异位湿法还原-稳定化联合修复铬污染土壤及地下水方法与流程

本发明属于土壤修复技术领域，尤其涉及一种异位湿法还原-稳定化联合修复铬污染土壤及地下水方法。

背景技术：

目前，最接近的现有技术：

不同于其他有毒重金属，铬在自然界中以六价和三价两种价态存在。六价铬由于具有氧化性，能够强烈的腐蚀并破坏有机体，是国际公认的三种致癌金属物之一，而三价铬则是人类和动物所必须的微量营养元素，但过量摄入亦会对人体产生危害。铬及其化合物在现代工业生产的各个领域获得了广泛应用，是冶金、印染、制革、制药等行业必不可少的重要原料。在工业化进程中由于对三废排放的管理不善，大量含铬废水、废气、废渣在未获得解毒处理的情况下就被直接排放到周围环境中，使其成为中、重度六价铬污染场地。场地土壤和地下水中三价铬和六价铬在一定环境下能够互相转化，因此我国《土壤环境质量标准》(gb36600-2018)、《地下水质量标准》(gb/t14848-2017)和《地表水质量标准》(gb3838-2002)对土壤和地下水中的总铬、六价铬含量均有严格规定。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术中，主要偏向于对铬污染土壤或地下水的单项修复，缺乏联合修复技术。

(2)基于原位的修复技术，需要投加严重过量的修复试剂，无疑会增加二次污染风险，另外其修复效果也容易出现周期性反弹或波动。

(3)现有修复技术缺乏对修复后土壤及水体的安全处置措施。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种异位湿法还原-稳定化联合修复铬污染土壤及地下水方法。

本发明是这样实现的，一种异位湿法化学还原-稳定化联合修复铬污染土壤及地下水的方法，可以实现铬污染土壤和地下水的一体化修复，所述异位湿法化学还原-稳定化联合修复铬污染土壤的方法包括如下步骤：

步骤一，污染土壤的挖掘；

步骤二，污染土壤及地下水的预处理；

步骤三，湿法化学还原修复处理；

步骤四，污染物的固液分离；

步骤五，修复后土壤及水体的处置。

进一步，可以实现铬污染土壤和地下水的一体化修复，所述步骤一的污染土壤的挖掘包括：

根据场地污染调查评估结果，对需要进行修复的污染土层进行挖掘后异位处置。

进一步，所述污染土壤的挖掘过程中，优先清挖容易施工且不受场地设施影响区域；被清挖出的污染土壤独立堆放于场地固定区域内。

进一步，所述步骤二的污染土壤及地下水的预处理包括：

被污染的房渣土、碎石填土、炉灰渣、渣土和粉土填土在被筛分后进行安全处置后待修复。

被污染的地下水需借助水泵抽至缓冲水池中待修复。

进一步，所述污染土壤的预处理修复方法包括：

进行渗滤液测试，确定被污染土壤和惰性土壤的理论粒度界限；

通过机械筛选，将污染土壤和惰性土壤分离；

控制惰性土壤的渗出性，用作场地回填材料。

进一步，所述步骤三的污染土壤的湿法化学还原修复处理包括：

砂质土壤还原/稳定化处理；六价铬吸附的粘土、粉粘土修复处理；

六价铬吸附的粘土、粉粘土修复处理中，对浸出液中的六价铬进行连续监测，调整试剂配比或进行下一步的固液分离；

固化稳定化试剂采用磷酸钠－钙镁磷肥体系；

建立多个反应池，当充分反应后，添加适量的絮凝剂，转为沉降单元使用。

进一步，所述步骤四的污染物的固液分离包括：

带式压滤机放置在滤液收集池上；

滤液中含有一定浓度未反应完全的还原剂及稳定化试剂对滤液进行连续监测，既可以循环利用，也可以达标排放。

进一步，所述步骤五的修复后土壤及水体的处置包括：

修复后土壤填埋场包括缓冲区和填埋区；设置衬层系统、地表径流收集系统、地下水监测设施、封场覆盖系统；选择天然材料衬层或单层复合衬层作为防渗衬层；当天然基础层的饱和渗透系数小于10^-7cm/s，且厚度大于2m时，可选用天然材料衬层；当天然基础层的饱和渗透系数大于10^-7cm/s，或厚度小于2m时，选用单层复合衬层作为防渗衬层；在防渗衬层上方铺设砾石层和集水管，组成渗滤液收集系统；

填埋场封场用的覆盖层系统为多层结构，用于控制地表入渗。

依据《gb3838—2002地表水环境质量标准》ⅴ类水(主要适用于农业用水区及一般景观用水区域)对的六价铬的限值要求，水体中的六价铬浓度小于0.1mg/l时，可以达标排放。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述异位湿法化学还原-稳定化联合修复铬污染土壤的方法的异位湿法化学还原-稳定化联合修复铬污染土壤设备。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明提供的异位湿法修复方法是将土壤挖掘出来，用水及化学还原剂溶液进行清洗使六价铬从土壤中分离出来，进行污染土壤的挖掘；污染土壤的预处理；污染土壤的湿法化学还原修复处理；污染物的固液分离；修复后土壤的处置。对铬污染土壤及地下水修复后，符合《危险废物填埋污染控制标准》(gb18598—2001)的要求。修复后土壤能够控制地表入渗，并符合场地的最终利用规划。

