本發(fā)明涉及土壤修復(fù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種氰化物污染土壤修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
：2014年4月17日公布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題尤其突出。隨著“土十條”的出臺，污染土壤治理修復(fù)將逐漸成為新興產(chǎn)業(yè)，但污染土壤修復(fù)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用還多半處在試驗(yàn)階段，真正能工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)很少。國內(nèi)目前已有的含氰化物污染土壤修復(fù)技術(shù)主要包括光照法、植物修復(fù)法、生物修復(fù)法、直接化學(xué)氧化法和焚化法。從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好角度考慮，光照法、植物修復(fù)法和生物修復(fù)法不失為很好的處理方法，但從時(shí)效性考慮，上述幾種方法處理周期均較長，尤其針對含氰化物土壤，由于氰化物在中酸性環(huán)境下會緩慢分解進(jìn)入大氣，且氰化物易溶于水，在土壤中遷移速度快，因此上述三種方法在大規(guī)模含氰化物污染土壤的治理工程中不適宜采用。直接化學(xué)氧化法和焚化法均具有處理時(shí)間短、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，但焚化法處理成本高，處理后土壤結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，不利于土壤綜合利用，直接化學(xué)氧化法需要進(jìn)行水土分離，但一般水土分離很困難，且水土分離設(shè)備能力有限。目前已有的原位土壤淋洗是指通過注射井等向土壤施加淋洗劑，使其向下滲透，穿過污染帶與污染物結(jié)合，最終使其成為可遷移態(tài)化合物。該技術(shù)需要在原地搭建修復(fù)設(shè)施，包括清洗液投加系統(tǒng)、土壤下層淋出液收集系統(tǒng)和淋出液處理系統(tǒng)。該技術(shù)對于均質(zhì)、滲透性土壤中污染物具有較高的分離與去除效率。缺點(diǎn)是：可能會污染地下水，無法對去除效果與持續(xù)修復(fù)時(shí)間進(jìn)行預(yù)測，去除效果受制于場地地質(zhì)情況等。目前已有的異位土壤淋洗是指把污染土壤挖掘出來，通過篩分去除超大的組分并把土壤分為粗料和細(xì)料，再通過水力學(xué)方式機(jī)械地懸浮或攪動土壤顆粒，土壤顆粒尺寸的最低下限是9.5mm，大于這個(gè)尺寸的石礫和粒子才會較易由該方式將污染物從土壤中洗去。當(dāng)污染土壤中砂粒與礫石含量超過50％時(shí)，異位土壤淋洗技術(shù)就會十分有效。而對于粘粒、粉粒含量超過30％～50％，或者腐殖質(zhì)含量較高的污染土壤，異位土壤淋洗技術(shù)分離去除效果較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種氰化物污染土壤修復(fù)方法，有效改善土壤堆內(nèi)的滲濾效果，經(jīng)濟(jì)性好、處理規(guī)模大、時(shí)間短、不產(chǎn)生二次污染。為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種氰化物污染土壤修復(fù)方法，包括如下步驟：1)修整筑堆場地，保證場地為坡面，再鋪設(shè)防滲底墊；2)將待處理土壤分層筑堆得到土壤堆，在土壤堆上表面或土壤堆上表面和內(nèi)部分層鋪設(shè)滴淋管；3)在筑堆場地水平線最低側(cè)設(shè)置匯水溝，其他側(cè)面設(shè)置防水堰，同時(shí)，筑堆場地周邊設(shè)置有澄清池、解毒容器和沉淀池，所述澄清池與所述匯水溝相通；所述解毒容器內(nèi)設(shè)有攪拌器；所述澄清池與解毒容器通過泵送裝置相通；所述泵送裝置用于將所述澄清池內(nèi)的液體泵入解毒容器；所述解毒容器的出水口與所述沉淀池相通；設(shè)置高位水槽，其高度高于土壤堆的高度；所述高位水槽通過第一泵送裝置與沉淀池相通；4)在所述沉淀池中配制堿性淋洗液，通過第一泵送裝置將堿性淋洗液泵入高位水槽；堿性淋洗液通過與高位水槽連接的主管I，主管I上設(shè)置的多個(gè)分支管路I，分支管路I上安裝的滴淋管，滲入土壤堆，對待處理土壤進(jìn)行淋洗；優(yōu)選，所述堿性淋洗液為生石灰、熟石灰、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的任意一種或任意幾種以任意比的混合物；5)淋洗液滲入待處理土壤后，從土壤堆底部自流入?yún)R水溝，再從匯水溝內(nèi)自流入澄清池，澄清池內(nèi)清液泵入解毒容器，撒入解毒藥劑，在攪拌條件下降低氰化物濃度；然后將解毒容器內(nèi)處理后的液體流入沉淀池，清液泵入高位水槽，作為淋洗液使用；6)循環(huán)步驟5)，待處理土壤達(dá)到處理要求時(shí)，高位水槽內(nèi)泵入水，對土壤繼續(xù)淋洗1～2天，撤堆。