CN105127190A - 一种修复铬污染土壤中六价铬的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用乙二胺四乙酸盐的碱溶液淋洗修复铬污染土壤中六价铬的方法,属于土壤重金属污染的治理技术领域。修复铬污染土壤中六价铬的方法是采用0.02-0.15mol/L乙二胺四乙酸钠的水溶液,再加入碱或者它的水溶液混合配制成pH值为8.0-10.0的弱碱性混合溶液,采用上述溶液作为铬污染土壤中六价铬的淋洗剂,用淋洗剂对铬污染土壤进行搅拌淋洗,淋洗剂与铬污染土壤的液固比为1L:50-450g,淋洗温度为0-40℃,淋洗时间为30-240min;固液分离,分离后的固体为土壤,风干后可直接填埋或另作他用,分离后的液体为含有六价铬的溶液。优点是淋洗剂配制简单,能耗低,工艺流程短,六价铬的去除率可达99%以上,有效遏制了六价铬对土壤、地下水及周边环境的影响。
Description
一、技术领域:本发明公开了一种采用乙二胺四乙酸盐的碱溶液淋洗修复铬污染土壤中六价铬的方法,属于土壤重金属污染的治理技术领域。
二、技术背景:
据调查,我国目前的铬渣堆存总量超过600万吨,分散于20多个省市的80余处,这些堆存的铬渣经雨水长年淋溶、渗透,使得铬渣的堆存场地以及铬盐的生产企业场地存在着严重的六价铬污染,据估算需要修复治理的土方量超过千万立方,需要治理的地下水量可达上千亿立方。据科学研究表明,六价铬进入人体后可引起一系列病变,如肝肾病变、神经炎、口腔粘膜增厚,中毒严重者循环***衰竭、失去知觉;更严重的还可导致肺癌。因此铬渣对土壤环境的污染导致对人体健康所造成的重大危害已逐渐引起了人们的高度重视。目前,对于六价铬污染土壤环境的修复技术,已有多篇公开的文献报道。其中,彭亢晋等(专利申请号:200810035563.9)以污水厂的脱水污泥及其它有机质为原料,采用热解技术将污染土壤中的六价铬还原成三价铬,该技术需要在800℃下绝热热解1小时,因此对设备要求较高,且能耗和处理成本较高;王兴润等(专利申请号:201210117234.5)采用原位淋洗处置工艺,但该技术需要深入掌握污染场地的水文地质情况,工艺实施中的不确定风险项目较多,也易带来二次污染;王兴润等(专利申请号:200910241688.1)采用两级逆流洗涤加药剂稳定化组合工艺,虽然采用清水为淋洗剂,处理成本和风险都大大降低,但是处置后的土壤还会不断出现返黄现象,它说明土壤中的六价铬处置并不彻底,还需要进行二次或多次处置;许友泽等通过淋洗工艺采用微生物对铬污染土壤中六价铬进行还原修复(许友泽,杨志辉,向仁军.环境化学,2011,30(2):555-560),该工艺技术虽然可以较彻底地修复土壤中的六价铬,但该工艺技术对碳源和氮源要求较高,对场地的限制性较严格,工艺处置周期较长,处理成本较高。
三、发明内容:
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述不足,而研制一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,该修复铬污染土壤中六价铬的方法可有效克服现有技术的不足。本发明的特点是有效脱除了污染土壤中的六价铬,脱除后的六价铬经过化学还原-沉淀法,最终转变为无害的三价铬沉淀物,该工艺可有效遏制六价铬对土壤的污染以及对地下水及周边环境的不良影响,所采用的淋洗剂对土壤不会造成不可逆影响或二次污染,修复后土壤可填埋或者另作他用。
技术方案为:一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,其特征是:(一).采用乙二胺四乙酸钠的碱性水溶液为污染土壤中六价铬的淋洗剂,淋洗剂的配制方法是用0.02-0.15mol/L乙二胺四乙酸钠的水溶液,再加入碱或者它的水溶液混匀配制成pH值为8.0-10.0的弱碱性混合溶液;(二).采用上述溶液作为铬污染土壤中六价铬的淋洗剂,使用淋洗剂对铬污染土壤进行搅拌淋洗,淋洗剂与铬污染土壤的液固比为1L:50-450g,铬污染土壤的淋洗温度为0-40℃,淋洗时间为30-240min;(三).固液分离,分离后的固体为处理后土壤固体,经风干后可直接填埋或另作他用,分离后的含六价铬液体,可采用化学还原-沉淀法使六价铬最终转变为无害的三价铬沉淀物,化学还原-沉淀过程中采用的还原剂可采用硫酸亚铁,沉淀剂采用氢氧化钙。
