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環境保護

多硫化鈣修復Cr(Ⅵ)污染土壤的原理與應用

2018-10-08 14:53:34來源:《環境工程》瀏覽:評論:0

  為探索多硫化鈣修復 Cr(Ⅵ) 污染土壤的可應用性,以實際鉻鹽污染場地為依托,分別進行了小試、中試試驗,對Cr(Ⅵ) 污染土壤的化學還原穩定化修復效果進行了總結和機理分析。結果表明:小試試驗中,隨著多硫化鈣投加比的增加,Cr(Ⅵ) 濃度、Cr(Ⅵ) 浸出濃度、總鉻浸出濃度均降低。當藥劑投加比為 20% 時,各指標檢測濃度均低于方法檢出限。擬合分析結果表明,浸出指標的降低速率與藥劑投加比相關性明顯。中試試驗中,藥劑投加比為12%,反應15d后,Cr(Ⅵ) 濃度即降低到較低水平;反應50d 后,Cr(Ⅵ) 濃度低于方法檢出限。且在適宜環境條件下,Cr(Ⅵ) 的還原產物能穩定存在。

  試驗方法

  小試試驗設計取場地污染土壤,測得Cr(Ⅵ) 濃度為3156.7mg/kg,Cr(Ⅵ) 浸出濃度為72.9mg/L,總鉻浸出濃度為86.0mg /L, pH=10.2。自然風干后過 5 mm 不銹鋼篩,測定篩下產品含水率,干燥保存待用。取100g上述污染土壤置于聚丙烯罐中,分別按土壤質量的0%、10%、15%、20%、30%添加 29%的多硫化鈣水劑,補充蒸餾水,使土壤含水率為其飽和含水率的90% 。攪拌均勻,密封反應,在反應的第7天取樣送檢,分別測定Cr(Ⅵ) 濃度、Cr(Ⅵ) 浸出濃度和總鉻浸出濃度。

  以小試試驗取得的參數為基礎,進行工程實施規模的中試試驗。中試范圍為原廠區的鉻渣堆場,鉻渣堆積期間沒有采取有效的環境保護措施,在多年降水淋溶作用下,場地土壤受到了嚴重的Cr(Ⅵ)污染,檢測出Cr(Ⅵ)最高濃度達5080mg/kg,平均濃度也達4000mg/kg以上。

  在場地合適位置建設原地異位修復反應池,防滲及結構按GB 18599—2001《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》中二類固體廢物貯存考慮。挖取150m?場地污染土壤,按土壤濕重的12%添加多硫化鈣水劑,補充水分至土壤飽和含水率的90%,充分攪拌均勻后密封反應,在反應的第15、30、50 天檢測參數變化,考察反應效果。添加硫酸亞鐵,調節土壤pH在6.0~9.0,在調節完成后第4、9、18個月進行取樣檢測,判斷修復效果的長期穩定性。

  試驗結果

多硫化鈣修復Cr(Ⅵ)污染土壤的原理與應用

  1 小試試驗中Cr(Ⅵ)及TCr的浸出濃度變化

多硫化鈣修復Cr(Ⅵ)污染土壤的原理與應用

  2 現場中試試驗以及長期監測下Cr(Ⅵ) 的濃度變化

  分析與結論

  鉻鹽污染場地遺留的污染土壤,Cr(Ⅵ)濃度高、pH高、營養物質含量低,Cr(Ⅵ)還原穩定化主要依賴化學作用。小試試驗中,多硫化鈣對Cr(Ⅵ)濃度、Cr(Ⅵ) 浸出濃度、TCr浸出濃度均有較好的處理效果,污染物濃度降低率嚴格依賴于藥劑投加比,當藥劑投加比>20%時,3種檢測指標均無檢出。多硫化鈣是一種高效的Cr( Ⅵ) 還原穩定化藥劑,具有明確的反應機理,可進行嚴格的反應控制。

  中試測試中,Cr(Ⅵ)最高濃度達5080mg/kg,理論藥劑投加比為10.1%,實際投加比為12%。反應15d后,Cr(Ⅵ)還原率達99.9%以上,50d后,Cr(Ⅵ)無檢出,還原率達到100%,實際應用效果良好,可應用于大規模生產。

  Cr(Ⅵ)還原后的再氧化稱為“返黃”,是鉻污染場地修復治理中普遍存在的問題。中試試驗中,添加藥劑調節土壤pH在6~9時,18個月跟蹤監測結果表明 Cr(Ⅵ)濃度持續保持在較低水平,多硫化鈣處理Cr(Ⅵ)污染具有相對的長期穩定性。

 

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