专利名称：一种重金属污染场地的原位修复方法
技术领域：
本发明属于处理重金属污染场地修复技术领域，特别涉及一种原位修复重金属污染场地的方法。
背景技术：
近几年来，我国重金属污染事件层出不穷，据不完全统计，2009年环保部接报的12起重金属、类金属污染事件，致使4035人血铅超标，182人镉超标，引发32起群体事件。2010年全国发生了 14起重金属污染事件，其中有9起是血铅事件；2011年1-8月，全国发生11起重金属污染事件，其中9起为血铅事件。2012年I月15日，广西壮族自治区境内龙 江河宜州拉浪码头被发现水质重金属镉超标。“这些重金属污染事件严重威胁人民群众的身体健康，影响社会稳定。到目前为止，我们对已经发生的每一起重金属污染事件进行了严厉查处。”场地中的重金属通过食物链进入人体，当体内的重金属积蓄到一定程度上时就会引发各种人体疾病。因此，随着各种重工业企业单位的搬迁，重金属污染场地的修复已成为当前城市建设中最紧迫的任务，并且已经引起各级政府和环保工作者的高度重视。目前重金属污染场地的修复方法主要有掩埋、植物修复、生物修复、土壤淋洗、固化稳定化以及各种集成修复技术等。掩埋法是将污染土壤挖出后置于指定地点，并用未污染的土壤覆盖，该方法虽然操作简单，但是占用土地，容易出现泄露并污染周边环境，把污染转移到掩埋地。植物修复和生物修复技术主要是将重金属污染物固定在植物或生物体内，之后再利用各种分离技术提取重金属该方法只用于农业污染土壤的治理，难以提高地基土强度，并且受植物或生物生长周期的影响，修复时间较长，因而不适宜用于城市工业污染场地的修复。土壤淋洗技术主要是通过将土壤中固相的重金属转移到液相，然后用萃取剂将其提取出来，该方法成本较高，对于渗透性较低的粘土处理效果较差。固化稳定化技术是将污染物转化成稳定态，并将其固定在污染介质中，使其处于长期稳定状态，是较普遍应用于土壤重金属污染的快速控制修复方法，对同时处理多种重金属复合污染土壤具有明显的优势。该处理技术的费用比较低廉，对一些非敏感区的污染土壤可大大降低场地污染治理成本。常用的固化稳定剂有飞灰、石灰、浙青和硅酸盐水泥等，其中水泥应用最为广泛。在美国的非有机物污染的超级基金项目中大部分采用固化稳定化技术处理。我国一些冶炼企业场地重金属污染土壤和铬渣清理后的堆场污染土壤也采用了这种技术。世界上已有某些专利技术可用于重金属污染场地的处理，如公开号为CN102101123A专利提出了一种重金属污染土壤的原位修复方法，即在污染土壤表明施加自制的土壤修复剂，翻耕至混合均匀，该方法施工简单，但治理周期较长。公开号为CN101773928A的发明专利公开了一种重金属工业污染场地的原位固化隔离的治理方法，本方法只是将污染物固化在污染场地内部，但是并未改变其状态或形态，仍然存在环境风险。公开号为101722182A的发明专利提供了一种节能、快速、环境友好的原位修复镉污染土壤的方法，该方法只对重金属镉有效果。公开号为101780468A的发明专利提供了重金属污染土壤修复技术，该技术主要对铜、锌、镉效果显著，不适合多种重金属污染场地的治理修复。综上所述，这些专利技术仍存在诸多不足和缺点，如能耗高、修复时间长、针对性强等，目前急需一种用于处理复合型重金属污染场地的修复方法，该方法工艺简单、处理过程能耗低，处理后的重金属污染场地浸出含量能够满足场地未来的使用要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有处理重金属污染场地修复方法的不足之处，提供一种用于重金属污染场地的原位修复方法，通过向含水率不高的污染场地上投加重金属螯合稳定剂可以将稳定剂完全覆盖在污染场地上面，避免重金属污染物对环境造成二次污染；利用水陆两栖式挖掘机对污染场地进行多次翻拌，可以使得稳定剂与重金属污染物充分反应，形成稳定态物质，保证重金属的浸出浓度在允许范围之内；通过晾晒，固结数日，可以根据含水率和重金属进出浓度的不同，将处置后的场地用于土地改良、园林绿化或填埋场填埋。