CN104475440A - 一种铬污染场地原位修复方法及专用水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铬污染场地原位修复方法及专用水处理装置，属于铬污染场地修复技术领域。技术方案是：在污染源（1）的下游，污染与未污染交界处，垂直于污染羽（2）的直线上打多口抽水井（3）；每口抽水井抽出的污染水全部进入水处理专用装置（6）；净水对污染源进行冲洗，冲洗被污染的土壤，污水流到污染源的下游，再由抽水井将污染水抽出，再次送到水处理专用装置进行处理，净水再次冲洗污染源，如此循环，直至污染源的检测指标合格，完成对铬污染场地原位修复。本发明的有益效果是：土壤得到原位修复，水中不增加任何污染物，没有二次污染，成本低、效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种铬污染场地原位修复方法及专用水处理装置，属于铬污染场地修复技术领域。
背景技术
当场地受到铬污染后，如何进行修复是本领域亟待解决的技术问题。土壤和地下水受到铬污染后，一般将污染的土壤通过挖掘运往异地处理，或通过化学淋洗、固化等方法处理；污染的地下水抽出进行处理达标外排，或用人工反映墙控制对下游水的污染，存在问题是：投资大、成本高，处理效果不理想，增加污染物，容易造成二次污染，治理周期长。
发明内容
本发明提供一种铬污染场地原位修复方法及专用水处理装置，不增加污染物，没有二次污染，成本低、效果好，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种铬污染场地原位修复方法，包含如下工艺步骤：
①确定铬污染场地的污染源位置；在污染源旁打注水井；
②在污染源的下游，污染与未污染交界处，垂直于污染羽的直线上打多口抽水井；
③每口抽水井抽出的污染水全部进入水处理专用装置；该装置包括循环浓缩罐、错流过滤装置及错流过滤装置供水泵、投药装置和固废压滤装置；循环浓缩罐上设有污染水进口、药剂入口、循环水入口、固废出口和中间液出口；错流过滤装置上设有中间液进口、净水出口和循环水出口；循环浓缩罐的中间液出口通过错流过滤装置供水泵与错流过滤装置的中间液进口连接，错流过滤装置的循环水出口通过管路与循环浓缩罐的循环水入口连接；每口抽水井抽出的污染水全部通过污染水进口进入循环浓缩罐，投药装置通过药剂入口加入药剂，对循环浓缩罐内的污染水进行处理，处理后的液体通过中间液出口、错流过滤装置供水泵、中间液进口进入错流过滤装置，过滤产生的净水，通过净水出口送入注水井，对污染源进行冲洗；过滤后剩余的循环水通过循环水出口、管路、循环水入口进入循环浓缩罐，再次与药剂进行反应，如此循环；
④循环浓缩罐内药剂反应完全，并固体含量达到规定浓度后，以废渣的形式从固废排出口排出，送入固废压滤装置；
⑤净水对污染源进行冲洗，冲洗被污染的土壤，污水流到污染源的下游，再由抽水井将污染水抽出，再次送到水处理专用装置进行处理，净水再次冲洗污染源，如此循环，直至污染源的检测指标合格，完成对铬污染场地原位修复；
⑥所述的药剂为活性氢氧化亚铁。
本发明技术特点和原理：
1、铬污染场地的污染物主要是六价铬，与加入的活性氢氧化亚铁进行反应。氢铁化亚铁本身有吸附能力及还原能力，化学反应式如下：
此反应在中性条件下反应，生成氢氧化铁和氢氧化铬沉淀，通过循环浓缩罐的固废出口排出。液相不增加任何污染离子，产生的净水可达到饮用水标准；
2、本发明在中性条件下反应，不增加污染物，没有二次污染，是本发明区别于现有技术的重要特征；
3、本发明有两个循环，一个循环是将污染物在水处理专用装置内进行循环处理，提高药剂利用率，采用错流过滤替代沉淀池，产生的二次污染物全部从水相中分离，保证了出水水质，产生净水远远低于饮用水标准Cr6+指标要求，同时对固相物进行了浓缩，无需增加污泥浓缩池就可直接压滤处理；另一个循环是通过注水井和抽水井的设置，增加了地下水的流速，处理后的净水注入注水井冲洗污染源变成污染水，污染水再次进行处理成净水，再次冲洗污染源，实现了污染土壤的原位修复。两个循环相互配合，完成本发明，是本发明另一个重要技术特征。
