CN105290101B - 一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境工程污染场地土壤修复领域,具体涉及一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法。采用如下步骤:增效洗脱,一级化学处理,二级化学处理,厌氧生物处理,好氧生物处理。本发明针对实际多氯联苯污染场地土壤修复问题,提出一种“化学洗脱+调酸+零价铁脱氯+铁碳微电解+催化氧化+生物厌氧脱氯+生物好氧氧化”的化学处理与生物处理组合修复工艺。将化学脱氯(零价铁的脱氯效应)、化学氧化(零价铁与活性炭的铁碳微电解效应、氧化药剂的催化氧化效应)、生物厌氧脱氯效应与生物好氧氧化效应等多种效应有机的耦合在一整套技术中,实现了技术、经济、实用和可行的优选。
Description
技术领域
本发明属于环境工程污染场地土壤修复领域,具体涉及一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法。
背景技术
多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)是经过化学催化反应,将1~10个氯原子于不同位置取代联苯分子上的氢所形成的一组有209种同系物的氯代芳香烃类化合物,其化学表达式为C12H10-nCln。PCBs具有热力学稳定性、化学惰性、不易燃性、高电阻率等优良理化性质,曾被广泛应用于工业生产领域,后因发现其具有持久性、生物蓄积性、远距离迁移性和明显的生物毒性等特征,可通过食物链的传递对生物及人体健康造成极大的威胁,已禁用并被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》首批控制污染物名单。
环境中的PCBs主要通过大气沉降、污水灌溉和固体废物泄露进入土壤,进入其中的PCBs难以横向与纵向迁移,难以自然降解,容易长期存在并产生生物富集,带来生态风险。由于PCBs难溶于水,往往与受污染土壤颗粒紧密结合而难以去除,使得含PCBs土壤的处理非常困难。
目前,应用比较普遍的多氯联苯污染土壤修复方法主要是物理修复技术、化学修复技术和微生生物修复技术。
多氯联苯污染土壤物理修复技术主要是安全土地填埋与高温焚烧等技术。按《含多氯联苯废物污染控制标准》(GB13015-91),多氯联苯含量≥50-≤500mg/kg的有害废物允许采用安全土地填埋技术处置,或采用高温焚烧技术处置;多氯联苯含量大于500mg/kg的有害废物及电力电容器中用作浸渍剂的多氯联苯必须采用高温焚烧技术处置物理修复。安全土地填埋填埋技术是将PCBs污染土壤挖掘并运输至安全填埋场,达到PCBs与水环境、大气环境隔绝的目的,适用于PCBs污染程度较重的土壤,但并不能真正清除PCBs,只是将PCBs进行了转移,且费用较高。高温焚烧修复技术适合于高污染土壤,但对土壤物理、化学性质具有极大的破坏性,而且耗资巨大、运行成本也相对较高,再且存在二噁英污染的风险。
多氯联苯污染土壤化学修复技术,包括化学淋洗修复技术、化学还原修复技术以及化学氧化修复技术。土壤中的PCBs由于受到毛细管力、粘附力和内聚力作用而形成残留形态,如果对存在残余PCBs的土壤用洗脱溶液冲洗,毛细管力、粘附力和内聚力可以大大降低。化学还原技术是向土壤中投加零价铁等还原剂使多氯联苯脱氯,零价铁在降解PCBs等含氯有机污染物中具有较好的脱氯还原作用,但随反应时间的进行,金属铁表面生成惰性层或金属氢氧化物,零价铁的使用寿命不长。化学氧化技术是通过向土壤中投加过氧化氢、高锰酸钾、Fenton药剂等化学氧化剂,使其与污染物质发生化学反应来实现氧化分解土壤中多氯联苯的目的。化学修复技术修复效率高,但运行成本较高,使其广泛应用受到了很大的限制。