因此，本法重点解决了一般的搅拌方式遇到的地基软的问题，如果地基允许可以使用普通的挖掘机进行场地搅拌，保证药剂与污染土壤的充分混合。本发明的上述目的是通过如下的技术方案实现的一种重金属污染场地的原位 修复方法，其特征在于针对江河、湖泊或水库边角区域受重金属污染的底部场地，通过向场地上投加重金属螯合稳定剂，再利用水陆两栖式挖掘机对场地进行多次翻拌，晾晒，固结数日，按照含水率和重金属含量的不同，即可将处置后的场地用于土地改良、园林绿化或填埋场填埋。处理后污泥凡重金属含量符合《城镇污水处理厂污泥处置土地改良泥质》(CJ/T291)或《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ 248)要求的污泥，即可用于土地改良或园林绿化进行污泥处置；处理后污泥凡重金属含量符合《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)要求的污泥，即可进入填埋场填埋处置。所述的一种重金属污染场地的原位修复方法，其特征还在于①重金属污染包含汞、镉、砷、铬、铜、铅、锌、铁、镍等中的I种或多种污染；②重金属螯合稳定剂具有螯合和稳定重金属的功能，根据受污染场地的重金属浓度，其投加量为2%。 15% (以干基污泥计，重量比)；③在土壤表面施加重金属螯合稳定剂后，将受污染的土壤表层0. 5 I. 5m厚的土壤与施加的重金属螯合稳定剂通过翻拌的方式均匀混合；④由挖掘机进行原地拌合，拌合分2-5次完成，每次向下拌合的深度控制在1/4 1/2左右；⑤重金属螯合稳定剂不宜长时间暴露在空气中，施加药剂与拌合应在一天内完成在施加重金属螯合稳定药剂2-3个月后污染场地中的重金属含量可以降至理想水平。本发明可广泛用于处理各种重金属污染场地，特别适用于处理地基较弱的受重金属污染的场地。采用本法处理后的土壤，视重金属含量的多少，采取灵活的利用方式，可以用于土地改良或园林绿化或建筑用地等。本发明具有如下优点工艺简单，设备投入和运行费用较低，处理场地位置不受限制。
图I重金属污染场地的原位修复方法示意图
具体实施例方式以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。实施例I :采用水陆两栖式挖掘机对汉沽污水库中受汞、铜、镉等重金属污染的场地(污染场地重金属含量如表I所示)进行处理。①首先开展围堰的建设，保证施工期间通过运输车辆。②将围堰区域内的污水排出。③等待底泥预固结，底泥在空气中风干12小时，如时间紧迫，可以在污染场地上喷洒石灰粉均匀加速场地的固结，石灰粉的覆盖厚度控制在2-5cm。④开始在污染场地表面均勻施加重金属螯合稳定药剂,药剂的添加量为10%(以干基污泥计，重量比)，并使用挖掘机进行搅拌，分3次进行搅拌，每次搅拌深度控制住0. 5m递增，最深的搅拌深度不小于I. 5m。⑤待2 3个月之后，对污染土壤按照《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)的要求测定汞、镉、铜等重金属浸出浓度，如表2所示，均低于该标准的所规定的重金属浸出浓度限值。结合表I中污染场地重金属含量数据，参考《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)，即处理后的汞、铜、镉等重金属污染场地可以用于填埋处置。
表I污染场地重金属含量单位mg/kg
项目含量r^i~r^i~
97Ti127.29
汞
石申18.46 il057表2处理后的场地重金属毒性浸出浓度单位mg/L
^^浸出浓度浸出浓度限值SS
^0.00140.05
------参考《生活垃圾填埋铜0.01440
-^---场污染控制标准》
砷<0.00010.3、
_=---(GB 16889-2008)