一种铬污染场地原位修复专用水处理装置，包括循环浓缩罐、错流过滤装置及错流过滤装置供水泵、投药装置和固废压滤装置；循环浓缩罐上设有污染水进口、药剂入口、循环水入口、固废出口和中间液出口；错流过滤装置上设有中间液进口、净水出口和循环水出口；循环浓缩罐的中间液出口通过错流过滤装置供水泵与错流过滤装置的中间液进口连接，错流过滤装置的循环水出口通过管路与循环浓缩罐的循环水入口连接；循环浓缩罐的固废排出口连接固废压滤装置，投药装置通过药剂入口连接循环浓缩罐。
循环浓缩罐设有搅拌器，循环浓缩罐的固废排出口通过排泥泵连接固废压滤装置；固废压滤装置为压滤机，出水回循环浓缩罐；净水管道上设有缓冲器。
水处理专用装置还包括清洗系统，该系统由化学清洗泵、盐酸清洗罐、次纳清洗罐和清水罐构成，盐酸清洗罐、次纳清洗罐和清水罐通过化学清洗泵连接错流过滤装置的中间液进口，对错流过滤装置进行清洗。
本发明的有益效果是：土壤得到原位修复，水中不增加任何污染物，没有二次污染，成本低、效果好。
附图说明
图1是本发明实施例示意图；
图2是图1本发明实施例水处理专用装置结构示意图；
图中：污染源1、污染羽2、抽水井3、污染水管道4、抽水泵5、水处理专用装置6、注水泵7、净水管道8、注水井9、固废压滤装置10、循环浓缩罐11、错流过滤装置12、错流过滤装置供水泵13、污染水进口14、药剂入口15、循环水入口16、固废出口17、循环水出口18、净水出口19、管路20、中间液出口21、中间液进口22、搅拌器23、排泥泵24、化学清洗泵25、盐酸清洗罐26、次纳清洗罐27、清水罐28、缓冲器29。
具体实施方式
以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
一种铬污染场地原位修复方法，包含如下工艺步骤：
①确定铬污染场地的污染源；在污染源旁打注水井9；
②在污染源1的下游，污染与未污染交界处，垂直于污染羽2的直线上打多口抽水井3；
③每口抽水井抽出的污染水全部进入水处理专用装置6；该装置包括循环浓缩罐11、错流过滤装置12及错流过滤装置供水泵13、投药装置和固废压滤装置；循环浓缩罐上设有污染水进口14、药剂入口15、循环水入口16、固废出口17和中间液出口21；错流过滤装置上设有中间液进口22、净水出口19和循环水出口18；循环浓缩罐的中间液出口通过错流过滤装置供水泵与错流过滤装置的中间液进口连接，错流过滤装置的循环水出口通过管路20与循环浓缩罐的循环水入口连接；每口抽水井抽出的污染水全部通过污染水进口进入循环浓缩罐，投药装置通过药剂入口加入药剂，对循环浓缩罐内的污染水进行处理，处理后的液体通过中间液出口、错流过滤装置供水泵、中间液进口进入错流过滤装置，过滤产生的净水，通过净水出口送入注水井，对污染源进行冲洗；过滤后剩余的循环水通过循环水出口、管路、循环水入口进入循环浓缩罐，再次与药剂进行反应，如此循环；
④循环浓缩罐内药剂反应完全，并固体含量达到规定浓度后，以废渣的形式从固废排出口排出，送入固废压滤装置；
⑤净水对污染源进行冲洗，冲洗被污染的土壤，污水流到污染源的下游，再由抽水井将污染水抽出，再次送到水处理专用装置进行处理，净水再次冲洗污染源，如此循环，直至污染源的检测指标合格，完成对铬污染场地原位修复；
⑥所述的药剂为活性氢氧化亚铁。
一种铬污染场地原位修复专用水处理装置，包括循环浓缩罐11、错流过滤装置12及错流过滤装置供水泵13、投药装置和固废压滤装置；循环浓缩罐上设有污染水进口14、药剂入口15、循环水入口16、固废出口17和中间液出口21；错流过滤装置上设有中间液进口22、净水出口19和循环水出口18；循环浓缩罐的中间液出口通过错流过滤装置供水泵与错流过滤装置的中间液进口连接，错流过滤装置的循环水出口通过管路20与循环浓缩罐的循环水入口连接；循环浓缩罐的固废排出口连接固废压滤装置，投药装置通过药剂入口连接循环浓缩罐。
循环浓缩罐11设有搅拌器23，循环浓缩罐的固废排出口通过排泥泵24连接固废压滤装置10；固废压滤装置为压滤机，出水回循环浓缩罐；净水管道上设有缓冲器29。
水处理专用装置6还包括清洗系统，该系统由化学清洗泵25、盐酸清洗罐26、次纳清洗罐27和清水罐28构成，盐酸清洗罐26、次纳清洗罐27和清水罐28通过化学清洗泵25连接错流过滤装置12的中间液进口22，对错流过滤装置12进行清洗。
本实施例是本发明用于某铬污染场地的原位修复，该场地的铬污染主要来源于某配件加工厂镀铬池内镀铬液的渗漏，污染源场地修复前技术指标为：地下水六价铬最高浓度为74.38mg/l，最低浓度为0.056 mg/l，达到极重级别的地下水铬污染，污染范围为7199m2，污染水体总量约5347.5m3；土壤六价铬最高含量为356mg/kg，最低含量为0.28mg/kg，达到极重级别土壤铬污染，污染的土壤总量约为53475 m3。