多氯联苯污染土壤微生物修复主要通过厌氧还原脱氯和好氧氧化降解两个过程实现,其中五氯及以上取代PCBs须脱氯转化为低氯代PCBs后方可进行好氧降解。好氧氧化通过双加氧酶将O2加到联苯环上,脱氢生成邻苯二酚,接着打开苯环。厌氧脱氯则不破坏苯环结构,在脱氯过程中,多氯联苯分子上的氯原子逐步被氢原子取代,最终产物为联苯。厌氧条件下高氯代PCBs能够发生脱氯反应,使其毒性大大降低,脱氯后形成的低氯代化合物可以进一步好氧降解,直至完全矿化。生物修复技术对环境破坏小,经济效益高,但对环境条件要求较高,修复周期长。
目前,大规模的实际多氯联苯污染场地修复工程尚不成熟,由于经济和环境因素的考虑,大部分修复技术仅局限于在实验室内进行,大规模投入实际修复工程还不成熟。借助于学科之间的合作来实现绿色、环境友好、技术简便可行、多种修复技术联合的综合修复将是处理多氯联苯污染土壤的重点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中多氯联苯污染土壤修复不理想的问题,提供一种多氯联苯污染场地土壤化学处理与生物处理组合修复的方法。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案如下:
一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法,采用如下步骤:
步骤1)增效洗脱:向多氯联苯污染场地土壤中投加增效洗脱液,每吨污染土壤中加入增效洗脱液40-100L,所述增效洗脱液的摩尔浓度为1-2mol/L的水溶液;
步骤2)一级化学处理:向步骤1)处理后的土壤中投加稀盐酸,使其pH在4-5之间;投加零价铁,每吨污染土壤中加入零价铁40-50mol;再向污染土壤中投加活性炭,每吨污染土壤中加入活性炭与零价铁的摩尔比为1:1.5-3;
步骤3)二级化学处理:向步骤2)处理后的土壤中加入氧化药剂,每吨污染土壤中加入摩尔浓度为2-4mol/L的氧化药剂水溶液20-80L;加入氧化药剂后间隔1-2天,使药剂与污染土壤中多氯联苯充分反应,处理期间维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%;
步骤4)厌氧生物处理:向步骤3)处理后的污染土壤表面覆盖聚氯乙烯地膜;厌氧生物处理5-10天,处理期间维持土壤中含水量为田间最大持水量;
步骤5)好氧生物处理:步骤4)处理后的污染土壤表面覆盖地膜拆除,并向土壤加入生物营养物质,每吨污染土壤加入生物营养物质0.5-1.5kg,生物营养物质为碳源和氮源的混合物,碳源和氮源质量比为10:1-20:1。好氧生物处理10-15天,处理期间向所处理土壤中加入稀盐酸溶液,调节土壤pH在6-7之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%,增加土壤中通气量。
优选的,上述多氯联苯污染场地土壤修复的方法,所述步骤1)中的增效洗脱药剂指十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、失水山梨醇单油酸酯及辛烷基聚氧乙烯醚等表面活性剂中的一种或者几种复配使用;
优选的,上述多氯联苯污染场地土壤修复的方法,所述步骤2)中的零价铁为纯铁粉,纳米零价铁或盐酸活化过的铁屑,所述的活性炭为粉末活性炭或者盐酸活化后的颗粒活性炭。
优选的,上述多氯联苯污染场地土壤修复的方法,所述步骤3)中的氧化药剂为过氧化氢,或者过氧化氢与高锰酸钾、次氯酸钠、过硫酸钠中的一种或几种复配使用;
优选的,上述多氯联苯污染场地土壤修复的方法,所述步骤5)所述的生物营养物质碳源为工业淀粉、工业葡糖糖、乙酸钠中的一种;生物营养物质氮源指尿素。
采用原位处理方法修复多氯联苯污染土壤时,场地土壤深度为1m-10m;采用异位处理方法修复多氯联苯污染土壤时,场地污染土壤深度≤1m。
采用原位系统修复多氯联苯污染场地土壤时,参见附图1,具体为:
步骤1)增效洗脱:
