CN109663804A - 重度铬污染土壤处理方法 - Google Patents

重度铬污染土壤处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重度铬污染土壤处理方法，该重度铬污染土壤处理方法包括：对重度铬污染土壤进行破碎筛分，获取筛上物重度铬土壤及筛下物重度铬土壤；对筛上物重度铬土壤通过渣块清洗设备进行除铬处理，获取筛上物土壤；对筛下物重度铬土壤进行三级淋洗除铬，获取一级淋洗土壤、二级淋洗土壤、三级淋洗土壤及待处理土壤；对待处理土壤进行筛分处理，获取三级淋洗筛上土壤及三级淋洗筛下土壤。该重度铬污染土壤处理方法能够更有效、更安全的对重度铬污染土壤进行修复。同时适用范围广、可应用性强、安全稳定，能够保证重度铬污染土壤六价铬的去除效果。

Description

重度铬污染土壤处理方法
技术领域
本发明涉及民用及土壤修复领域，具体地，涉及一种重度铬污染土壤处理方法。
背景技术
重金属铬作为一种工业原材料，在其长期的生产和应用中，会对土壤环境造成一定的影响。在自然环境中常见铬的形态有三价铬和六价铬，铬污染土壤中的三价铬常以难溶氢氧化物的形式存在，一般低毒或微毒，流动性小，且在一般条件下不易自发地氧化为六价铬；而六价铬的毒性是三价铬的100倍，流动性强，比三价铬更容易迁移引起生物链富集，可溶性六价铬具有强氧化性、致突变性和致癌性，干扰农作物根部对其他元素正常吸收和运输，通过食物链从生物圈的低端向上富集，使动物体内的蛋白质变性，干扰酶系统。六价铬对人体主要是慢性毒害，通过皮肤、呼吸道和消化道等途径进入人体，在体内主要积聚在肺、肝、肾和内分泌腺中，造成恶心、腹泻、鼻中隔出血甚至穿孔、支气管炎等症状，长期接触严重者甚至致癌危及生命。
近年来，市场上金属铬和铬盐在电镀、铸造、化工、冶金、皮革制造及航空航天等行业中作为工业原料广泛应用，其需求量日益增加，其在工业生产过程中产生的含铬废渣对附近土壤造成严重污染，目前亟待研发一种高效的铬污染土壤修复技术。目前，铬污染土壤修复的主要方法有以下几种：
(1)化学还原法：利用铁粉、硫酸亚铁等还原剂将土壤中毒性大、迁移性强的Cr(VI)转换成Cr(III)，再利用稳定剂将土壤中Cr(III)固定在土壤中，将土壤中各种重金属的浸出浓度降低到验收标准内，达到保护人体健康、修复自然环境的目的。该法可操作性强，处理成本较低，还原剂产生的氧化产物有可能造成二次污染且难以处理，加大后续的处理成本，其还原法需进一步的优化研究。
(2)电动修复法：把电极插入受污染的土壤中，通过施加微弱电流形成电场，利用电场产生的各种电动力学效益(包括电渗析、电迁移和电泳等)驱动铬污染物沿电场方向定向迁移，从而将铬在电极附近富集，然后进行集中处理或回收利用，从而达到清洁土壤的目的。但其能耗大，易引起土壤肥力减弱，适用于小面积的污染。
(3)淋洗法：将水或含有冲洗助剂的水溶液、酸碱溶液、络合剂或表面活性剂等淋洗剂注入到污染土壤中，促进土壤环境中铬迁移，通过将溶剂与污染土壤混合，然后再把包含有铬污染物的液体从土壤中抽提出来，进行分离处理的技术。淋洗的废水经处理后达标排放，处理后的土壤可以再利用。该法费用较低，操作人员不直接接触污染物，但仅适用于砂壤等渗透系数大的土壤，且引入的淋洗剂易造成二次污染。
(4)固化/稳定化法：将铬污染土壤与粘结药剂结合，使得土壤中的重金属被药剂固定，使其长期处于稳定状态，降低其迁移性。该法需要较大量的固化剂，固化反应后土壤体积都有不同程度的增加，固化体的长期稳定性较差。
(5)植物修复法：利用铬富集植物吸收土壤中的铬，将铬转移至植株中，通过收割植物将铬带出土壤。该法处理成本低，无二次污染，但处理周期很长，效率较低，适用于浅层修复。
