專利名稱：一種鉻污染土壤原位淋洗處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污染土壤修復(fù)治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鉻污染土壌的原位淋洗處理方法
背景技術(shù)：
歷史上我國曾經(jīng)存在過70多家鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)有鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)14家。由于我國的鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)普遍規(guī)模小、生產(chǎn)エ藝落后、環(huán)境污染大，導(dǎo)致這些關(guān)閉的鉻鹽廠遺留場(chǎng)地存在很大的環(huán)境污染問題。某些污染場(chǎng)地的土壌六價(jià)鉻含量達(dá)到上萬mg/kg ;地下水中Cr (VI)濃度達(dá)到1000mg/L以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地下水環(huán)境質(zhì)量(GB/T 14848-93) III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的O. 05mg/L,對(duì)人類健康帶來重大威脅。鉻污染場(chǎng)地的修復(fù)治理工作已經(jīng)刻不容緩。《鉻渣污染綜合整治規(guī)劃》中已經(jīng)明確提出2010年前完成歷史積存鉻渣的治理，2010年后要開展鉻污染場(chǎng)地的修復(fù)治理工作。我國對(duì)鉻污染土壤的治理已經(jīng)有一段時(shí)間的歷史，并已有多篇公開技術(shù)文獻(xiàn)報(bào)道。主要集中在植物修復(fù)、化學(xué)還原/穩(wěn)定化修復(fù)、微生物修復(fù)、異位洗滌修復(fù)方面。在已經(jīng)公開的現(xiàn)有技術(shù)中，已報(bào)道(公開號(hào)1810397A，公開號(hào)1736142A)鉻污染修復(fù)技術(shù)中描述了采用種植植物(如雙穗雀稗)修復(fù)鉻污染土壌和利用下游滲濾池收集受污染地下水。該技術(shù)方法主要是ー種被動(dòng)修復(fù)技術(shù)，所需要的時(shí)間エ期很長。也有采用藥劑進(jìn)行還原穩(wěn)定化異位修復(fù)技術(shù)エ藝(申請(qǐng)公開號(hào)CN102189099A、申請(qǐng)公開號(hào)CN101708501A)，采用FeSO4或Na2SO3進(jìn)行還原穩(wěn)定化，該技術(shù)エ期較短，但需要工程動(dòng)土，能耗和成本較高，較適合污染嚴(yán)重、污染深度較淺的區(qū)域。其他技術(shù)主要集中在微生物修復(fù)技術(shù)方面(公開號(hào)CN101602060A、申請(qǐng)公開號(hào)CN101829674A、公開號(hào)CN201815540U)，但エ期很長，往往需要好幾年的時(shí)間。土壌原位淋洗技術(shù)具有不需要工程動(dòng)土和動(dòng)カ消耗小與處理成本低、可徹底去除六價(jià)鉻、修復(fù)后的土壤可以直接再利用等優(yōu)點(diǎn)，是鉻污染場(chǎng)地土壤修復(fù)治理的重要技術(shù)之一。但原位淋洗過程通過地表灑水將六價(jià)鉻洗到地下水中，再通過該場(chǎng)地的流場(chǎng)控制，將受污染的地下水抽提到地表進(jìn)行處理。因此，需要詳細(xì)探測(cè)研究該場(chǎng)地的地下水流場(chǎng)和污染狀況，并合理布置地下水抽提井的數(shù)量、位置與抽提水量。根據(jù)場(chǎng)地的流場(chǎng)情況研究并合理布置地下水抽提井的數(shù)量、位置與抽提水量是本發(fā)明的研究核心。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鉻污染土壤原位淋洗處理方法，使處理后的土壤能夠達(dá)到六價(jià)鉻濃度< 100mg/kg的要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的鉻污染土壌原位淋洗處理方法，在需要淋洗處理的土壌區(qū)域周邊安裝多個(gè)地下水抽提井，通過地表灑水淋洗污染土壌，含六價(jià)鉻的淋洗水進(jìn)入地下水，通過地下水流場(chǎng)將含六價(jià)鉻的地下水抽到地表進(jìn)行水處理，處理后達(dá)到地表水3類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的廢水再回用地表灑水淋洗。