根据搅拌加药桩机器型号进行注入搅拌加药平面设计。根据设计图纸,污染场地现场使用全站仪准确定位、划线。
引导搅拌注入桩机在污染场地就位,使得钻杆与搅拌点位准确对中。搅拌桩机钻头打入污染土壤中规定深度,提升钻头同时通过加药通道按既定药量将增效洗脱液注入土壤,提升过程中边搅拌边加药,提到地面时停止加药。
步骤2)一级化学处理:
将搅拌桩机钻头打入步骤1)处理后的土壤中规定深度,提升钻头同时通过加药通道按既定药量将零价铁(零价铁与水配成混合浆液,盐酸调节浆液pH在4-5之间)注入污染土壤,提升过程中边搅拌边加药,提到地面时停止加药。再将钻头下钻搅拌再提钻头,同时通过加药通道按既定药量将活性炭(活性炭与水配成混合浆液,盐酸调节浆液pH在4-5之间)注入污染土壤,提升过程中边搅拌边加药,提到地面时停止加药。
加药过程中,在搅拌桩机上设置集气罩,收集在药剂送入土壤后与污染物产生的气体及带出的低挥发性有机污染物,尾气收集后进入尾气处理设施处理后外排。
步骤3)二级化学处理:
根据注入井的水平和垂直影响半径,结合场地土壤结构分布,确定注入井和排气井设计参数,在污染场地内设置注入井和排气井。
使用加药设备按既定药量向注入井中注入氧化药剂,加入氧化药剂后间隔1-2天,使药剂与步骤2)处理后土壤中污染物充分反应。处理期间,使用加药设备向注入井中注入稀盐酸,调节土壤pH在4-5之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%,尾气经排气井收集导入尾气处理设施处理后外排。
步骤4)厌氧生物处理:
将步骤3)处理后污染土壤表面覆盖聚氯乙烯地膜,厌氧生物处理5-10天。处理期间,使用加药设备向注入井中注入清水,维持土壤中含水量为田间最大持水量,尾气经排气井收集导入尾气处理设施处理后外排。
步骤5)好氧生物处理:
将步骤4)处理后污染土壤表面覆盖地膜拆除,使用加药设备按既定药量向注入井中注入生物增效药剂,好氧生物处理10-15天。处理期间,使用加药设备向注入井中注入稀盐酸,调节土壤pH在6-7之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%;使用鼓风机向注入井中鼓入清洁空气,增加土壤通气量,尾气经排气井收集导入尾气处理设施处理后外排。
异位修复的具体实施方法为:
步骤1)增效洗脱:
在修复场地搭建异位处理车间,处理车间采用大棚形式,大棚内部地面采用水泥硬化地面或者铺设高密度聚氯乙烯(HDPE)膜进行防渗,防渗地面上铺设20-30cm厚压实粘土作为保护层,处理期间大棚内尾气收集进入尾气处理设施处理。
使用挖掘机将处理车间内待处理的污染土壤平摊到保护层上30cm厚度,使用加药设备按既定的药量向污染土壤中加入增效洗脱液,使用旋耕机将加入增效洗脱液的污染土壤搅拌均匀。
步骤2)一级化学处理:
先使用加药设备按既定的药量向步骤1)处理后的土壤中投加零价铁,使用旋耕机将加入零价铁后的土壤搅拌均匀。再使用加药设备按既定的药量向污染土壤中投加活性炭,使用旋耕机将加入活性炭后的土壤搅拌均匀,处理1-2天。
处理期间,使用加药设备向污染土壤中加入稀盐酸,使用旋耕机将加入稀盐酸后的土壤搅拌均匀,调节污染土壤pH在4-5之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%。
步骤3)二级化学处理:
使用加药设备按既定药量向步骤2)处理后土壤中加入氧化药剂,使用旋耕机将加入氧化药剂后的土壤搅拌均匀。处理期间,使用加药设备向污染土壤中加入稀盐酸,使用旋耕机将加入稀盐酸后的土壤搅拌均匀,调节污染土壤pH在4-5之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%,氧化处理1-2天。
步骤4)厌氧生物处理:
使用挖掘机将步骤3)处理后土壤堆成堆体,堆体表面覆盖聚氯乙烯地膜,堆体内设置DN25的HDPE穿孔花管作为淋水管。在覆膜环境下,使用加药设备通过淋水管向堆体内加入清水,维持土壤中含水量为田间最大持水量,厌氧生物处理5-10天。
