CN103949468A - 一种铬污染土壤的总铬异位治理方法 - Google Patents
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Abstract
一种铬污染土壤的总铬异位治理方法,将土壤中的Cr(VI)和Cr(III)及其络合物,通过两种浸提剂分阶段浸出,一级浸出单元以氢氧化钠和EDTA-2Na混合液为浸提剂,浸出对象为水溶性强的Cr(VI)及水合Cr(III),二级浸出单元以柠檬酸和硫酸混合液为浸提剂,浸出对象为Cr(III)及其络合物,浸出土壤加入适量调节剂搅拌均匀后回填,各浸出单元浸出上清液经处理后均回用于本浸出单元,该方法不仅能去除污染场地的Cr(VI)污染,同时能保证总铬含量达标,实现了场地内Cr污染的彻底治理,无潜在二次污染隐患。
Description
技术领域
本发明属于土壤污染治理修复技术领域,具体涉及一种铬污染土壤的总铬异位治理方法。
背景技术
至2013年止,我国受重金属污染的土壤近2000万公顷,其中铬污染土壤近500万公顷。土壤重金属污染的危害具有隐蔽性、滞后性和长期性,通过植物吸收而进入食物链,对动植物和人类生命健康造成威胁,同时重金属也会随介质而迁移并暴漏于地下水和大气中,破坏生态环境。因此,污染土地必须经过修复治理才能再开发利用。
目前,对于铬污染土的治理技术主要包括化学法(药剂淋洗、还原沉淀、热分解等),物理法(电极修复等)、微生物还原法,植物修复法等。现有的铬污染土治理多停滞在六价铬还原及固化阶段,并未彻底解决环境中铬污染问题。随着环境条件的变化,修复后的土壤仍可能成为新的污染源,存在二次污染风险。土壤原位淋洗技术适用于多孔性、易渗透的土壤,且地下水流场和污染物迁移对治理效果影响较大,异位浸出技术则可将铬从土壤中彻底分离出去,达到彻底解毒修复的目的。虽然异位淋洗增加了对污染介质的采掘与运送的工程,但修复过程变得可控,治理效率也相应提高。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种铬污染土壤的总铬异位治理方法,通过降低土壤中总铬及Cr(VI)含量,彻底治理铬污染。
为了达到上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种铬污染土壤的总铬异位治理方法,包括以下步骤:
1)将污染土壤进行筛分,剔除异物,土壤筛分粒径小于1cm,粉碎直径大于1cm的硬块,剔除异物;
2)筛分土壤传送至一级浸出单元,与1#浸提剂充分混合,开始一级浸出;1#浸提剂为0.05~1.0mol/L氢氧化钠和0.01~0.5mol/LEDTA-2Na的水溶液,一级浸出单元液固比10~20:1,pH值为10~13.5,翻转振荡15~30min,沉淀30~50min;
3)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
4)浸出土壤传送至二级浸出单元,与2#浸提剂充分混合,开始二级浸出;2#浸提剂为0.05~2.0mol/L柠檬酸和0.05~1.0mol/L硫酸的水溶液,二级浸出单元液固比10~20:1,pH值为1.5~4.5,翻转振荡20~40min,沉淀30~60min;
5)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
6)浸出土壤进入调节设施,和调节剂混匀后回填,调节剂是质量比为1:1~5草木灰和硫酸铵的混合物,投加量为0.1-10‰。
该方法处理后的土壤,总铬浓度<1000mg/kg,Cr(VI)<60mg/kg。
本技术相对已有技术,主要有以下优点:1)通过碱性条件和EDTA的作用,将土壤中的水溶Cr(VI)和水合Cr(III)全部浸出,一级浸出先将Cr(VI)达标,并除去水合Cr(III);2)然后调节酸性条件,二级浸出去除铁-猛氧化结合态、有机质氧化结合态的Cr(III)及部分残余Cr(VI);3)浸出后的土壤经调节后,可以部分恢复原土壤功能。应用本发明将解决现有铬污染场地治理后存在的二次隐患,工艺可操作性强,易于控制,工程期短,见效快。本发明易推广,可创造显著的环境、社会和经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细描述。