所述的铬污染土壤主要源于铬渣堆存场地或者铬盐工业遗留物场地的含有六价铬污染的土壤等。淋洗剂配制中的碱或者它的水溶液,可采用碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸氢钠等具有碱性的化学物质。铬污染土壤的淋洗方法最好采用机械搅拌淋洗或球磨淋洗方法,这样效果最好。经化学还原-沉淀后处理后的溶液经配液后还可作为淋洗剂返回用于铬污染土壤淋洗,可节约大量的药剂,减少污染,降低工艺费用。
本发明的优点在于:
(1)采用乙二胺四乙酸盐的碱溶液可以从铬污染土壤中有效脱除六价铬,六价铬与土壤得到了很好的分离,对于后续的六价铬化学还原-沉淀处置,奠定了很好的基础,大大提高了整套工艺操作的效率;(2)使用的土壤淋洗剂配制简单,浓度要求较低,因此,对设备要求并不高,可以采用公知设备;(3)整套工艺流程简单,易于操作,能耗低,土壤中六价铬的去除率可达到99%以上,六价铬的残留浓度低于10mg/kg,遏制了六价铬对土壤、地下水及周边环境的影响;(4)处理后的土壤环境安全,可以回填利用,无后续的处置问题;(5)本发明方法的整个土壤修复过程药剂成本为100-250元/(m3土),运行成本为100-350元/(m3土),处理成本大大降低,可广泛处理铬渣堆存场地、或者铬盐工业遗留场地、以及其它各种因铬污染的土壤,其经济和社会效益十分显著。
四、具体实施方案:
实施例1:一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,采用乙二胺四乙酸钠的水溶液与氢氧化钠配制成pH值为10.0的土壤淋洗剂,淋洗剂的配制方法是用0.02mol/L乙二胺四乙酸钠的水溶液,再加入氢氧化钠的水溶液混匀配制成pH值为10.0的弱碱性混合溶液;用上述淋洗剂对铬污染土壤进行机械搅拌淋洗,淋洗剂与铬污染土壤的液固比为1L:50g,淋洗温度为40℃,淋洗时间为30min;固液分离,分离后的固体为修复后土壤,经风干后可直接填埋,分离后的含六价铬溶液,采用化学还原-沉淀法使六价铬最终转变为无害的三价铬沉淀物,化学还原-沉淀过程中采用的还原剂为硫酸亚铁,沉淀剂为氢氧化钙。经化学还原-沉淀处理后的溶液经***配液后仍作为淋洗剂用于铬污染土壤淋洗。
修复效果:对修复后土壤中的总铬和六价铬含量进行分析测试,用《固体废物进出毒性进出方法-硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)对修复后土壤进行浸出处理,再分别测定浸出液中的总铬和六价铬含量。
根据测定结果,修复后土壤浸出液中六价铬浓度为0.030-0.080mg/L,换算后土壤中六价铬浓度为3.5-8.5mg/kg,六价铬去除率99.50%以上,修复后土壤满足该场地风险控制要求(Cr6+<50mg/kg,该值根据《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014)计算得出)。
根据测定结果,还原-沉淀后溶液中六价铬浓度为0-0.0100mg/L,满足《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类水质标准要求(0.05mg/L)。
实施例2:一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,采用乙二胺四乙酸钠的水溶液与碳酸钠的水溶液配制成pH值为8.0的土壤淋洗剂,淋洗剂的配制方法是用0.15mol/L乙二胺四乙酸钠的水溶液,再加入固体碳酸钠混匀配制成pH值为8.0的弱碱性混合溶液;用上述淋洗剂对铬污染土壤进行球磨淋洗,淋洗剂与铬污染土壤的液固比为1L:450g,淋洗温度为20℃,淋洗时间为240min;固液分离,分离后的固体为修复后土壤,经风干后可另作他用,分离后的含六价铬溶液采用化学还原-沉淀法使六价铬最终转变为无害的三价铬沉淀物,化学还原-沉淀过程中采用的还原剂为硫酸亚铁,沉淀剂为氢氧化钙。经化学还原-沉淀处理后的溶液经***配液后仍作为淋洗剂用于铬污染土壤淋洗。
修复效果:对修复后土壤中的总铬和六价铬含量进行分析测试,用《固体废物进出毒性进出方法-硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)对修复后土壤进行浸出处理,再分别测定浸出液中的总铬和六价铬含量。