步骤5)好氧生物处理:
将步骤4)处理后土壤表面覆盖地膜拆除,使用挖掘机将大棚内污染土壤重新平铺到保护层上30cm厚度。使用加药设备按既定药量向污染土壤中投加生物增效药剂,使用旋耕机将加入生物增效药剂后的土壤搅拌均匀,好氧生物处理10-15天。处理期间,使用加药注入设备向土壤中投加稀盐酸,调节土壤pH在6-7之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%;使用旋耕机对污染土壤间隔搅拌2-3次,增加土壤通气量,尾气经排气井收集导入尾气处理设施处理后外排。
与现有技术相比本发明的技术优势在于:
1、本发明针对实际多氯联苯污染场地土壤修复问题,提出一种“化学洗脱+调酸+零价铁脱氯+铁碳微电解+催化氧化+生物厌氧脱氯+生物好氧氧化”的化学处理与生物处理组合修复工艺。将化学脱氯(零价铁的脱氯效应)、化学氧化(零价铁与活性炭的铁碳微电解效应、氧化药剂的催化氧化效应)、生物厌氧脱氯效应与生物好氧氧化效应等多种效应有机的耦合在一整套技术中,实现了技术、经济、实用和可行的优选。
2、本发明在化学法处理多氯联苯污染场地土壤时,依次加入零价铁,活性炭和氧化药剂,零价铁既可以有效脱氯,又可以与活性炭发生铁碳微电解反应。铁碳微电解反应后的形成亚铁离子和活性炭又可以作为化学药剂的催化剂。整套修复技术将化学药剂合理利用,经济、有效地对多氯联苯污染土壤进行修复。
3、本发明提出的多氯联苯污染场地土壤修复技术,可针对实际多氯联苯污染场地土壤的修复问题,因地制宜的合理选择原位或异位的修复方法。
附图说明
图1是本发明涉及的多氯联苯污染土壤修复系统结构图;
图2是实施例1中多氯联苯污染土壤原位修复搅拌桩机的布置图;
图3是实施例1中多氯联苯污染土壤原位修复的注入井和排气井布置图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1:
多氯联苯污染场地,原为某电子垃圾拆解场地,多年拆解过程中造成多氯联苯泄漏污染场地周围土壤。污染区域内从地表到地下3m土壤中普遍存在多氯联苯污染,污染土壤中多氯联苯浓度最大值为68mg/kg,最小值为5mg/kg,平均值为43mg/kg,采用原位处理方法修复污染土壤。
步骤1)增效洗脱:
在原位修复场地根据搅拌加药桩机器型号进行注入搅拌加药平面设计。本实施例中采用直径700mm的搅拌桩叶盘,各个方向的桩距为580mm,搅拌桩机桩孔位置图见附图2。根据设计图纸,在污染场地现场使用全站仪准确定位、划线。
引导搅拌桩机在污染场地就位,使得钻杆与搅拌点位准确对中。搅拌桩机钻头打入污染土壤中3m深度,提升钻头同时通过加药通道将增效洗脱液注入土壤,每吨污染土壤加入增效洗脱液100L,增效洗脱液为1mol/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液,提升过程中边搅拌边加药,提到地面时停止加药。
步骤2)一级化学处理:
将搅拌桩机钻头打入步骤1)处理后的土壤中3m深度,提升钻头同时通过加药通道将纯铁粉(纯铁粉与水配成混合浆液,盐酸调节浆液pH在4-5之间)注入污染土壤,每吨污染土壤中加入纯铁粉40mol,提升过程中边搅拌边加药,提到地面时停止加药。再将钻头下钻搅拌再提钻头,同时通过加药通道将粉末活性炭(活性炭与水配成混合浆液,调节浆液pH在4-5之间)注入污染土壤,每吨污染土壤中加入粉末活性炭与纯铁粉的摩尔比为1:3,提升过程中边搅拌边加药,提到地面时停止加药。
加药过程中,在搅拌桩机上设置集气罩,收集在药剂送入土壤后与污染物产生的气体及带出的低挥发性有机污染物,尾气收集后进入尾气处理设施处理后外排。在修复现场搭建尾气处理设施,本实施例中使用市售DR-2000型有机废气处理装置,该设备利用蜂窝电场所产生的高能电子、自由基等活性粒子激活、电离、裂解废气中有机成分,使之发生氧化分解等一系列化学反应,再经过多级净化,使有机废气得到净化处理。