实施例一
以某污染场地铬污染土壤治理为例,该土壤总铬含量为2641mg/L,Cr(VI)含量为1459mg/L。
一种铬污染土壤的总铬异位治理方法,包括以下步骤:
1)将污染土壤进行筛分,剔除异物,土壤筛分粒径小于1cm,粉碎直径大于1cm的硬块,剔除异物;
2)筛分土壤传送至一级浸出单元,与1#浸提剂充分混合,开始一级浸出;1#浸提剂为500kg0.1mol/L氢氧化钠和0.05mol/LEDTA-2Na的水溶液,液固比10:1,pH值为12.2,翻转振荡20min,沉淀40min;
3)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
4)浸出土壤传送至二级浸出单元,与2#浸提剂充分混合,开始二级浸出;2#浸提剂为500kg0.05~2.0mol/L柠檬酸和0.05~1.0mol/L硫酸的水溶液,液固比10:1,pH值为2.8,翻转振荡25min,沉淀40min;
5)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
6)浸出土壤进入调节设施,和调节剂混匀后回填,调节剂是100g质量比为1:2草木灰和硫酸铵的混合物。
实施例一浸出过程中土壤的总铬和Cr(VI)的含量及去除率参见表1。
表1实施例一测试数据
由表1可见,原土壤经一级浸出处理,总铬和Cr(VI)去除率分别为44.72%和70.87%,说明一级浸出以六价铬为主,二级浸出总铬和Cr(VI)去除率分别为78.72%和96.71%,且含量均低于目标值1000mg/kg和60mg/kg,实现了治理目标。
实施例二
以某污染场地铬污染土壤治理为例,该土壤总铬含量为5645mg/L,Cr(VI)含量为3268mg/L。
一种铬污染土壤的总铬异位治理方法,包括以下步骤:
1)将污染土壤进行筛分,剔除异物,土壤筛分粒径小于1cm,粉碎直径大于1cm的硬块,剔除异物;
2)筛分土壤传送至一级浸出单元,与1#浸提剂充分混合,开始一级浸出;一级浸出分为两次,第一次:1#浸提剂为500kg0.6mol/L氢氧化钠和0.3mol/L EDTA-2Na的水溶液,液固比15:1,pH值为12.6,翻转振荡30min,沉淀45min;第二次:1#浸提剂为330kg0.2mol/L柠檬酸和0.1mol/L硫酸的水溶液,液固比10:1,pH值为2.5,翻转振荡20min,沉淀30min;
3)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
4)浸出土壤传送至二级浸出单元,与2#浸提剂充分混合,开始二级浸出;二级浸出分为两次,第一次:2#浸提剂为500kg0.8mol/L柠檬酸和0.4mol/L硫酸的水溶液,液固比15:1,pH值为2.5,翻转振荡35min,沉淀55min;第二次:2#浸提剂为330kg0.5mol/L柠檬酸和0.3mol/L硫酸的水溶液,液固比10:1,pH值为2.0,翻转振荡30min,沉淀50min;
5)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
6)土壤进入调节设施,和调节剂混匀后回填,调节剂是50g质量比为1:1草木灰和硫酸铵的混合物。
实施例二浸出过程中土壤的总铬和Cr(VI)的含量及去除率参见表2。
表2实施例二测试数据
由表2可见,原土壤经一级浸出第一次浸出处理,总铬和Cr(VI)去除率分别为14.76%和43.60%,说明一级浸出不完全,经第二次浸出后,总铬和Cr(VI)去除率分别为39.81%和90.94%;经二级浸出第一次浸出处理,总铬和Cr(VI)去除率分别为77.73%和95.13%,说明二级浸出也不完全,经第二次浸出总铬和Cr(VI)去除率分别为91.99%和98.78%,且含量均低于目标值1000mg/kg和60mg/kg,实现了治理目标。本实例同时说明,对于高浓度的铬污染土壤,可以在各级浸出单元重复1~2次浸出操作,直至浸出达标。
Claims (4)
1.一种铬污染土壤的总铬异位治理方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将污染土壤进行筛分,剔除异物,土壤筛分粒径小于1cm,粉碎直径大于1cm的硬块,剔除异物;