本发明实施例工艺步骤：
①确定铬污染场地的污染源，在污染源1的污染与未污染交界处，垂直于污染羽2打多口抽水井3；污染源与地下水下游并排打出10口井之间的最小距离是129米，最大距离是160米，井与井之间的距离是10米（截流井的间距确定应根据不同场地的水文地质条件确定，具参数主要依据抽水试验过程中取得的截流井影响半径确定）；
②每口抽水井抽出的污染水全部通过污染水管道4进入水处理专用装置6；
③处理后的液体进入错流过滤装置，过滤产生的净水，通过净水出口送入净水管道8，对污染源进行冲洗；过滤后剩余的循环水通过循环水出口、管路、循环水入口进入循环浓缩罐，再次与药剂进行反应，如此循环。净水对污染源进行冲洗，冲洗被污染的土壤，污水流到污染源的地下水下游，并排打出多口井将污染水抽出，送到铬污染场地原位修复专用装置进行处理，净水再次冲洗污染源，如此循环，直至污染源的检测指标合格，完成对铬污染场地原位修复。
本实施例中，药剂（活性氢氧化亚铁）投加在循环浓缩罐11中，是否更换是以错流过滤装置12出水达到0.04mg/l时定为更换周期。整个治理周期共消耗2吨含水率60%的活性氢氧化亚铁（按污染物的赋存量计，是理论投药量的1.4倍）。
通过120天的循环冲洗，场地污染有明显改善，在污染场地范围内地下水中六价铬含量在未检出（检出线0.004mg/l）— 0.049mg/l之间，达到了《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的相关限值要求（六价铬含量不超过0.05mg/l）；土壤中六价铬含量在23.4-0.08mg/kg之间，满足了场地内土壤环境健康风险限值要求（六价铬含量不超过25mg/kg）; 土壤中总铬含量在182-90mg/kg之间，满足了《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中二级土壤环境质量标准要求（总铬含量不超过250mg/kg）。
本发明与背景技术指标对比：
使用本发明对某铬污染场地的原位修复，修复治理周期为120天，地下水修复治理量为5347.5m3，土壤修复治理总量约为53475 m3，修复治理费用约为160万元，达到的修复治理目标值为地下水的生活饮用水卫生标准（六价铬含量小于0.05mg/L）和土壤的环境健康风险值（六价铬含量小于25mg/kg）。
经过初步预算，如果使用地下水的抽出处理和土壤的挖掘异地处置技术，对该污染场地进行修复治理，其治理周期至少为1080天（3年），修复治理费用约为420万元，其修复治理的效果只能使土壤达到其环境健康风险值（六价铬含量小于25mg/kg），对于地下水很难保证能到达生活饮用水卫生标准（六价铬含量小于0.05mg/L）的修复治理目标值；
经过初步预算，如果使用地下水的渗透性反应墙技术和土壤的挖掘异地处置技术，其治理周期至少为1800天（5年），修复治理费用约为260万元，其修复治理的效果只能使土壤达到其环境健康风险值（六价铬含量小于25mg/kg），对于地下水很难保证能到达生活饮用水卫生标准（六价铬含量小于0.05mg/L）的修复治理目标值。另外修复治理工程完成后，废弃的渗透性反应墙的处置也将花费不菲的费用。
经过初步预算，如果使用地下水的原位药剂注射还原和土壤的现场还原固定或化学淋洗技术，其治理周期至少为60天，修复治理费用约为80万元，其修复治理的效果也可以到达地下水的生活饮用水卫生标准（六价铬含量小于0.05mg/L）和土壤的环境健康风险值（六价铬含量小于25mg/kg）。但是，化学药剂的添加，势必产生严重的二次污染问题，修复后的场地虽然六价铬污染得以消除，而由此产生的酸污染和其他因子（如硫酸盐等）的污染难以避免，治理后的场地地下水不能再作为生活饮用水使用，最终不能到达其修复治理的总体目标。
综上所述，使用本发明对铬污染场地的地下水和土壤进行修复治理，能直接去除污染场地内土壤及地下水中的铬污染物，同时不增加其他污染物，没有二次污染，治理成本低、治理效果好、治理周期短。本发明是目前针对铬污染场地土壤和地下水修复治理的最优解决方案。