以上对铬污染土壤修复的方法有利有弊，但是对重度铬污染土壤的修复都存在处理效果差和长期稳定性效果差的问题。因此，针对某些污染程度较高的铬污染土壤，目前亟待开发一种新的重度铬污染土壤处理方法，使其达到处理效率高、长期稳定性效果好、无二次污染、经济效益较高的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种重度铬污染土壤处理方法，以解决现有重度铬污染土壤处理效果差、长期稳定性效果差等技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的重度铬污染土壤处理方法，包括：
对重度铬污染土壤进行破碎筛分，获取筛上物重度铬土壤及筛下物重度铬土壤；
对所述筛上物重度铬土壤通过渣块清洗设备进行除铬处理，获取筛上物土壤；
对所述筛下物重度铬土壤进行三级淋洗除铬，获取一级淋洗土壤、二级淋洗土壤、三级淋洗土壤及待处理土壤；
对所述待处理土壤进行筛分处理，获取三级淋洗筛上土壤及三级淋洗筛下土壤。
优选地，还包括对所述三级淋洗筛下土壤进行湿法解毒除铬处理。
优选地，分别对所述筛上物土壤、所述一级淋洗土壤、所述二级淋洗土壤、所述三级淋洗土壤、所述三级淋洗筛上土壤及三级淋洗筛下土壤进行检测，在检测合格的情况下对土壤进行回收利用，在检测不合格的情况下，对不合格的土壤进行固化/稳定化工艺处理。
优选地，所述破碎筛分的筛孔尺寸为80mm-150mm。
优选地，所述对所述筛下物重度铬土壤进行三级淋洗除铬包括：
对筛下物重度铬土壤通过淋洗脱水筛进行筛分，获取一级淋洗筛下土壤及一级淋洗土壤，对所述一级淋洗土壤进行冲洗除铬；
对所述一级淋洗筛下土壤通过一级旋流脱水器进行筛分，获取二级淋洗筛下土壤及二级淋洗土壤，对所述二级淋洗土壤进行冲洗除铬；
对所述三级淋洗筛下土壤通过二级旋流脱水器进行筛分，获取待处理土壤及三级淋洗土壤，对所述三级淋洗土壤进行冲洗除铬。
优选地，所述淋洗脱水筛的筛分孔径为2-3mm，所述一级旋流脱水器的筛分孔径为1-1.5mm，所述二级旋流脱水器的筛分孔径为0.25-0.36mm。
优选地，所述对筛下物重度铬土壤通过淋洗脱水筛进行筛分喷淋除铬包括：对所述筛下物重度铬土壤通过制泥机制泥后，通过一级喷淋脱水筛进行筛分喷淋除铬。
优选地，还包括对所述筛下物重度铬土壤依次通过进料斗、称量皮带及大倾角皮带机后通过制泥机制泥。
优选地，还包括将所述一级淋洗筛下土壤输送至泥水暂存池，然后泵送至所述二级喷淋脱水筛。
优选地，对所述待处理土壤进行筛分处理的筛分粒径为0.048-0.075mm。
本发明的有益效果在于：本发明根据国家污染场地修复行业相关标准，设计了一种重度铬污染土壤处理方法，采用“三级淋洗+湿法解毒+固化/稳定化”的处理方式进行综合处置利用，通过淋洗除铬、湿法除铬及固化/稳定化工艺联合处理重度铬污染土壤以解决现有重度铬污染土壤处理效果差、长期稳定性效果差等技术问题，更有效、更安全的对重度铬污染土壤进行修复。同时适用范围广、可应用性强、安全稳定，能够保证重度铬污染土壤六价铬的去除效果。且施工方法简单，施工方便，具有较好的应用前景。
本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1示出了根据本发明的一个实施例的重度铬污染土壤处理方法示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的提供了的重度铬污染土壤处理方法，包括：
对重度铬污染土壤进行破碎筛分，获取筛上物重度铬土壤及筛下物重度铬土壤；
对筛上物重度铬土壤通过渣块清洗设备进行除铬处理，获取筛上物土壤；
对筛下物重度铬土壤进行三级淋洗除铬，获取一级淋洗土壤、二级淋洗土壤、三级淋洗土壤及待处理土壤；
对待处理土壤进行筛分处理，获取三级淋洗筛上土壤及三级淋洗筛下土壤。
本发明中，所述重度铬污染土壤是指六价铬浓度＞300mg/kg的铬污染土壤。