步骤3)二级化学处理:
根据注入井的水平和垂直影响半径,结合场地土壤结构分布,确定注入井和排气井设计参数,在污染场地内设置注入井和排气井。本实施例中按梅花状布置注入井和排气井,每个井之间间隔3m,具体布置方式见附图3。
使用加药设备向注入井中注入过氧化氢水溶液,每吨污染土壤加入2mol/L的过氧化氢溶液80L。加入过氧化氢后溶液后间隔1天,使药剂与步骤2)处理后土壤中污染物充分反应。处理期间,使用加药设备向注入井中注入稀盐酸,调节土壤pH在4-5之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%,尾气经排气井收集导入尾气处理设施处理后外排。
步骤4)厌氧生物处理:
将步骤3)处理后污染土壤表面覆盖聚氯乙烯地膜,厌氧生物处理5-10天。处理期间,使用加药设备向注入井中注入清水,维持土壤中含水量为田间最大持水量,尾气经排气井收集导入尾气处理设施处理后外排。
步骤5)好氧生物处理:
将步骤4)处理后污染土壤表面覆盖地膜拆除,使用加药设备向注入井中注入生物营养物质。生物营养物质碳源为工业淀粉,氮源为尿素,碳源和氮源质量比为10:1,将工业淀粉和尿素与水配成混合溶液,每吨污染土壤加入生物营养物质0.5kg。好氧生物处理10天,处理期间,使用加药设备向注入井中注入稀盐酸,调节土壤pH在6-7之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%;使用鼓风机向注入井中鼓入清洁空气,增加土壤通气量,尾气经排气井收集导入尾气处理设施处理后外排。
检测处理前后污染土壤中多氯联苯的浓度,检测结果见表1。
表1修复处理各阶段土壤中多氯联苯浓度(mg/kg)
步骤 | 最大值 | 最小值 | 平均值 |
未处理土壤 | 68 | 5 | 43 |
化学处理后 | 13 | 12 | 30 |
生物处理后 | 0.6 | 0.2 | 0.5 |
实施例2:
多氯联苯污染场地,原为某电力电容器封存场地,受限于封存条件、管理水平等因素,且封存超过设计年限,封存过程中部分废旧电容器腐蚀,造成多氯联苯泄漏污染封存场地周围土壤,并将进一步威胁周边居民身体健康和生态环境。污染区域内从地表到地下30cm土壤中普遍存在多氯联苯污染,污染土壤中多氯联苯浓度最大值为206mg/kg,最小值为85mg/kg,平均值为180mg/kg。
步骤1)增效洗脱:
在修复场地搭建异位处理车间,处理车间采用市售的气承大棚,气承大棚是利用比大气压高0.2%-0.3%的空气压形成的空气棚,内部设有支柱和骨架。大棚内部地面采用水泥硬化地面进行防渗,防渗地面上铺设30cm厚压实粘土作为保护层。在气承大棚外搭建废气处理设施,废气处理设施同实施例1,处理期间大棚内尾气收集进入尾气处理设施处理。
使用挖掘机将处理车间内待处理的污染土壤平摊到保护层上30cm厚度,使用喷杆式喷药机向污染土壤中投加增效洗脱液,每吨污染土壤中加入增效洗脱液40L,增效洗脱液为2mol/L的失水山梨醇单油酸酯水溶液,使用双轴旋耕机搅拌将加入增效洗脱液的污染土壤搅拌均匀。
步骤2)一级化学处理:
先使用电动撒肥机与双轴旋耕机配套使用向步骤1)处理后的土壤中投加盐酸活化后铁屑,每吨污染土壤中加入盐酸活化后铁屑50mol,加药同时将加入铁屑后的土壤搅拌均匀。再使用电动撒肥机与双轴旋耕机配套使用向污染土壤中投加盐酸活化后活性炭,每吨污染土壤中加入活性炭与铁屑的摩尔比为1:1.5,加药同时将加入颗粒活性炭后的土壤搅拌均匀,处理1-2天。
处理期间,使用喷杆式喷药机向污染土壤中加入稀盐酸,使用双轴旋耕机将加入稀盐酸后的污染土壤搅拌均匀,调节污染土壤pH在4-5之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%。