進(jìn)一步，所述解毒藥劑為按質(zhì)量份數(shù)計(jì)的：石灰2～6份、強(qiáng)堿1～3份、過硫酸鹽2～6份，和次氯酸鹽4～8份，優(yōu)選，所述石灰為熟石灰、生石灰或兩者的混合物；所述強(qiáng)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀，或兩者的混合物。優(yōu)選，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉、硫酸酸鉀和過硫酸銨中的任意一種或任意幾種以任意比的混合物；更優(yōu)選，所述次氯酸鹽為次氯酸鈣、次氯酸鉀和次氯酸鈉中的任意一種或任意幾種以任意比的混合物。進(jìn)一步，步驟2)中筑堆土壤堆時(shí)，還在土壤堆中垂直埋設(shè)有多個(gè)沙井，所述沙井為內(nèi)部填充砂礫、側(cè)壁打孔的管；從高位水槽引出有主管II，所述主管II上的多個(gè)分支管路II，所述分支管路II的出水口位于所述沙井的正上方；同時(shí)，步驟4)中堿性淋洗液還通過主管II、分支管路II、進(jìn)入沙井，從而滲入土壤堆。進(jìn)一步，所述防滲底墊為HDPE或PVC防滲膜，優(yōu)選，所述防滲底墊在HDPE防滲膜或PVC防滲膜之上還依次鋪設(shè)有粗砂層、麻包片。優(yōu)選，所述高位水槽的安裝位置能保證供水至所述土壤堆上表面的壓力為0.4～0.5MPa。優(yōu)選，所述土壤堆的高度為1.5～4m。本發(fā)明提供的氰化物污染土壤修復(fù)方法所使用的處理系統(tǒng)是氰化物污染土壤異位淋洗系統(tǒng)，包括堆土系統(tǒng)、淋洗系統(tǒng)和處理系統(tǒng)，所述堆土系統(tǒng)包括匯水溝、地面、設(shè)置于地面上的防滲底墊、設(shè)置于所述防滲底墊上的土壤堆和防水堰；所述地面為坡面，優(yōu)選坡面的坡度為5～8°；所述匯水溝設(shè)置于所述土壤堆底面最低一側(cè)，同時(shí)，所述防水堰設(shè)置于所述土壤堆的另外三側(cè)；所述處理系統(tǒng)包括澄清池、解毒容器和沉淀池；所述澄清池與所述匯水溝相通；所述解毒容器內(nèi)設(shè)有攪拌器；所述澄清池與解毒容器通過泵送裝置相通；所述泵送裝置用于將所述澄清池內(nèi)的液體泵入解毒容器；所述解毒容器的出水口與所述沉淀池相通；所述淋洗系統(tǒng)包括高位水槽和噴淋系統(tǒng)；所述高位水槽通過第一泵送裝置與所述沉淀池相通；所述第一泵送裝置用于將所述沉淀池內(nèi)的上清液泵入所述高位水槽；所述高位水槽的安裝位置高于所述土壤堆的高度；所述噴淋系統(tǒng)包括與所述高位水槽連接的主管I、設(shè)置于所述主管I上的多個(gè)分支管路I，和所述分支管路I上安裝滴淋管構(gòu)成，所述滴淋管上還設(shè)置有滴灌頭；所述滴淋管平鋪在所述土壤堆的上表面，優(yōu)選各滴淋管平行設(shè)置。更優(yōu)選，所述滴淋管不僅設(shè)置于所述土壤堆的上表面還埋設(shè)在所述土壤堆內(nèi)部。澄清池、沉淀池可依情況設(shè)置多個(gè)。進(jìn)一步，所述氰化物污染土壤異位淋洗系統(tǒng)還包括沙井滲濾系統(tǒng)；所述沙井滲濾系統(tǒng)包括與所述高位水槽連接的主管II、設(shè)置于所述主管II上的多個(gè)分支管路II，和垂直埋設(shè)在所述土壤堆內(nèi)的沙井；所述分支管路II的出水口位于所述沙井的正上方；所述沙井為內(nèi)部填充砂礫、側(cè)壁打孔的管。進(jìn)一步，所述土壤堆表面積水位置還設(shè)置有沙井，所述沙井為內(nèi)部填充砂礫、側(cè)壁打孔的管。進(jìn)一步，所述防滲底墊為HDPE或PVC防滲膜，優(yōu)選，所述防滲底墊在HDPE防滲膜或PVC防滲膜之上還依次鋪設(shè)有粗砂層、麻包片。優(yōu)選，所述高位水槽的安裝位置能保證供水至所述土壤堆上表面的壓力為0.4～0.5MPa。優(yōu)選，所述土壤堆的高度為1.5～4m。