作为优选方案，还包括对三级淋洗筛下土壤进行湿法解毒除铬处理。
作为优选方案，分别对筛上物土壤、一级淋洗土壤、二级淋洗土壤、三级淋洗土壤、三级淋洗筛上土壤及三级淋洗筛下土壤进行检测，在检测合格的情况下对土壤进行回收利用，在检测不合格的情况下，对不合格的土壤进行固化/稳定化工艺处理。其中，检测合格是指六价铬浓度＜60mg/kg。
具体地，通过淋洗除铬、湿法除铬及固化/稳定化工艺联合处理重度铬污染土壤以解决现有重度铬污染土壤处理效果差、长期稳定性效果差等技术问题，更有效、更安全的对重度铬污染土壤进行修复。同时适用范围广、可应用性强：安全稳定，能够保证重度铬污染土壤六价铬的去除效果。
作为优选方案，破碎筛分的筛孔尺寸为80mm-150mm。
作为优选方案，对筛下物重度铬土壤进行三级淋洗除铬包括：
对筛下物重度铬土壤通过淋洗脱水筛进行筛分，获取一级淋洗筛下土壤及一级淋洗土壤，对一级淋洗土壤进行冲洗除铬；
对一级淋洗筛下土壤通过一级旋流脱水器进行筛分，获取二级淋洗筛下土壤及二级淋洗土壤，对二级淋洗土壤进行冲洗除铬；
对三级淋洗筛下土壤通过二级旋流脱水器进行筛分，获取待处理土壤及三级淋洗土壤，对三级淋洗土壤进行冲洗除铬。
作为优选方案，淋洗脱水筛的筛分孔径为2-3mm，一级旋流脱水器的筛分孔径为1-1.5mm，二级旋流脱水器的筛分孔径为0.25-0.36mm。
作为优选方案，对筛下物重度铬土壤通过淋洗脱水筛进行筛分喷淋除铬包括：对筛下物重度铬土壤通过制泥机制泥后，通过一级喷淋脱水筛进行筛分喷淋除铬。
作为优选方案，还包括对筛下物重度铬土壤依次通过进料斗、称量皮带及大倾角皮带机后通过制泥机制泥。
作为优选方案，还包括将一级淋洗筛下土壤输送至泥水暂存池，然后泵送至二级喷淋脱水筛。
作为优选方案，对待处理土壤进行筛分处理的筛分粒径为0.048-0.075mm。
实施例1：
图1示出了根据本发明的一个实施例的重度铬污染土壤处理方法示意图。
如图1所示，该重度铬污染土壤处理方法包括：
开挖出来的污染土壤在进入淋洗生产线之前，需要进行预处理，对重度铬污染土壤进行破碎筛分，其中筛分粒径为100mm，主要是为了除去粒径＞100mm的渣块，经过筛分后，粒径小于100mm的物料，进入三级淋洗工序，粒径大于100mm的渣块统一收集至渣块清洗设备进行处置。大粒径渣块采用进料斗的固定筛进行筛分去除。
通过进料斗的粒径小于100mm的物料，依次通过进料斗、称量皮带及和大倾角皮带机后进入制泥机设备，经制泥机处理后得到的泥浆进入淋洗脱水筛，淋洗脱水筛的筛孔粒径为2mm，经过淋洗脱水筛分后得到2种粒径(2～100mm，小于2mm)的组分。2～100mm的组分进行冲洗并检测其中六价铬含量，如果六价铬含量超标则进行固化/稳定化处理；小于2mm的组分进入泥水暂存池，然后用泵抽入脱水筛进行下一步处理。
小于2mm的组分进入脱水筛设备通过高频振动淋洗筛分，高频振动淋洗筛的筛孔粒径为1mm，得到2种粒径(1～2mm，小于1mm)的组分。1～2mm的组分进行冲洗并检测其中六价铬含量，如果六价铬含量超标则进行固化/稳定化处理；小于1mm的组分通过泵抽入一级旋流脱水器进行下一步处理。
小于1mm的组分经过一级旋流脱水器设备后，其中一级旋流脱水器的筛分粒径为0.25mm，得到2种粒径(0.25～1mm，小于0.25mm)的组分。0.25～1mm的组分输送至脱水筛进行高频振动淋洗脱水，并进行冲洗后检测其中六价铬含量，如果六价铬含量超标则进行固化/稳定化处理；小于0.25mm的组分用泵抽入二级旋流脱水器进行进一步处理。
小于0.25mm的组分经过二级旋流脱水器设备后，其中二级旋流脱水器的筛分粒径为0.075mm，得到2种粒径(0.075～0.25mm，小于0.075mm)的组分。0.075～0.25mm的组分输送至脱水筛进行高频振动淋洗脱水，经冲洗后检测其中六价铬含量，如果六价铬含量超标则进行固化/稳定化处理；小于0.075mm的微细颗粒组分主要为富含六价铬污染物的泥浆。