本实施例中，水处理专用装置6包括循环浓缩罐11、错流过滤装置12及错流过滤装置供水泵13、投药装置和固废压滤装置；循环浓缩罐上设有污染水进口14、药剂入口15、循环水入口16、固废出口17和中间液出口21；错流过滤装置上设有中间液进口22、净水出口19和循环水出口18；循环浓缩罐的中间液出口通过错流过滤装置供水泵与错流过滤装置的中间液进口连接，错流过滤装置的循环水出口通过管路20与循环浓缩罐的循环水入口连接。
循环浓缩罐11设有搅拌器23，循环浓缩罐的固废排出口通过排泥泵24连接固废压滤装置10；固废压滤装置为压滤机，出水回循环浓缩罐；净水管道上设有缓冲器29。
水处理专用装置6还包括清洗系统，该系统由化学清洗泵25、盐酸清洗罐26、次纳清洗罐27和清水罐28构成，盐酸清洗罐26、次纳清洗罐27和清水罐28通过化学清洗泵25连接错流过滤装置12的中间液进口22，对错流过滤装置12进行清洗。
Claims (5)
1.一种铬污染场地原位修复方法，其特征在于包含如下工艺步骤：
①确定铬污染场地的污染源；在污染源旁打注水井（9）；
②在污染源（1）的下游，污染与未污染交界处，垂直于污染羽（2）的直线上打多口抽水井（3）；
③每口抽水井抽出的污染水全部进入水处理专用装置（6）；该装置包括循环浓缩罐（11）、错流过滤装置（12）及错流过滤装置供水泵（13）、投药装置和固废压滤装置；循环浓缩罐上设有污染水进口（14）、药剂入口（15）、循环水入口（16）、固废出口（17）和中间液出口（21）；错流过滤装置上设有中间液进口（22）、净水出口（19）和循环水出口（18）；循环浓缩罐的中间液出口通过错流过滤装置供水泵与错流过滤装置的中间液进口连接，错流过滤装置的循环水出口通过管路（20）与循环浓缩罐的循环水入口连接；每口抽水井抽出的污染水全部通过污染水进口进入循环浓缩罐，投药装置通过药剂入口加入药剂，对循环浓缩罐内的污染水进行处理，处理后的液体通过中间液出口、错流过滤装置供水泵、中间液进口进入错流过滤装置，过滤产生的净水，通过净水出口送入注水井，对污染源进行冲洗；过滤后剩余的循环水通过循环水出口、管路、循环水入口进入循环浓缩罐，再次与药剂进行反应，如此循环；
④循环浓缩罐内药剂反应完全，并固体含量达到规定浓度后，以废渣的形式从固废排出口排出，送入固废压滤装置；
⑤净水对污染源进行冲洗，冲洗被污染的土壤，污水流到污染源的下游，再由抽水井将污染水抽出，再次送到水处理专用装置进行处理，净水再次冲洗污染源，如此循环，直至污染源的检测指标合格，完成对铬污染场地原位修复；
⑥所述的药剂为活性氢氧化亚铁。
2.根据权利要求1所述的一种铬污染场地原位修复方法，其特征在于：水处理专用装置（6）还包括清洗系统，该系统由化学清洗泵（25）、盐酸清洗罐（26）、次纳清洗罐（27）和清水罐（28）构成，盐酸清洗罐（26）、次纳清洗罐（27）和清水罐（28）通过化学清洗泵（25）连接错流过滤装置（12）的中间液进口（22），对错流过滤装置（12）进行清洗。
3.一种铬污染场地原位修复专用水处理装置，其特征在于包括循环浓缩罐（11）、错流过滤装置（12）及错流过滤装置供水泵（13）、投药装置和固废压滤装置；循环浓缩罐上设有污染水进口（14）、药剂入口（15）、循环水入口（16）、固废出口（17）和中间液出口（21）；错流过滤装置上设有中间液进口（22）、净水出口（19）和循环水出口（18）；循环浓缩罐的中间液出口通过错流过滤装置供水泵与错流过滤装置的中间液进口连接，错流过滤装置的循环水出口通过管路（20）与循环浓缩罐的循环水入口连接；循环浓缩罐的固废排出口连接固废压滤装置，投药装置通过药剂入口连接循环浓缩罐。
4.根据权利要求3所述的一种铬污染场地原位修复专用水处理装置，其特征在于：还包括清洗系统，该系统由化学清洗泵（25）、盐酸清洗罐（26）、次纳清洗罐（27）和清水罐（28）构成，盐酸清洗罐（26）、次纳清洗罐（27）和清水罐（28）通过化学清洗泵（25）连接错流过滤装置（12）的中间液进口（22）。
5.根据权利要求3或4所述的一种铬污染场地原位修复专用水处理装置，其特征在于：循环浓缩罐（11）设有搅拌器（23），循环浓缩罐的固废排出口通过排泥泵（24）连接固废压滤装置（10）；固废压滤装置为压滤机，出水回循环浓缩罐；净水管道上设有缓冲器（29）。
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