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含鉻土壤治理與修復(fù)

2021-4-9 | 生態(tài)保護(hù)論文

 

鉻化合物會(huì)產(chǎn)生毒性作用,其中具有強(qiáng)氧化和透過(guò)體膜能力的Cr6+毒性最強(qiáng),是Cr3+的100倍,對(duì)人體、生物和植被造成極大的毒害,導(dǎo)致皮癌、腺癌等疾病和生物、植被大量死亡,為徹底消除重大污染源,西寧市加快對(duì)其的治理速度,從而達(dá)到徹底消除對(duì)人類、動(dòng)植物危害的目的。針對(duì)西寧市區(qū)內(nèi)七一路延長(zhǎng)段、付家寨和楊溝灣三處含鉻土壤的特殊性采取物理、化學(xué)、生物和種植植被的方法。對(duì)污染土壤進(jìn)行分類,上層土壤中六價(jià)鉻采取水溶方法將六價(jià)鉻從中淬取分離出來(lái),達(dá)到土壤進(jìn)入一般工業(yè)固體廢物填埋場(chǎng)的污染控制指標(biāo)限值,送入填埋場(chǎng)處理。解毒母液進(jìn)行綜合利用,用于生產(chǎn)鉻黃和金屬鉻原料。對(duì)下層輕度污染的土壤采取生物修復(fù)后,種植適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境的草、樹木等進(jìn)行生態(tài)恢復(fù),徹底消除其對(duì)周邊環(huán)境造成的二次污染,降低對(duì)土壤、大氣、水環(huán)境污染程度,徹底消除污染隱患,修復(fù)受污染土壤和植被,改善生態(tài)環(huán)境,保證人、動(dòng)植物、農(nóng)牧及人居安全,達(dá)到預(yù)期的目的和效果。

 

1技術(shù)方案

 

因西寧市各受六價(jià)鉻污染的特殊性,采取單一的處理方法達(dá)不到國(guó)家要求和預(yù)期治理效果,經(jīng)技術(shù)方案比選,本項(xiàng)目對(duì)含有六價(jià)鉻的土壤解毒處理采用水溶生物綜合解毒技術(shù)和種植植被、解毒后土壤用于燒磚,不可利用的上層土壤全部進(jìn)行填埋處理。解毒飽和母液作為鉻產(chǎn)品原料進(jìn)行綜合利用,防止運(yùn)輸過(guò)程污染隱患。在西寧市城東區(qū)付家寨鉻渣場(chǎng)褚家營(yíng)山,就地建設(shè)解毒裝置,解毒液體循環(huán)使用,生活污水與解毒場(chǎng)地收集的其它生產(chǎn)廢水,經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后,全部回用不外排。水溶法解毒工藝流程可以保證土壤中六價(jià)鉻的充分溶出和穩(wěn)定化處理,在水溶液中將易溶于水的Cr6+浸出,并用還原劑將其還原,對(duì)于稍溶于水和難溶于水的C6+r,用Ba2+進(jìn)行置換,生成更穩(wěn)定的鉻鹽得以穩(wěn)定處理。水溶解法主要采用濕磨法破壞結(jié)塊,可達(dá)到同樣的溶出效果。通過(guò)選擇4~6種球磨機(jī)的小球,從而提高粉碎效率。采用濕磨方法將鉻渣粉碎到300目,用水浸溶大于10小時(shí)將六價(jià)鉻溶出。全流程在常溫、常壓條件下運(yùn)行。水溶法在含鉻土壤解毒工藝過(guò)程和反應(yīng)原理見(jiàn)參考文獻(xiàn)。濕法解毒工藝技術(shù)解毒徹底,解毒后土壤中六價(jià)鉻為0.004ppm。檢測(cè)結(jié)果表明:濕法解毒工藝技術(shù)徹底,無(wú)二次污染,完全符合國(guó)家要求。

 

1.1解毒原理

 

將使固體物相中的Cr6+轉(zhuǎn)移到液相中,并在液體中加入硫酸亞鐵使土中的Cr6+盡可能的溶解沉淀于水。漿液在沉淀池中的停留時(shí)間為2~4小時(shí)(根據(jù)土壤中Cr6+的含量確定)。土壤漿自然分層,上層清液從沉淀池上部排出;下層濃渣從沉淀池下部排出。六價(jià)鉻含量0.5mg/l以下,去除率達(dá)99.99%,PH值6~8。

 

1.2過(guò)程中的主要化學(xué)反應(yīng)如下:

 

大量金屬氧化物的中和:MO(金屬氧化物)+H2SO4→MSO4+H2O酸溶性鉻的溶解:2CaCrO4+2H2SO4→2CaSO4↓+H2Cr3O7+H2O六價(jià)鉻的還原解毒:CrO42-+3Fe2++8H+→3Fe3++Cr3++4H2O4CrO42-+3S2O52-+14H+→4Cr3++6SO42-+7H2O水溶性三價(jià)鉻的沉淀:Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓水溶性三價(jià)鐵的沉淀:Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓過(guò)量硫酸鹽的沉淀:SO42-+Ca2+→CaSO4↓

