CN106734139A - 土壤修复方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种土壤修复方法及其系统。本发明提供的土壤修复方法包括划区、冲洗、沉淀和检测，利用冲洗液中的化学物质与污染土壤中的污染物进行化学反应来除去土壤中的污染物，再经过沉淀将反应后的泥浆分成淤泥和污水，并对淤泥进行检测。本发明提供的土壤修复方法适用范围广泛、工艺流程简单、投资成本低、高效节能、经济环保。同时，本发明的土壤修复系统，包括依次连接的冲洗设备、泥浆运输设备、泥浆沉淀设备、污水运输设备和污水处理设备，系统设备简单、投资成本低、占地面积小、使用和维护方便。

Description

土壤修复方法及其系统
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种土壤修复方法及其系统。
背景技术
土壤不仅是人类重要的农业生产基地，也是人类赖以生存的基础，直接关系着人们的身体健康。近年来，经济高速发展，工业化和城镇化进程加快，随之也带了严重的土壤污染问题，尤其是一些工厂生产过程中产生的垃圾和污水，严重污染了周围的土壤。加之，重金属的矿质化肥和农药的大量使用。这些都导致我国土壤环境总体状况堪忧，有近1/5的土壤遭受污染，部分地区污染较为严重，严重影响农作物的生长和危害人们的身体健康，因此，治理土壤污染问题，迫在眉睫。
为切实加强土壤污染防治，逐步改善土壤环境质量，国务院发布了《土壤污染防治行动计划》，制定了到2020年受污染耕地安全利用率达到90％左右、污染地块安全利用率达到90％以上的目标。
但是土壤修复技术较为复杂，涉及物理、化学、生物等多个领域，主要有热脱附法、化学氧化还原法、化学淋洗法、固化/稳定化法和生物修复法，但这些方法，设备成本高、工艺流程复杂、整体投资大、处理耗时长。
当前，我国的土壤修复技术比较缺乏，工艺也不成熟，土壤修复的进展十分缓慢。以往我国对污染土壤的处理大都采用就地掩埋封闭处理，或者移除至异地掩埋封闭处理的办法，不但不能从根本上解决土壤污染问题，而且投资大，耗时长，治理不彻底。
由鉴于此，本发明提出一种土壤修复方法及其系统。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种土壤修复方法，本发明的土壤修复方法适用范围广泛、工艺流程简单、投资成本低、高效节能、经济环保。
本发明的另一目的在于提供一种土壤修复系统，本发明的土壤修复系统设备简单、投资成本低、设备占地面积小，并且使用和维护方便。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种土壤修复方法，包括以下步骤：
(1)划区：将要修复的土壤区域等分为若干区块，选取一块为待处理土壤区，在待处理土壤区相邻的地方选取一块为泥浆沉淀区，在所述泥浆沉淀区设有泥浆沉淀设备；
(2)冲洗：冲洗液通过冲洗设备冲洗所述待处理土壤区的污染土壤，得到泥浆；
(3)沉淀：通过泥浆运输设备将步骤(2)中得到的泥浆送至所述泥浆沉淀设备，使泥浆沉淀为淤泥，并将污水经污水运输设备送至污水处理设备；
(4)检测：通过步骤(3)得到的淤泥经检测后达标，直接晾干即可，若不达标则需再一次处理。
进一步地，所述泥浆沉淀设备为泥浆沉淀池，所述泥浆沉淀池为在所述泥浆沉淀区的底部和四周设置一隔绝污染土壤的隔离层。
更进一步地，所述隔离层为混凝土或隔离膜。
进一步地，所述泥浆运输设备前设有过滤装置。
优选地，所述冲洗设备为水枪。
优选地，所述泥浆运输设备为泥浆泵。
优选地，所述污水运输设备为水泵。
优选地，所述污水处理设备包括：污水反应池，用于对污水进行化学处理净化；分离机，用于分离将污水净化后的沉淀物和清水；烘干机，用于烘干污水净化后的沉淀物。
一种土壤修复系统，包括依次连接的冲洗设备、泥浆运输设备、泥浆沉淀设备、污水运输设备和污水处理设备。
优选地，所述冲洗设备为水枪，所述泥浆运输设备为泥浆泵，所述泥浆沉淀设备为泥浆沉淀池，所述污水运输设备为水泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的土壤修复方法适用范围广、工艺流程简单、成本低、高效节能、经济环保。