所述的處理方法，其中，地下水抽提井的深度至土壤隔水層之上。所述的處理方法，其中，需要淋洗處理的土壌區(qū)域是指土壌包氣帶無缺失層、上層滯水隔水層、水流短路通道，土壤滲透系數(shù)> 10_4的場(chǎng)地。所述的處理方法，其中，抽提井外圍設(shè)置有觀測(cè)井，觀察并防止地下水污染泄露，同時(shí)可用作備用抽提井。本發(fā)明的有益效果在干(I)不需要進(jìn)行土壌挖掘動(dòng)土工程，動(dòng)カ消耗較低；不需要藥劑，處理成本較低?？傮w處理成本低于異位洗滌、異位藥劑穩(wěn)定化等エ藝技木。(2)本發(fā)明采用的設(shè)備沒有特殊要求，流程簡單，運(yùn)行簡便、可靠。
(3)本發(fā)明處理過后的土壤能夠從六價(jià)鉻濃度1000mg/kg降至100mg/kg以下。


附圖I是本發(fā)明エ藝的流程示意圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案是I)對(duì)具體場(chǎng)地進(jìn)行污染狀況探測(cè)，掌握?qǐng)龅氐牡刭|(zhì)構(gòu)造特性、土壤污染狀況、地下水流場(chǎng)分布、地下水污染狀況。場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造簡單、包氣帶無缺失層、無上層滯水隔水層、無水流短路通道，土壤滲透系數(shù)> 10_4的場(chǎng)地可采用原位淋洗技術(shù)エ藝；2)根據(jù)土壤污染狀況和土壤滲透特性，進(jìn)行地表灑水，保證地表灑水量和土壤滲透水量達(dá)到平衡，將土壤中的六價(jià)鉻淋洗到地下水中；3)根據(jù)場(chǎng)地的地下水流場(chǎng)分布和地下水污染狀況，在土壌地表淋洗區(qū)域的四周布置地下水抽提井；4)根據(jù)地下水單井涌水量設(shè)定抽提井的抽提水量，根據(jù)抽提井的有效間距布置抽提井?dāng)?shù)量；5)抽提井外圍再布置ー圈地下水觀測(cè)井，同時(shí)防止地下水污染泄露，觀測(cè)井同時(shí)可用作抽提井；6)抽提到地表的含鉻廢水進(jìn)入含鉻廢水處理設(shè)施，處理達(dá)到地表水3類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的六價(jià)鉻濃度小于0. 05mg/L后再用于地表漫灌灑水。本發(fā)明的特點(diǎn)在干(I)根據(jù)場(chǎng)地的地質(zhì)特性、污染特性、地下水流場(chǎng)分布，布置地下水抽提井，實(shí)現(xiàn)將污染土壌進(jìn)行淋洗，污染物淋洗到地下水，將污染的地下水抽提到地表進(jìn)行水處理，處理后的廢水再回用地表灑水，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。(2)該技術(shù)對(duì)場(chǎng)地的地質(zhì)特性要求很高，適用于包氣帶無缺失層、無上層滯水隔水層、無水流短路通道，土壤滲透系數(shù)> 10_4的場(chǎng)地。下面結(jié)合實(shí)施案例及附圖詳細(xì)說明本處理鉻污染土壌的エ藝的具體實(shí)施方式
。需要說明的是，本發(fā)明的技術(shù)方案中涉及的含鉻廢水處理設(shè)施可以采用任何ー種能夠處理含鉻廢水的公知技術(shù)，因此，本以下的描述中對(duì)含鉻廢水處理設(shè)施不作詳細(xì)介紹，也不推薦附圖。
實(shí)施例I以治理青海海北鉻鹽化工廠遺留鉻污染廠房為例。該化工廠1988年投產(chǎn)，1989年因污染嚴(yán)重被迫關(guān)閉。該廠浸出車間(廠房面積150mX40m)污染嚴(yán)重，從地表直至地下水位(18米深)土壤均受到嚴(yán)重污染。其中表層0-3米土壤中六價(jià)鉻濃度在3000-14000mg/kg之間，3-18米土壌六價(jià)鉻在2000mg/kg左右，若采用異位治理的技術(shù)則土石方工程量巨大。該場(chǎng)地土壤構(gòu)造簡單，無缺失層和隔水層，也無短流通道。土壌0-3米是黃土狀土，滲透系數(shù)2. 5X10_3cm/s，3米以下直至地下水位為礫石層，滲透系數(shù)O. 243cm/s，適合采用原位淋洗的技術(shù)方法。該場(chǎng)地地下水六價(jià)鉻濃度為1147mg/L，已經(jīng)受到嚴(yán)重污染。按下述步驟進(jìn)行處理I)在海北鉻鹽廠浸出車間內(nèi)挖了ー塊12mX4mX5m的坑(圖I中的受污染土壤區(qū)域)，作為原位淋洗工程的示范工程。 2)在該坑里面布置12 ロ花灑，噴水總量I. 2m3水/小時(shí)，在地表均勻?yàn)⑺M(jìn)行土壤原位淋洗。3)在該淋洗坑周邊地下水流場(chǎng)下游處布置6 ロ地下水提抽井，該場(chǎng)地單井涌水量為257m3/天，單井抽水量為20m3/小時(shí)。4)在地下水提抽井外圍布置8 ロ地下水觀測(cè)井，這些觀測(cè)井同時(shí)兼?zhèn)涑樗淖饔?，以防出現(xiàn)污染泄露，臨時(shí)作為抽水井使用。5)抽上來的地下水進(jìn)入到廢水處理設(shè)施，處理達(dá)到地表水3類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的