步骤3)二级化学处理:
使用喷杆式喷药机,向步骤2)处理后土壤中加入过氧化氢/过硫酸钠混合溶液,每吨污染土壤加入4mol/L的过氧化氢/过硫酸钠(摩尔比1:1)混合溶液20L,使用双轴旋耕机将加入过氧化氢/过硫酸钠混合溶液的污染土壤搅拌均匀。处理期间,使用喷杆式喷药机向污染土壤中加入稀盐酸,使用双轴旋耕机将加入稀盐酸后的土壤搅拌均匀,调节污染土壤pH在4-5之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%,氧化处理2天。
步骤4)厌氧生物处理:
使用挖掘机将步骤3)处理后土壤堆成堆体,堆体高2m,四周放坡坡度为1:5。堆体表面覆盖聚氯乙烯地膜,堆体内1m高处设置DN25的HDPF穿孔花管作为淋水管。在覆膜环境下,使用加药设备通过淋水管向堆体内加入清水,维持土壤中含水量为田间最大持水量,厌氧生物处理5-10天。
步骤5)好氧生物处理:
将步骤4)处理后土壤表面覆盖地膜拆除,使用挖掘机将大棚内污染土壤重新平铺到保护层上30cm厚度。将电动撒肥机与双轴旋耕机配套使用,将生物营养物质加入到污染土壤中。生物营养物质碳源为工业葡萄糖,氮源为尿素,碳源和氮源质量比为20:1,每吨污染土壤加入生物营养物质1.5kg,使用双轴旋耕机将加入的生物营养物质后的污染土壤搅拌均匀。好氧生物处理15天,处理期间,使用喷杆式喷药机向污染土壤中加入稀盐酸,使用双轴旋耕机将加入稀盐酸的污染土壤搅拌均匀,调节污染土壤pH在6-7之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%;使用双轴旋耕机对污染土壤间隔搅拌2-3次,增加土壤通气量,尾气经排气井收集导入尾气处理设施处理后外排。
检测处理前后污染土壤中多氯联苯的浓度,检测结果见表2,处理合格的土壤回填至开挖坑内,恢复修复场地。
表2修复处理各阶段土壤中多氯联苯浓度(mg/kg)
步骤 | 最大值 | 最小值 | 平均值 |
未处理土壤 | 206 | 85 | 180 |
化学处理后 | 43 | 12 | 30 |
生物处理后 | 0.9 | 0.2 | 0.8 |
实施例3:
多氯联苯污染场地,污染区域内从地表到地下5m土壤中普遍存在多氯联苯污染,污染土壤中多氯联苯浓度最大值为146mg/kg,最小值为24mg/kg,平均值为108mg/kg。采用原位处理方法修复污染场地土壤,具体方式参照实施例1,其中每吨污染土壤中加入增效洗脱液50L,增效洗脱液为1.5mol/L的十二烷基硫酸钠水溶液。每吨污染土壤中加入纯铁粉45mol,加入粉末活性炭与纯铁粉的摩尔比为1.5:3。每吨污染土壤中加入氧化药剂水溶液60L,氧化药剂溶液为3mol/L的过氧化氢/高锰酸钾(摩尔比为1:1)混合溶液。每吨污染土壤中加入生物营养物质1kg,生物营养物质碳源为工业淀粉,氮源为尿素,碳源和氮源质量比为15:1,将工业淀粉和尿素与水配成混合溶液。
检测处理前后污染土壤中多氯联苯的浓度,检测结果见表3。
表3修复处理各阶段土壤中多氯联苯浓度(mg/kg)
步骤 | 最大值 | 最小值 | 平均值 |
未处理土壤 | 146 | 24 | 108 |
化学处理后 | 42 | 10 | 33 |
生物处理后 | 0.9 | 0.3 | 0.7 |
实施例4:
多氯联苯污染场地,污染区域内从地表到地下40cm土壤中普遍存在多氯联苯污染,污染土壤中多氯联苯浓度最大值为86mg/kg,最小值为42mg/kg,平均值为68mg/kg。采用异位处理方法修复污染场地土壤,参见实施例2的具体实施方式,其中每吨污染土壤中加入增效洗脱液60L,增效洗脱液为1.4mol/L的辛烷基聚氧乙烯醚水溶液。每吨污染土壤中加入纯铁粉40mol,加入粉末活性炭与纯铁粉的摩尔比为1:2。每吨污染土壤中加入氧化药剂水溶液20L,氧化药剂溶液为4mol/L的过氧化氢/次氯酸钠(摩尔比为1:1)混合溶液。每吨污染土壤中加入生物营养物质0.5kg,生物营养物质碳源为工业葡萄糖,氮源为尿素,碳源和氮源质量比为10:1。