2、本发明所提供的土壤修复系统设备简单、投资成本低、设备占地面小、方便移动。
3、本发明提供的土壤修复方法可以在原地对被污染的土壤进行处理，同时可以将原待处理土壤区作为新的泥浆沉淀区，在泥浆沉淀区的底部和四周设置一隔绝污染土壤的隔离层，即可作为泥浆沉淀设备，方便实用。
4、本发明所提供的土壤修复方法中含有污水处理系统，将污水处理后得到清水，回收利用，用于制备冲洗液，经济环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的土壤修复方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的土壤修复方法的工艺流程示意图。本发明的土壤修复方法是利用冲洗液中的化学物质与污染土壤中的污染物进行化学反应来除去土壤中的污染物；再经过沉淀作用，将反应后的泥浆分成淤泥和污水；对淤泥进行检测，如果检测合格，则晾干即可，如果不合格，再重复上面的步骤。
本发明的土壤修复方法适用范围广泛、工艺流程简单、投资成本低、高效节能、经济环保，而且可以在原地对被污染的土壤进行修复，方便实施。同时本发明所需要的土壤修复系统设备简单、投资成本低、设备占地面小、方便移动。
实施例1
对于铬污染的土壤的修复
金属加工、电镀、制革等行业产生了大量含铬污染物，进入土壤中造成了土壤的铬污染，其中Cr6+的毒性最大。对于铬污染的土壤采用如下技术方案进行修复：
先划分区块：将要修复的土壤区域等分为若干区块，选取一块为待处理土壤区，在待处理土壤区相邻的地方选取一块为泥浆沉淀区。
设备的布局：在泥浆沉淀区设有泥浆沉淀设备，在要修复的土壤区域周围选择一块区域为设备区域，其余设备放置在设备区。
泥浆沉淀设备为泥浆沉淀池，即将泥浆沉淀区的污染土壤挖出，在泥浆沉淀区的底部和四周设置一隔离层，隔离层可以将处理后的土壤与未处理的污染土壤分开，防止污染物渗透进入处理后的土壤，造成再次污染。
需要说明的是，隔离层既可以为混凝土，也可以为隔离膜，还可以根据需要选择其他的材料。
冲洗：冲洗液通过冲洗设备冲洗待处理土壤区的污染土壤，得到泥浆；冲洗设备能够将污染的土壤转化为泥浆，最大限度地将泥浆中的污染物释放出来，将固体污染物和有机污染物分开，并且通过冲洗液与有机污染物反应，除去土壤中的有机污染物，剩余含有固体污染物的泥浆。
需要说明的是，冲洗设备优选为水枪，但不限于水枪。
对于重金属铬污染的土壤，冲洗液为铬还原剂的溶液，冲洗液可以将Cr6+转化为Cr3+。六价铬的还原在酸性条件下反应较快，一般要求pH＜4，通常pH控制在2.5-3。常用的还原剂有：焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁等。优选硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁来源容易，成本较低，而且除铬的效果也很好。
将含有固体污染物的泥浆通过泥浆运输设备送至泥浆沉淀区，泥浆运输设备前设有过滤装置，这样可以除去泥浆中的固体污染物。
在泥浆沉淀区中，泥浆进行长时间的沉淀形成淤泥和污水，淤泥经检测后合格，晾干；污水进入污水反应池进行下一步的处理。
对于处理含铬的污染土壤，经过冲洗液冲洗后变为Cr3+，经泥浆运输设备运输到泥浆沉淀区，经沉淀后，进入污水中，经过污水运输设备到达污水反应池中，向其中加入石灰或氢氧化钠调节PH值至7-9后，形成氢氧化铬沉淀析出，从而去除污水铬离子，经离心机分离得到清水，回收利用，用于配制冲洗液。重金属沉淀物进入烘干机进行烘干，脱水后的重金属氢氧物经烘干机烘干后密封包装封存，经环保部门同意后送入指定单位再生利用。
本发明的土壤修复方法可以在原地对被污染的土壤进行处理，同时可以将原待处理土壤区作为新的泥浆沉淀区，在泥浆沉淀区的底部和四周设置一隔离层可以作为新的泥浆沉淀设备，然后选择一块相邻的区域作为新的待处理土壤区，按照上述方法，对污染土壤进行修复。这种修复方法，将现有的区域设置为泥浆沉淀区，方便实用。
实施例2
对于有机氯污染的土壤的修复