根据测定结果,修复后土壤浸出液中六价铬浓度为0.025-0.070mg/L,换算后土壤中六价铬浓度为3.0-7.5mg/kg,六价铬去除率99.80%以上,修复后土壤满足该场地风险控制要求(Cr6+<50mg/kg,该值根据《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014)计算得出)。
根据测定结果,还原-沉淀后溶液中六价铬浓度为0-0.0100mg/L,满足《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类水质标准要求(0.05mg/L)。
实施例3:一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,采用乙二胺四乙酸钠的水溶液与氢氧化钾的水溶液配制成pH值为9.0的土壤淋洗剂,淋洗剂的配制方法是用0.10mol/L乙二胺四乙酸钠的水溶液,再加入氢氧化钾的水溶液混匀配制成pH值为9.0的弱碱性混合溶液;用上述淋洗剂对铬污染土壤进行搅拌淋洗,淋洗剂与铬污染土壤的液固比为1L:260g,淋洗温度为0℃,淋洗时间为180min;固液分离,分离后的固体为修复后土壤,经风干后可直接填埋,分离后的含六价铬溶液,采用化学还原-沉淀法使六价铬最终转变为无害的三价铬沉淀物,化学还原-沉淀过程中采用的还原剂为硫酸亚铁,沉淀剂为氢氧化钙。经化学还原-沉淀处理后的溶液经***配液后仍作为淋洗剂用于铬污染土壤淋洗。
修复效果:对修复后土壤中的总铬和六价铬含量进行分析测试,用《固体废物进出毒性进出方法-硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)对修复后土壤进行浸出处理,再分别测定浸出液中的总铬和六价铬含量。
根据测定结果,修复后土壤浸出液中六价铬浓度为0.035-0.095mg/L,换算后土壤中六价铬浓度为4.0-10.5mg/kg,六价铬去除率99.00%以上,修复后土壤满足该场地风险控制要求(Cr6+<50mg/kg,该值根据《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014)计算得出)。
根据测定结果,还原-沉淀后溶液中六价铬浓度为0-0.0100mg/L,满足《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类水质标准要求(0.05mg/L)。
Claims (6)
1.一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,其特征是:(一).采用乙二胺四乙酸钠的碱性溶液作为土壤中六价铬的淋洗剂,淋洗剂的配制方法是用0.02-0.15mol/L乙二胺四乙酸钠的水溶液,再加入碱或者它的水溶液混匀配制成pH值为8.0-10.0的弱碱性混合溶液;(二).采用上述溶液作为铬污染土壤中六价铬的淋洗剂,使用淋洗剂对铬污染土壤进行搅拌淋洗,淋洗剂与铬污染土壤的液固比为1L:50-450g,铬污染土壤的淋洗温度为0-40℃,淋洗时间为30-240min;(三).固液分离,分离后的液体为含有六价铬的液体,分离后的固体为处理后的土壤固体,经风干后可直接填埋或另作他用。
2.根据权利要求1所述的一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,其特征是淋洗剂配制中的原料碱或者它的水溶液采用碳酸钠或者它的水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,其特征是淋洗剂配制中的原料碱或者它的水溶液采用氢氧化钠或者它的水溶液。
4.根据权利要求1所述的一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,其特征是铬污染土壤的淋洗方法最好采用机械搅拌淋洗或球磨淋洗方法。
5.根据权利要求1所述的一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,其特征是固分离后的含六价铬液体,再采用化学还原-沉淀法使六价铬最终转变为无害的三价铬沉淀物,化学还原-沉淀过程中采用的还原剂采用硫酸亚铁,沉淀剂采用氢氧化钙。
6.根据权利要求5所述的一种修复铬污染土壤中六价铬的方法,其特征是经化学还原-沉淀处理的溶液经***配液后仍可以作为淋洗剂返回用于铬污染土壤淋洗。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151209 |