O.05mg/L后再進(jìn)入花灑進(jìn)行噴淋。6)連續(xù)運(yùn)行I年后土壤中六價(jià)鉻從2000mg/kg降至80mg/kg左右，實(shí)現(xiàn)了土壤達(dá)到< 100mg/kg的目標(biāo)。且運(yùn)行過程中下游觀測(cè)井監(jiān)測(cè)的地下水六價(jià)鉻濃度在逐漸降低，沒有出現(xiàn)污染泄露的情況。測(cè)試結(jié)果對(duì)原位淋洗示范基地土壤淋洗前后進(jìn)行土壤總鉻和六價(jià)鉻含量分析測(cè)試，結(jié)果見表I所示。實(shí)施例2以治理青島紅星化工廠鉻渣堆放場(chǎng)地污染土壤為例。該廠1959年投入生產(chǎn)，1991年因環(huán)保問題停止了鉻鹽的生產(chǎn)。原鉻渣堆放場(chǎng)位于婁山河邊，占地約600mX200m。由于多年的鉻渣堆放，導(dǎo)致該場(chǎng)地嚴(yán)重受到鉻的污染。其中表層土中六價(jià)鉻濃度達(dá)到142 9759mg/kg,場(chǎng)地地下水六價(jià)鉻濃度達(dá)到200mg/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地下水3類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的
O.05mg/L的要求。整個(gè)區(qū)域強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層上主要由雜填土、粉質(zhì)粘土和粗砂三層構(gòu)成。按下述步驟進(jìn)行處理I)在青島紅星化工廠鉻渣堆放場(chǎng)地內(nèi)挖了ー塊6mX4mX Im的坑，作為原位淋洗工程的不范工程。2)在該坑里面布置6 ロ花灑，噴水量O. 3m3水/小時(shí)，進(jìn)行土壤原位淋洗。3)在該淋洗坑周邊地下水流場(chǎng)下游處布置3 ロ地下水提抽井，該場(chǎng)地單井涌水量為53m3/天，單井抽水量為4m3/小時(shí)。4)在地下水提抽井外圍布置8 ロ地下水觀測(cè)井，這些觀測(cè)井同時(shí)兼?zhèn)涑樗淖饔?，以防出現(xiàn)污染泄露，臨時(shí)作為抽水井使用。
5)抽屜上來的地下水進(jìn)入到廢水處理設(shè)施，處理達(dá)到地表水3類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的
O.05mg/L后再進(jìn)入花灑進(jìn)行噴淋。
6)連續(xù)運(yùn)行3年后土壤中六價(jià)鉻降至95mg/kg左右，實(shí)現(xiàn)了土壤達(dá)到< 100mg/kg的目標(biāo)。且運(yùn)行過程中下游觀測(cè)井監(jiān)測(cè)的地下水六價(jià)鉻濃度在逐漸降低，沒有出現(xiàn)污染泄露的情況。測(cè)試結(jié)果對(duì)原位淋洗示范基地土壤淋洗前后進(jìn)行土壤總鉻和六價(jià)鉻含量分析測(cè)試，結(jié)果見表2所示。表I :青海原位淋洗基地土壤淋洗前后總鉻和六價(jià)鉻含量變化
權(quán)利要求
1.一種鉻污染土壤原位淋洗處理方法，在需要淋洗處理的土壌區(qū)域周邊安裝多個(gè)地下水抽提井，通過地表灑水淋洗污染土壌，含六價(jià)鉻的淋洗水進(jìn)入地下水，通過地下水流場(chǎng)控制將含六價(jià)鉻的地下水抽到地表進(jìn)行水處理后再回用地表灑水淋洗。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理方法，其中，地下水抽提井的深度至土壤隔水層之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理方法，其中，需要淋洗處理的土壌區(qū)域是指土壌包氣帶無缺失層、上層滯水隔水層、水流短路通道，土壤滲透系數(shù)> 10_4的場(chǎng)地。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理方法，其中，抽提井外圍設(shè)置有觀測(cè)井。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理方法，其中，處理后的水達(dá)到地表水3類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求后再回用地表灑水淋洗。
全文摘要
一種鉻污染土壤原位淋洗處理方法，在需要淋洗處理的土壤區(qū)域周邊安裝多個(gè)地下水抽提井，通過地表灑水淋洗污染土壤，含六價(jià)鉻的淋洗水進(jìn)入地下水，通過地下水流場(chǎng)控制將含六價(jià)鉻的地下水抽到地表進(jìn)行水處理后再回用地表灑水淋洗。本發(fā)明處理過后的土壤中含六價(jià)鉻能夠從1000mg/kg降至100mg/kg以下。
文檔編號(hào)B09C1/02GK102652956SQ20121011723
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者王興潤, 王琪, 顏湘華 申請(qǐng)人:中國環(huán)境科學(xué)研究院