有机氯杀虫剂是一类廉价并且广泛应用的农药，常见的有六氯苯、六六六，在全世界范围内曾被大量生产和广泛使用。这类农药的使用留下了严重的土壤污染问题。
先划分区块：将要修复的土壤区域等分为若干区块，选取一块为待处理土壤区，在待处理土壤区相邻的地方选取一块为泥浆沉淀区。
设备的布局：在泥浆沉淀区设有泥浆沉淀设备，在要修复的土壤区域周围选择一块区域为设备区域，其余设备放置在设备区。
泥浆沉淀设备为泥浆沉淀池，即将泥浆沉淀区的污染土壤挖出，在泥浆沉淀区的底部和四周设置一隔离层，隔离层可以将处理后的土壤与未处理的污染土壤分开，防止污染物渗透进入处理后的土壤，造成再次污染。
需要说明的是，隔离层既可以为混凝土，也可以为隔离膜，还可以根据需要选择其他的材料。
冲洗：冲洗液通过冲洗设备冲洗待处理土壤区的污染土壤，得到泥浆；冲洗设备能够将污染的土壤转化为泥浆，最大限度地将泥浆中的污染物释放出来，将固体污染物和有机污染物分开，并且通过冲洗液与有机污染物反应，除去土壤中的有机污染物，剩余含有固体污染物的泥浆。
需要说明的是，冲洗设备优选为水枪，但不限于水枪。
对于有机氯污染的土壤，冲洗液选用生物表面活性剂和水的混合物，生物表面活性剂的分子结构主要由两部分组成：一部分是疏油亲水的极性基团，如单糖、聚糖、磷酸基等；另一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，如饱和或非饱和的脂肪烃链段。生物表面活性剂能够降低土壤/污染物/水溶液的界面能，有利于有机污染物的脱附。同时，生物表面活性剂有助于有机物污染物分子形成胶束，从而增加有机物分子在水溶液中的溶解度，达到增溶的目标。通常选用的表面活性剂如鼠李糖脂、蔗糖酯或茶皂素等。
将含有固体污染物的泥浆通过泥浆运输设备送至泥浆沉淀区，泥浆运输设备前设有过滤装置，这样可以除去泥浆中的固体污染物。
在泥浆沉淀区中，泥浆进行长时间的沉淀形成淤泥和污水，淤泥经检测后合格，晾干；污水进入污水反应池进行下一步的处理。
对于处理含有机氯的污染土壤，经过冲洗液冲洗后土壤中的有机氯进入水中，经泥浆运输设备运输到泥浆沉淀区，经沉淀后，进入污水中，经过污水运输设备到达污水反应池中，向其中加入活性炭，利用活性炭的吸附作用对生物表面活性剂二次再生，进入固液分离机分离，将得到的上清液进行回收利用，加入少量的生物表面活性剂配制冲洗液，将剩余的固体物质放入烘干机烘干包装集中处理。
本发明的土壤修复方法可以在原地对被污染的土壤进行处理，同时可以将原待处理土壤区作为新的泥浆沉淀区，在泥浆沉淀区的底部和四周设置一隔离层可以作为新的泥浆沉淀设备，然后选择一块相邻的区域作为新的待处理土壤区，按照上述方法，对污染土壤进行修复。这种修复方法，将现有的区域设置为泥浆沉淀区，方便实用。
实施例3
对于石油烃类污染的土壤的修复
由于石油在开采、炼制、运输和使用过程中技术限制以及处理不当，含石油类物质的废水和废渣进入土壤，从而对土壤造成了石油烃类污染。对于石油烃类污染的土壤采用如下技术方案进行修复：
先划分区块：将要修复的土壤区域等分为若干区块，选取一块为待处理土壤区，在待处理土壤区相邻的地方选取一块为泥浆沉淀区。
设备的布局：在泥浆沉淀区设有泥浆沉淀设备，在要修复的土壤区域周围选择一块区域为设备区域，其余设备放置在设备区。
泥浆沉淀设备为泥浆沉淀池，即将泥浆沉淀区的污染土壤挖出，在泥浆沉淀区的底部和四周设置一隔离层，隔离层可以将处理后的土壤与未处理的污染土壤分开，防止污染物渗透进入处理后的土壤，造成再次污染。
需要说明的是，隔离层既可以为混凝土，也可以为隔离膜，还可以根据需要选择其他的材料。
冲洗：冲洗液通过冲洗设备冲洗待处理土壤区的污染土壤，得到泥浆；冲洗设备能够将污染的土壤转化为泥浆，最大限度地将泥浆中的污染物释放出来，将固体污染物和有机污染物分开，并且通过冲洗液与有机污染物反应，除去土壤中的有机污染物，剩余含有固体污染物的泥浆。
需要说明的是，冲洗设备优选为水枪，但不限于水枪。