小于0.075mm的组分进入湿法解毒处理。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

Claims (10)

1.一种重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，所述重度铬污染土壤处理方法包括：
对重度铬污染土壤进行破碎筛分，获取筛上物重度铬土壤及筛下物重度铬土壤；
对所述筛上物重度铬土壤通过渣块清洗设备进行除铬处理，获取筛上物土壤；
对所述筛下物重度铬土壤进行三级淋洗除铬，获取一级淋洗土壤、二级淋洗土壤、三级淋洗土壤及待处理土壤；
对所述待处理土壤进行筛分处理，获取三级淋洗筛上土壤及三级淋洗筛下土壤。
2.根据权利要求1所述的重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，还包括对所述三级淋洗筛下土壤进行湿法解毒除铬处理。
3.根据权利要求1所述的重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，分别对所述筛上物土壤、所述一级淋洗土壤、所述二级淋洗土壤、所述三级淋洗土壤、所述三级淋洗筛上土壤及三级淋洗筛下土壤进行检测，在检测合格的情况下对土壤进行回收利用，在检测不合格的情况下，对不合格的土壤进行固化/稳定化工艺处理。
4.根据权利要求1所述的重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，所述破碎筛分的筛孔尺寸为80mm-150mm。
5.根据权利要求1所述的重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，所述对所述筛下物重度铬土壤进行三级淋洗除铬包括：
对筛下物重度铬土壤通过淋洗脱水筛进行筛分，获取一级淋洗筛下土壤及一级淋洗土壤，对所述一级淋洗土壤进行冲洗除铬；
对所述一级淋洗筛下土壤通过一级旋流脱水器进行筛分，获取二级淋洗筛下土壤及二级淋洗土壤，对所述二级淋洗土壤进行冲洗除铬；
对所述三级淋洗筛下土壤通过二级旋流脱水器进行筛分，获取待处理土壤及三级淋洗土壤，对所述三级淋洗土壤进行冲洗除铬。
6.根据权利要求1所述的重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，所述淋洗脱水筛的筛分孔径为2-3mm，所述一级旋流脱水器的筛分孔径为1-1.5mm，所述二级旋流脱水器的筛分孔径为0.25-0.36mm。
7.根据权利要求5所述的重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，所述对筛下物重度铬土壤通过淋洗脱水筛进行筛分喷淋除铬包括：对所述筛下物重度铬土壤通过制泥机制泥后，通过一级喷淋脱水筛进行筛分喷淋除铬。
8.根据权利要求7所述的重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，还包括对所述筛下物重度铬土壤依次通过进料斗、称量皮带及大倾角皮带机后通过制泥机制泥。
9.根据权利要求5所述的重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，还包括将所述一级淋洗筛下土壤输送至泥水暂存池，然后泵送至所述二级喷淋脱水筛。
10.根据权利要求8所述的重度铬污染土壤处理方法，其特征在于，对所述待处理土壤进行筛分处理的筛分粒径为0.048-0.075mm。
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