附图说明

图1是本发明实施例提供的异位湿法化学还原-稳定化联合修复铬污染土壤方法流程图。

图2是本发明实施例提供的异位湿法化学还原-稳定化联合修复铬污染土壤及地下水的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有技术中，没有将土壤挖掘出来，用水及化学还原剂溶液进行清洗使六价铬从土壤中分离出来，对污染的土壤及地下水修复效果差。

为解决上述问题，下面结合附图对本发明应用原理作详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的异位湿法化学还原-稳定化联合修复铬污染土壤的方法可以实现铬污染土壤和地下水的一体化修复，所述异位湿法化学还原-稳定化联合修复铬污染土壤的方法包括如下步骤：

s101，污染土壤的挖掘。

s102，污染土壤及地下水的预处理。

s103，湿法化学还原修复处理。

s104，污染物的固液分离。

s105，修复后土壤及水体的处置。

步骤s101的污染土壤的挖掘包括：

根据场地污染调查评估结果，对需要进行修复的污染土层进行挖掘后异位处置。

在本发明实施例中，污染土壤的挖掘过程应遵循以下三条原则：

①尽量减少污染土壤清挖和场内转运次数。

②优先清挖容易施工且不受场地设施影响区域。

③被清挖出的污染土壤需独立堆放于场地固定区域内。

所述步骤s102污染土壤及地下水的预处理包括：

被污染的土层主要由房渣土、碎石填土、炉灰渣、渣土和粉土填土构成。其中粗料或极粗料(碎石、房渣土和炉灰)是惰性的(可通过渗滤液测试验证)，可在被筛分后进行安全处置后再利用。

在本发明实施例中，污染土壤的预处理修复策略为：

①进行渗滤液测试，确定被污染土壤和惰性土壤的理论粒度界限。

②通过机械筛选，将污染土壤和惰性土壤分离。

③控制惰性土壤的渗出性，将其用作场地回填材料。

步骤s103的污染土壤的湿法化学还原修复处理包括：

根据场地污染调查评估结果，土壤质地主要分为粉砂土、粉粘土、粘土等类型。六价铬不能强烈的吸附于砂质土壤中，砂质土壤需快速地还原/稳定化处理；而六价铬容易吸附于粘土、粉粘土中，粉粘土和粘土需细致地修复处理。

在本发明实施例中，在污染土壤的湿法化学还原修复处理过程中，对浸出液中的六价铬进行连续监测，及时地调整试剂配比或进行下一步的固液分离流程。

固化稳定化试剂采用磷酸钠－钙镁磷肥体系。磷酸钠中的po4^3-释放快速，可用于溶液中对cr³⁺等重金属快速稳定化，钙镁磷肥中的po4^3-可在修复后土壤中缓慢释放，维持富足的稳定化环境。

带式压滤机对泥浆的即时处理量有限，建立多个反应池，当充分反应后，添加适量的絮凝剂，转为沉降单元使用。以便带式压滤机的连续作业。

步骤s104的污染物的固液分离包括：

在泥浆的固液分离及滤液的循环利用过程中：带式压滤机尽量放置在滤液收集池之上(有一定的高程)。既便于修复后土块的收集、卸载；又可以防止滤液的滴失、漏失现象发生，避免次生污染。

滤液中通常含有一定浓度的未反应完全的还原剂及稳定化试剂，需要对循环利用的滤液进行连续监测，及时地调整试剂配比。

步骤s105的修复后土壤的处置包括：

依据《危险废物填埋污染控制标准》(gb18598—2001)的要求，修复后土壤填埋场包括缓冲区和填埋区。主要设施有衬层系统、地表径流收集系统、地下水监测设施、封场覆盖系统等。防渗系统根据天然基础层的地质特征，选择天然材料衬层或单层复合衬层作为防渗衬层。当天然基础层的饱和渗透系数小于10^-7cm/s，且厚度大于2m时，可选用天然材料衬层；当天然基础层的饱和渗透系数大于10^-7cm/s，或厚度小于2m时，可选用单层复合衬层作为防渗衬层。在防渗衬层上方铺设砾石层和集水管，组成渗滤液收集系统。

填埋场封场用的覆盖层系统应为多层结构，外形美观、能够控制地表入渗，并符合场地的最终利用规划。填埋场封顶坡面坡度不应小于5％；当边坡坡度大于10％时，宜采用多级台阶进行封场。填埋场封场后，设立永久性警示标志。

综上，异位湿法修复方法是将土壤挖掘出来，用水及化学还原剂溶液进行清洗使六价铬从土壤中分离出来，达到修复铬污染土壤及地下水的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。