2)筛分土壤传送至一级浸出单元,与1#浸提剂充分混合,开始一级浸出;1#浸提剂为0.05~1.0mol/L氢氧化钠和0.01~0.5mol/LEDTA-2Na的水溶液,一级浸出单元液固比10~20:1,pH值为10~13.5,翻转振荡15~30min,沉淀30~50min;
3)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
4)浸出土壤传送至二级浸出单元,与2#浸提剂充分混合,开始二级浸出;2#浸提剂为0.05~2.0mol/L柠檬酸和0.05~1.0mol/L硫酸的水溶液,二级浸出单元液固比10~20:1,pH值为1.5~4.5,翻转振荡20~40min,沉淀30~60min;
5)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
6)浸出土壤进入调节设施,和调节剂混匀后回填,调节剂是质量比为1:1~5草木灰和硫酸铵的混合物,投加量为0.1-10‰。
2.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的总铬异位治理方法,其特征在于:该方法处理后的土壤,总铬浓度<1000mg/kg,Cr(VI)<60mg/kg。
3.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的总铬异位治理方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将污染土壤进行筛分,剔除异物,土壤筛分粒径小于1cm,粉碎直径大于1cm的硬块,剔除异物;
2)筛分土壤传送至一级浸出单元,与1#浸提剂充分混合,开始一级浸出;1#浸提剂为500kg0.1mol/L氢氧化钠和0.05mol/LEDTA-2Na的水溶液,液固比10:1,pH值为12.2,翻转振荡20min,沉淀40min;
3)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
4)浸出土壤传送至二级浸出单元,与2#浸提剂充分混合,开始二级浸出;2#浸提剂为500kg0.05~2.0mol/L柠檬酸和0.05~1.0mol/L硫酸的水溶液,液固比10:1,pH值为2.8,翻转振荡25min,沉淀40min;
5)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
6)浸出土壤进入调节设施,和调节剂混匀后回填,调节剂是100g质量比为1:2草木灰和硫酸铵的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的总铬异位治理方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将污染土壤进行筛分,剔除异物,土壤筛分粒径小于1cm,粉碎直径大于1cm的硬块,剔除异物;
2)筛分土壤传送至一级浸出单元,与1#浸提剂充分混合,开始一级浸出;一级浸出分为两次,第一次:1#浸提剂为500kg0.6mol/L氢氧化钠和0.3mol/L EDTA-2Na的水溶液,液固比15:1,pH值为12.6,翻转振荡30min,沉淀45min;第二次:1#浸提剂为330kg0.2mol/L柠檬酸和0.1mol/L硫酸的水溶液,液固比10:1,pH值为2.5,翻转振荡20min,沉淀30min;
3)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
4)浸出土壤传送至二级浸出单元,与2#浸提剂充分混合,开始二级浸出;二级浸出分为两次,第一次:2#浸提剂为500kg0.8mol/L柠檬酸和0.4mol/L硫酸的水溶液,液固比15:1,pH值为2.5,翻转振荡35min,沉淀55min;第二次:2#浸提剂为330kg0.5mol/L柠檬酸和0.3mol/L硫酸的水溶液,液固比10:1,pH值为2.0,翻转振荡30min,沉淀50min;
5)浸出液进入相应的水处理设施,达标后回用;
6)土壤进入调节设施,和调节剂混匀后回填,调节剂是50g质量比为1:1草木灰和硫酸铵的混合物。
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