 

2生產(chǎn)工藝及工藝流程圖

 

2.1生產(chǎn)工藝流程本項(xiàng)目主要包括污染土挖掘及預(yù)處理、解毒、水處理等部分組成。土壤濕法解毒主要包括旋流分離、水浸還原解毒、真空脫水等幾個(gè)工序。解毒后的土壤先暫時(shí)堆存,經(jīng)監(jiān)測(cè)合格后送入安全填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋。

 

2.1.1來(lái)自土壤解毒車間的鉻酸鈉溶液經(jīng)計(jì)量加入反應(yīng)池中,并按一定的比例加入混合鹽,經(jīng)反應(yīng)生成鉻黃沉淀物。

 

2.1.2將沉淀物放入離心機(jī),經(jīng)離心脫水,回收清液送入解毒車間作為系統(tǒng)補(bǔ)加水,濾餅進(jìn)干燥機(jī)再次脫水,回收液體一并送土壤解毒車間作為系統(tǒng)補(bǔ)充水,干燥后固體送入堆放場(chǎng)。

 

2.2生產(chǎn)工藝流程圖(見(jiàn)下圖)

 

2.3受六價(jià)鉻污染土壤修復(fù)及綜合治理

 

2.3.1修復(fù)場(chǎng)地的基本情況及規(guī)模

 

西寧市受六價(jià)鉻污染土壤共有三處,分別是:①七一路面積7425m2,呈漏斗型和倒三角型,需治理土壤量約為50000多噸;②付家寨面積21675m2,呈漏斗型和倒三角型,需治理土壤量約為200000多噸;③楊溝灣面積9000m2,呈漏斗型和倒三角型,需治理土壤量約為180000多噸。

 

2.3.2主要解毒工序污染物需治理土壤量及去除率:

 

①七一路土壤中Cr6+含量3120.3~5874.1ml/kg;去除率96.60%;②付家寨土壤中Cr6+含量15.0~29120.0ml/kg;去除率98.97%;③楊溝灣土壤中Cr6+含量3.0~430.0ml/kg;去除率30.72%。以上各場(chǎng)點(diǎn)經(jīng)治理土壤中PH值和Cr6+含量執(zhí)行土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1)。

 

2.3.3場(chǎng)地周邊情況

 

①七一路鉻渣堆放點(diǎn)位于七一路延長(zhǎng)段公路南側(cè),屬Ⅰ級(jí)階地后緣~Ⅱ級(jí)階地前緣,位于居民住宅樓及四周,離湟水干流200米。②付家寨鉻渣堆放場(chǎng)位于西寧市城東區(qū)韻家口付家寨石頭溝中上段,屬Ⅰ級(jí)支溝,離湟水干流500米。③原青海鉻鹽廠中轉(zhuǎn)渣場(chǎng)位于原廠址公路邊,離公路2米處,離黃水干流210米,離自然水溝2米。

 

2.3.4受六價(jià)鉻污染土壤修復(fù)及綜合利用

 

七一路延長(zhǎng)段和楊溝灣鉻渣堆放場(chǎng)二處受鉻渣嚴(yán)重污染的土壤統(tǒng)一運(yùn)至付家寨,經(jīng)鉻渣解毒后綜合利用,對(duì)不可利用土壤經(jīng)解毒后堆放于填埋場(chǎng)進(jìn)行永久性封存。經(jīng)過(guò)挖掘、篩分后,受污染土壤暴露出來(lái),在大風(fēng)或雨雪天氣容易引發(fā)大面積的二次污染。因此,必須將上層受污染嚴(yán)重土壤集中進(jìn)行解毒處理后送入貯存場(chǎng)堆放,對(duì)下層受污染較小,六價(jià)鉻低含量的土壤,選用植物與微生物綜合修復(fù)方法對(duì)受污染土壤進(jìn)行修復(fù),生物修復(fù)法泛指應(yīng)用植物和微生物根莖、原土壤中的土著微生物或向污染環(huán)境補(bǔ)充經(jīng)過(guò)馴化的高效微生物修復(fù)技術(shù)治理鉻,輕度污染土壤相比于化學(xué)還原和化學(xué)清洗,優(yōu)勢(shì)在于不破壞植物生長(zhǎng)所需的土壤環(huán)境,不會(huì)產(chǎn)生二次污染。對(duì)中度污染修復(fù)后的土壤可先種植蒿草、檸條、紅柳、苜蓿等喬灌木,這樣在對(duì)修復(fù)后裸露土壤表層起到覆蓋保護(hù)的同時(shí),這些植物根莖對(duì)六價(jià)鉻有吸附去除作用,防治水土流失、揚(yáng)塵現(xiàn)象,對(duì)修復(fù)后的土壤植被恢復(fù),提高綠地面積,逐步恢復(fù)生態(tài)平衡,改善周邊生態(tài)環(huán)境,提高自然生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,起著重要的作用。

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