镉<0.00010.15实施例2 :实施方法同实施例1，改变污染场地重金属的含量，如表3所不。改变重金属螯合稳定药剂的施加量为15% (以干基污泥计，重量比)。待2 3个月之后，对污染土壤按照《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)的要求测定汞、镉、铜等重金属浸出浓度，如表4所示，均低于该标准的所规定的重金属浸出浓度限值。参考《城镇污水处理厂污泥处置土地改良泥质》(CJ/T291)，即处理后的汞、铜、镉等重金属污染的场地可以用于土地利用。表3污染场地重金属含量单位mg/kg
权利要求
1.一种重金属污染场地的原位修复方法，其特征在于所述方法包含以下步骤 (1)针对重金属污染场地，向其施加一定量的重金属螯合稳定药剂，并将受污染的土壤表层0. 5 I. 5m厚的土壤与施加的重金属螯合稳定剂通过翻拌的方式均勻拌合； (2)由挖掘机进行原地拌合，拌合分n次完成，每次向下拌合的深度控制在l/(n+l) l/(n-l)左右； (3)固结2 3个月后，处理后的污染场地，均满足《城镇污水处理厂污泥处置土地改良泥质》(CJ/T 291)或《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ248)或《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》的要求。凡符合《城镇污水处理厂污泥处置土地改良泥质》(CJ/T 291)或《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ248)要求的场地，即可用于土地改良或园林绿化；凡符合《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T23485-2009)要求的土壤，即可进入填埋场填埋处置。
2.根据权利要求I所述的一种重金属污染场地的原位修复方法，其特征在于重金属污染种类包含汞、镉、砷、铬、铜、铅、锌、铁、镍等中的I种或多种。
3.根据权利要求I所述的一种重金属污染场地的原位修复方法，其特征在于重金属螯合稳定药剂具有螯合和稳定重金属的功能，根据受污染场地的重金属浓度，其投加量为2%。 15% (以干基污泥计，重量比)。
4.根据权利要求I所述的一种重金属污染场地的原位修复方法，其特征在于由挖掘机进行原地拌合，拌合分2-5次完成，每次向下拌合的深度控制在1/4 1/2左右。
5.根据权利要求I所述的一种重金属污染场地的原位修复方法，其特征在于固结2 3个月后，处理后的污染场地，均满足《城镇污水处理厂污泥处置土地改良泥质》(CJ/T 291)或《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ248)或《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》的要求。
全文摘要
本发明公开了一种用于重金属污染场地的原位修复方法，其特征在于通过向含水率不高的污染场地上投加重金属螯合稳定剂可以将稳定剂完全覆盖在污染场地上面，避免重金属污染物对环境造成二次污染；利用水陆两栖式挖掘机对污染场地进行多次翻拌，可以使得稳定剂与重金属污染物充分反应，形成稳定态物质，保证重金属的浸出浓度在允许范围之内；通过晾晒，固结数日，可以根据含水率和重金属进出浓度的不同，将处置后的场地用于土地改良、园林绿化或填埋场填埋。因此，本发明与现有技术相比，既保证了重金属的稳定效果，重点解决了一般的搅拌方式遇到的地基软的问题，如果地基允许可以使用普通的挖掘机进行场地搅拌，保证药剂与污染土壤的充分混合。
文档编号B09C1/00GK102641888SQ20121011573
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者刘朝辉, 卢丹, 张景辉, 李野, 杨伟, 王尧, 王文茜, 西伟力, 韩嵩 申请人:天津生态城水务有限公司, 天津生态城环保有限公司