冲洗液可以选用表面活性剂与水混合。石油污染过土壤中的含有许多长链的烃类物质，它们都是高度非极性和疏水化合物，他们在水中的溶解度很低，因此，添加表面活性剂可以对疏水烃类化合物起到增溶、乳化的作用。同时，由于土壤带负电，通常选用阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或者两者的复配，可选用的表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基氧乙烯醚硫酸钠、辛基苯基聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚等。
将含有固体污染物的泥浆通过泥浆运输设备送至泥浆沉淀区，泥浆运输设备前设有过滤装置，这样可以除去泥浆中的固体污染物。
在泥浆沉淀区中，泥浆进行长时间的沉淀形成淤泥和污水，淤泥经检测后合格，晾干；污水进入污水反应池进行下一步的处理。
对于处理石油烃类污染土壤，经过冲洗液冲洗后土壤中的油进入水中，经泥浆运输设备运输到泥浆沉淀区，经沉淀后，进入污水中，经过污水运输设备到达污水反应池中，向其中加入絮凝剂，静置一段时间后，进入离心机离心，将得到的清水进行回收利用，配制冲洗液，将剩余的固体物质放入烘干机烘干包装集中处理。
絮凝剂通常选用无机絮凝剂，如硫酸铝、硫酸钾、硫酸高铁，这类絮凝剂来源广泛、用量少、见效快。也可以选用无机高分子絮凝剂，如聚铝类无机高分子絮凝剂、聚铁类无机高分子絮凝剂，这类絮凝剂效果好、用量少、后污染小。
本发明的土壤修复方法可以在原地对被污染的土壤进行处理，同时可以将原待处理土壤区作为新的泥浆沉淀区，在泥浆沉淀区的底部和四周设置一隔离层可以作为新的泥浆沉淀设备，然后选择一块相邻的区域作为新的待处理土壤区，按照上述方法，对污染土壤进行修复。这种修复方法，将现有的区域设置为泥浆沉淀区，方便实用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)划区：将要修复的土壤区域等分为若干区块，选取一块为待处理土壤区，在待处理土壤区相邻的地方选取一块为泥浆沉淀区，在所述泥浆沉淀区设有泥浆沉淀设备；
(2)冲洗：冲洗液通过冲洗设备冲洗所述待处理土壤区的污染土壤，得到泥浆；
(3)沉淀：通过泥浆运输设备将步骤(2)中得到的泥浆送至所述泥浆沉淀设备，使泥浆沉淀为淤泥，并将污水经污水运输设备送至污水处理设备；
(4)检测：通过步骤(3)得到的淤泥经检测后达标，直接晾干即可，若不达标则需再一次处理。
2.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述泥浆沉淀设备为泥浆沉淀池，所述泥浆沉淀池为在所述泥浆沉淀区的底部和四周设置一隔绝污染土壤的隔离层。
3.根据权利要求2所述的土壤修复方法，其特征在于，所述隔离层为混凝土或隔离膜。
4.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述泥浆运输设备前设有过滤装置。
5.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述冲洗设备为水枪。
6.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述泥浆运输设备为泥浆泵。
7.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述污水运输设备为水泵。
8.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述污水处理设备包括：
污水反应池，用于对污水进行化学处理净化；
分离机，用于分离将污水净化后的沉淀物和清水；
烘干机，用于烘干污水净化后的沉淀物。
9.一种如权利要求1所述的土壤修复方法采用的土壤修复系统，其特征在于，包括依次连接的冲洗设备、泥浆运输设备、泥浆沉淀设备、污水运输设备和污水处理设备。
10.根据权利要求9所述的土壤修复系统，其特征在于，所述冲洗设备为水枪，所述泥浆运输设备为泥浆泵，所述泥浆沉淀设备为泥浆沉淀池，所述污水运输设备为水泵。
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