矿区土壤重金属污染治理修复技术概述.doc
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1、矿区土壤重金属污染治理修复技术概述矿区土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。场地重金属可 以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水,恶化水文环境,并可能直接毒害植 物或通过食物链途径危害人体健康。目前,世界各国对矿区重金属污染修复技术 进行广泛的研究,具体有如下几种修复措施:1.1填埋法1.1.1 技术原理填埋法是将污染土壤进行掩埋覆盖,采用防渗、封顶等配套设施防止污染物 扩散的处理方法。填埋法不能降低土壤中污染物本身的毒性和体积,但可以降低 污染物在地表的暴露及其迁移性。1.1.2 技术特点填埋法是修复技术中最常用的技术之一。在填埋的污染土壤的上方需布设阻 隔层和排水层。阻隔层应是
2、低渗透性的粘土层或者土工合成粘土层,排水层的设 置可以避免地表降水入渗造成污染物的进一步扩散。通常干旱气候条件要求填埋 系统简单一些,湿润气候条件可以设计比较复杂的填埋系统。填埋法的费用通常 小于其它技术。1.1.3 适用范围在填埋场合适的情况下,可以用来临时存放或者最终处置各类污染土壤。该 技术通常适用于地下水位之上的污染土壤。由于填埋的顶盖只能阻挡垂向水流入 渗,因此需要建设垂向阻隔墙以避免水平流动导致的污染扩散。填埋场需要定期 进行检查和维护,确保顶盖不被破坏。1.2异位淋洗技术1.2.1 技术原理土壤异位洗涤技术由一系列物理操作单元和化学过程组成。首先,将污染土 壤挖掘出来,进行物理筛
3、分,分成不同的颗粒级别;然后分别用水或溶于水的化 学试剂来清洗,去除污染物;再处理含有污染物的废水或废液;最后将洁净的土 壤回填或运到其他地点。异位二次淋洗工艺流程见图 4-1。上清回用液回用水处理系统1.2.2 技术适用性污泥安全处置土壤堆存泥水分离药剂筛下物一次淋洗装置二次 淋 洗 装 置土壤挖掘筛分筛上物稳定化装置泥水分离输送上清 液图 4-1 异位二次淋洗工艺流程土壤异位洗涤技术适用于偏砂性污染土壤修复,粘土比重大的土壤一般不采 用异位淋洗工艺,如需选择异位淋洗工艺需进行工艺、设备的改进。异位淋洗工 艺能够处理的浓度范围广,能去除水溶态、酸溶态的污染物,对于轻度污染土壤 一般不采用异位
4、淋洗工艺。1.2.3 技术要求在选择异位淋洗工艺路线时应确保不引入可能造成新的环境污染的物质。异 位淋洗装置应配备自动控制系统和在线监测系统,以控制进料量、转速、固液比 等运行参数;并显示运行工况,包括搅拌桨速度、搅拌时间、固液比、不同时间 段淋洗液浓度及流向分配比等。应根据不同土壤特性、不同污染程度土壤来确定 合适的工艺条件,包括粒径、固液比、pH 值,同时应保证充分的反应时间。水 处理系统应具有一定的储存和缓冲能力,要能适应不同浓度梯度淋洗液的处理; 絮凝剂的选择在考虑成本外还应着重考虑污泥的减量化问题。异位淋洗过程中作业场所的粉尘浓度应满足 GBZ 2 的要求。异位淋洗产生 的废水应尽量
5、返回工艺路程进行循环使用,如需外排时,应进行处理,满足 GB 8978 的要求后排放。异位淋洗后的污染土壤,必须满足其后续处理处置的相应要求。如不满足则 重新进行处理,满足标准后方可进行综合利用和最终处置。1.3原位淋洗技术1.3.1 技术原理淋洗剂地表水处理 系统非饱和区地下水位线污染羽饱和区抽提井土壤原位淋洗技术是指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶 剂,通过水力压头推动清洗液,将其注入到被污染的土层中,继而把含有污染物 的液体从地下水中分离出来的技术,作用原理见图 4-2。图 4-2 原位淋洗技术示意表1.3.2 技术适用性原位淋洗技术适用于多孔性、易渗透、水力传导系数大(一般
6、不小于 10-5cm/s) 的土壤,尤其是沙地或沙砾土壤、冲积土和海滨土。对于渗透系数较小的红壤, 因为污染物与土壤之间吸附能力较强,所需修复时间较长。同时,土壤 pH、有 机质含量、阳离子交换容量也会影响淋洗效果。原淋洗工艺能够处理的浓度范围 有限,一般不适用于重度污染土壤的修复,能去除土壤中水溶态、酸溶态的污染 物。1.3.3 技术要求原位淋洗修复技术应配备地下水自动控制系统和在线监测系统,以控制污染 物在地下水中的迁移、扩散,并显示运行工况,包括水力传导系数、地下水中污 染物浓度、地下水位变化等。应根据实际工程应用中监测的数据,确定合适的工 艺条件,在确保土壤修复达标的同时,避免地下水的
7、污染,修复后地下水水质应 满足 GB 3838 的要求。污染土壤原位淋洗修复技术一般与地下水异位抽出-处理-回灌技术或地下 水原位 PRB 技术组合使用,其核心是如何通过控制地下水的流场达到控制污染物扩散的目的。因此,使用该技术前需要对场地的工程地质、水文流场等特性进 行详细和全面的研究。1.4异位固化/稳定化技术1.1.1 技术原理固化剂/稳定化药剂达标后堆存水土壤异位固化剂/稳定化装置养护异位固化/稳定化技术通过将污染土壤挖出后与硫化物、亚铁盐等还原剂及 粉煤灰、水泥、石膏等固化/稳定化药剂混合,通过化学还原和重金属络合等作 用将重金属固定在混合体内,降低重金属的释放,达到污染土壤的无害化
8、处理, 异位固化/稳定化工艺流程图见图 4-3。图 4-3 重金属污染土壤异位固化/稳定化工艺流程表1.1.2 技术适用性异位固化/稳定化技术一般适用于污染浓度高的重金属污染土壤修复,对土 质类型适应性强。固化/稳定化工艺主要作用于土壤中水溶态、酸溶态及可还原 态污染物,固化/稳定化前后污染物含量基本不变。固化/稳定化技术工艺虽简单, 但该技术主要存在土壤中重金属难释放,增容比大和固化/稳定化后的混合体需 要进行安全处置、后期需要长期监测和跟踪等缺点。1.1.3 技术要求在选择异位固化/稳定化工艺路线时应确保不引入可能造成新的环境污染 的物质。异位固化/稳定化装置应配备自动控制系统和在线监测系
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