检测处理前后污染土壤中多氯联苯的浓度,检测结果见表4,处理合格的土壤回填至开挖坑内,恢复修复场地。
表4修复处理各阶段土壤中多氯联苯浓度(mg/kg)
步骤 | 最大值 | 最小值 | 平均值 |
未处理土壤 | 86 | 42 | 68 |
化学处理后 | 32 | 10 | 18 |
生物处理后 | 0.8 | 0.2 | 0.6 |
以上对发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法,其特征在于,采用如下步骤:
步骤1)增效洗脱:向多氯联苯污染场地土壤中投加增效洗脱液,每吨污染土壤中加入增效洗脱液40-100L,所述增效洗脱液是摩尔浓度为1-2mol/L的水溶液;
步骤2)一级化学处理:向步骤1)处理后的土壤中投加稀盐酸,使其pH在4-5之间;投加零价铁,每吨污染土壤中加入零价铁40-50mol;再向污染土壤中投加活性炭,每吨污染土壤中加入活性炭与零价铁的摩尔比为1:1.5-3;
步骤3)二级化学处理:向步骤2)处理后的土壤中加入氧化药剂,每吨污染土壤中加入摩尔浓度为2-4mol/L的氧化药剂水溶液20-80L;加入氧化药剂后间隔1-2天,使药剂与污染土壤中多氯联苯充分反应,处理期间维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%;
步骤4)厌氧生物处理:向步骤3)处理后的污染土壤表面覆盖聚氯乙烯地膜;厌氧生物处理5-10天,处理期间维持土壤中含水量为田间最大持水量;
步骤5)好氧生物处理:步骤4)处理后的污染土壤表面覆盖地膜拆除,并向土壤加入生物营养物质,每吨污染土壤加入生物营养物质0.5-1.5kg,生物营养物质为碳源和氮源的混合物,碳源和氮源质量比为10:1-20:1;好氧生物处理10-15天,处理期间向所处理土壤中加入稀盐酸溶液,调节土壤pH在6-7之间,维持土壤中含水量为田间最大持水量的60%,增加土壤中通气量。
2.根据权利要求1所述的一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法,其特征在于,所述步骤1)中的增效洗脱液指十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、失水山梨醇单油酸酯及辛烷基聚氧乙烯醚中的一种或者几种复配使用。
3.根据权利要求1所述的一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法,其特征在于,所述步骤2)中的零价铁为纯铁粉,纳米零价铁或盐酸活化过的铁屑;所述的活性炭为粉末活性炭或者盐酸活化后的颗粒活性炭。
4.根据权利要求1所述的一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法,其特征在于,所述步骤3)中的氧化药剂为过氧化氢,或者过氧化氢与高锰酸钾、次氯酸钠、过硫酸钠中的一种或几种复配使用。
5.根据权利要求1所述的一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法,其特征在于,所述步骤5)所述的生物营养物质碳源为工业淀粉、工业葡萄糖、乙酸钠中的一种;生物营养物质氮源指尿素。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法,其特征在于,采用原位处理方法修复多氯联苯污染土壤时,场地土壤深度为1m-10m。
7.根据权利要求1-5之一所述一种多氯联苯污染场地土壤修复的方法,其特征在于,采用异位处理方法修复多氯联苯污染土壤时,场地污染土壤深度≤1m。
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