一種修復鉻污染土壤中六價鉻的方法
【專利說明】
[0001]—、技術領域:本發明公開了一種采用乙二胺四乙酸鹽的堿溶液淋洗修復鉻污染土壤中六價鉻的方法，屬于土壤重金屬污染的治理技術領域。
[0002]二、技術背景:
據調查，我國目前的鉻渣堆存總量超過600萬噸，分散于20多個省市的80余處，這些堆存的鉻渣經雨水長年淋溶、滲透，使得鉻渣的堆存場地以及鉻鹽的生產企業場地存在著嚴重的六價鉻污染，據估算需要修復治理的土方量超過千萬立方，需要治理的地下水量可達上千億立方。據科學研究表明，六價鉻進入人體后可引起一系列病變，如肝腎病變、神經炎、口腔粘膜增厚，中毒嚴重者循環系統衰竭、失去知覺；更嚴重的還可導致肺癌。因此鉻渣對土壤環境的污染導致對人體健康所造成的重大危害已逐漸引起了人們的高度重視。目前，對于六價鉻污染土壤環境的修復技術，已有多篇公開的文獻報道。其中，彭亢晉等(專利申請號:200810035563.9)以污水廠的脫水污泥及其它有機質為原料，采用熱解技術將污染土壤中的六價鉻還原成三價鉻，該技術需要在800°C下絕熱熱解I小時，因此對設備要求較高，且能耗和處理成本較高；王興潤等(專利申請號:201210117234.5)采用原位淋洗處置工藝，但該技術需要深入掌握污染場地的水文地質情況，工藝實施中的不確定風險項目較多，也易帶來二次污染；王興潤等(專利申請號:200910241688.1)采用兩級逆流洗滌加藥劑穩定化組合工藝，雖然采用清水為淋洗劑，處理成本和風險都大大降低，但是處置后的土壤還會不斷出現返黃現象，它說明土壤中的六價鉻處置并不徹底，還需要進行二次或多次處置；許友澤等通過淋洗工藝采用微生物對鉻污染土壤中六價鉻進行還原修復(許友澤，楊志輝，向仁軍.環境化學，2011，30(2): 555-560)，該工藝技術雖然可以較徹底地修復土壤中的六價鉻，但該工藝技術對碳源和氮源要求較高，對場地的限制性較嚴格，工藝處置周期較長，處理成本較高。
[0003]三、
【發明內容】
:
本發明的目的是針對現有技術中存在的上述不足，而研制一種修復鉻污染土壤中六價鉻的方法，該修復鉻污染土壤中六價鉻的方法可有效克服現有技術的不足。本發明的特點是有效脫除了污染土壤中的六價鉻，脫除后的六價鉻經過化學還原-沉淀法，最終轉變為無害的三價鉻沉淀物，該工藝可有效遏制六價鉻對土壤的污染以及對地下水及周邊環境的不良影響，所采用的淋洗劑對土壤不會造成不可逆影響或二次污染，修復后土壤可填埋或者另作他用。
[0004]技術方案為:一種修復鉻污染土壤中六價鉻的方法，其特征是:(一).采用乙二胺四乙酸鈉的堿性水溶液為污染土壤中六價鉻的淋洗劑，淋洗劑的配制方法是用
0.02-0.15mol/L乙二胺四乙酸鈉的水溶液，再加入堿或者它的水溶液混勻配制成pH值為8.0-10.0的弱堿性混合溶液；(二).采用上述溶液作為鉻污染土壤中六價鉻的淋洗劑，使用淋洗劑對鉻污染土壤進行攪拌淋洗，淋洗劑與鉻污染土壤的液固比為lL:50-450g，鉻污染土壤的淋洗溫度為0-40 °C，淋洗時間為30-240min ;(三).固液分離，分離后的固體為處理后土壤固體，經風干后可直接填埋或另作他用，分離后的含六價鉻液體，可采用化學還原-沉淀法使六價鉻最終轉變為無害的三價鉻沉淀物，化學還原-沉淀過程中采用的還原劑可采用硫酸亞鐵，沉淀劑采用氫氧化鈣。
[0005]所述的鉻污染土壤主要源于鉻渣堆存場地或者鉻鹽工業遺留物場地的含有六價鉻污染的土壤等。淋洗劑配制中的堿或者它的水溶液，可采用碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸氫鈉等具有堿性的化學物質。鉻污染土壤的淋洗方法最好采用機械攪拌淋洗或球磨淋洗方法，這樣效果最好。經化學還原-沉淀后處理后的溶液經配液后還可作為淋洗劑返回用于鉻污染土壤淋洗，可節約大量的藥劑，減少污染，降低工藝費用。
[0006]本發明的優點在于:
(I)采用乙二胺四乙酸鹽的堿溶液可以從鉻污染土壤中有效脫除六價鉻，六價鉻與土壤得到了很好的分離，對于后續的六價鉻化學還原-沉淀處置，奠定了很好的基礎，大大提高了整套工藝操作的效率；(2)使用的土壤淋洗劑配制簡單，濃度要求較低，因此，對設備要求并不高，可以采用公知設備；(3)整套工藝流程簡單，易于操作，能耗低，土壤中六價鉻的去除率可達到99%以上，六價鉻的殘留濃度低于10mg/kg，遏制了六價鉻對土壤、地下水及周邊環境的影響；(4)處理后的土壤環境安全，可以回填利用，無后續的處置問題；(5)本發明方法的整個土壤修復過程藥劑成本為100-250元/Oii3土)，運行成本為100-350元/(m3土 )，處理成本大大降低，可廣泛處理鉻渣堆存場地、或者鉻鹽工業遺留場地、以及其它各種因鉻污染的土壤，其經濟和社會效益十分顯著。
[0007]四、具體實施方案:
實施例1:一種修復鉻污染土壤中六價鉻的方法，采用乙二胺四乙酸鈉的水溶液與氫氧化鈉配制成PH值為10.0的土壤淋洗劑，淋洗劑的配制方法是用0.02mol/L乙二胺四乙酸鈉的水溶液，再加入氫氧化鈉的水溶液混勻配制成pH值為10.0的弱堿性混合溶液；用上述淋洗劑對鉻污染土壤進行機械攪拌淋洗，淋洗劑與鉻污染土壤的液固比為1L: 50g，淋洗溫度為40°C，淋洗時間為30min ;固液分離，分離后的固體為修復后土壤，經風干后可直接填埋，分離后的含六價鉻溶液，采用化學還原-沉淀法使六價鉻最終轉變為無害的三價鉻沉淀物，化學還原-沉淀過程中采用的還原劑為硫酸亞鐵，沉淀劑為氫氧化鈣。經化學還原-沉淀處理后的溶液經系統配液后仍作為淋洗劑用于鉻污染土壤淋洗。
[0008]修復效果:對修復后土壤中的總鉻和六價鉻含量進行分析測試，用《固體廢物進出毒性進出方法-硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)對修復后土壤進行浸出處理，再分別測定浸出液中的總鉻和六價鉻含量。
[0009]根據測定結果，修復后土壤浸出液中六價絡濃度為0.030-0.080 mg/L，換算后土壤中六價鉻濃度為3.5-8.5mg/kg，六價鉻去除率99.50%以上，修復后土壤滿足該場地風險控制要求(Cr6+〈50mg/kg，該值根據《污染場地風險評估技術導則》(HJ25.3-2014)計算得出)。
[0010]根據測定結果