流洗涤加药剂稳定化组合修复方法，主要包括以下步骤：
1)将污染土壤进入一级洗涤设备，在液固比10∶1下搅拌洗涤后进行固液分离，分离出的废水进入水处理系统，脱水土壤进入二级洗涤设备；
2)经水处理系统处理达标的清水作为二级洗涤设备的用水，脱水土壤在液固比10∶1下搅拌洗涤后进行固液分离，分离出的洗涤液送至一级洗涤设备进行再利用；
3)经过二级洗涤后的土壤中加入FeSO4稳定化处理，FeSO4的加入量为土壤重量的1-5％，以进一步降低土壤中Cr6+含量，同时降低pH为6-9；
4)稳定化后的土壤直接回填。
2.根据权利要求1所述的铬污染土壤两级逆流洗涤加药剂稳定化组合修复方法，其中，步骤1中的土壤经过筛选除去粒径大于1cm的物体。
3.根据权利要求2所述的铬污染土壤两级逆流洗涤加药剂稳定化组合修复方法，其中，粒径大于1cm的物体包括石块、树根及纸张。
4.根据权利要求1所述的铬污染土壤两级逆流洗涤加药剂稳定化组合修复方法，其中，步骤1和步骤2中的洗涤是在室温下进行。
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