該工藝流程具有如下特點(diǎn)：1)筑堆-淋洗-廢水解毒工藝創(chuàng)造性地將選礦工藝應(yīng)用于環(huán)境污染治理，相比于焚化法等工藝技術(shù)，該工藝具有處理規(guī)模更大，時(shí)間更短，經(jīng)濟(jì)性更好、組織施工方便的優(yōu)點(diǎn)；2)含氰化物污染土壤在處理過程中鋪設(shè)了底墊防治滲漏，且先用堿性水進(jìn)行沖洗，可中和土壤中的有害物質(zhì)，防止在放出氰化氫等劇毒氣體，避免造成二次污染；3)處理后的土壤性質(zhì)沒有受到破壞，可進(jìn)行綜合利用。一方面可以將處理后的土壤進(jìn)行晾曬后回填，另一方面也可以借鑒“堆山公園”模式，進(jìn)行綠化種植美化環(huán)境，同時(shí)也能進(jìn)一步凈化土壤。4)當(dāng)前我國廣泛存在工礦企業(yè)廢棄物污染治理問題，該工藝對處理含重金屬、有機(jī)物污染土壤同樣具有效果，將來具有廣闊的應(yīng)用前景，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。附圖說明圖1為本發(fā)明所使用的氰化物污染土壤異位淋洗系統(tǒng)移去從高位水槽引出管線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為發(fā)明提供的氰化物污染土壤修復(fù)方法的作用原理圖；圖3為防滲底墊的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明提供的氰化物污染土壤修復(fù)方法所使用的處理系統(tǒng)是氰化物污染土壤異位淋洗系統(tǒng)，該系統(tǒng)的構(gòu)成如下：如圖1所示，一種氰化物污染土壤異位淋洗系統(tǒng)，包括堆土系統(tǒng)、淋洗系統(tǒng)和處理系統(tǒng)，堆土系統(tǒng)包括匯水溝2、地面、設(shè)置于地面上的防滲底墊11、設(shè)置于防滲底墊11上的土壤堆1和防水堰7；地面為坡面，優(yōu)選坡面的坡度為5～8°；匯水溝2設(shè)置于土壤堆1底面最低一側(cè)，同時(shí)，防水堰7設(shè)置于土壤堆1的另外三側(cè)，用于防止從土壤堆內(nèi)滲出的水從側(cè)面就出進(jìn)入地下，污染地下水；防滲底墊11為HDPE或PVC防滲膜113，優(yōu)選，防滲底墊11在HDPE防滲膜或PVC防滲膜之上還依次鋪設(shè)有粗砂層112、麻包片111；土壤堆1的高度為1.5～4m；如圖3所示；處理系統(tǒng)包括澄清池3、解毒容器4和沉淀池5；澄清池3與匯水溝2相通；解毒容器4內(nèi)設(shè)有攪拌器；澄清池3與解毒容器之間設(shè)有泵送裝置，泵送裝置用于將澄清池3內(nèi)的液體泵入解毒容器4；解毒容器4的出水口與沉淀池5相通；淋洗系統(tǒng)包括高位水槽6和噴淋系統(tǒng)9；高位水槽6通過第一泵送裝置與沉淀池5相通；第一泵送裝置用于將沉淀池內(nèi)的上清液泵入高位水槽6；高位水槽6的安裝位置高于土壤堆1的高度，具體而言，高位水槽6的安裝位置能保證供水至所述土壤堆上表面的壓力為0.4～0.5MPa；噴淋系統(tǒng)9包括與高位水槽6連接的主管I、設(shè)置于主管I上的多個(gè)分支管路I，和分支管路I上安裝滴淋管構(gòu)成，滴淋管上還設(shè)置有滴灌頭；滴淋管平鋪在土壤堆的上表面，優(yōu)選各滴淋管平行設(shè)置。更優(yōu)選，滴淋管不僅設(shè)置于土壤堆的上表面還埋設(shè)在土壤堆1內(nèi)部。優(yōu)選，土壤堆1表面積水位置還設(shè)置有沙井10，沙井10為內(nèi)部填充砂礫、側(cè)壁打孔的管。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，氰化物污染土壤異位淋洗系統(tǒng)還包括沙井滲濾系統(tǒng)8；沙井滲濾系統(tǒng)包括與高位水槽6連接的主管II、設(shè)置于主管II上的多個(gè)分支管路II，和垂直埋設(shè)在土壤堆內(nèi)的沙井10；分支管路II的出水口位于沙井10的正上方；沙井10為內(nèi)部填充砂礫、側(cè)壁打孔的管。實(shí)施例1污染土壤來自天津港“8·12”爆炸事故含氰化物污染土壤，取樣分析表明土壤中總氰含量2.42～114.30mg/kg，土壤pH值8.85，水分含量19.3％。表1污染土壤多項(xiàng)分析結(jié)果實(shí)施具體指標(biāo)為：筑堆規(guī)模200m3；堆長度45m，寬度4.5m，堆高1.5m；噴淋強(qiáng)度40-60L/m2·h；淋洗周期45天；廢水處理規(guī)模200m3/d；廢水處理工藝：采用配置的化學(xué)藥劑進(jìn)行氧化解毒。實(shí)施步驟如下：1)修整筑堆場地，場地坡度為6°，再鋪設(shè)HDPE防滲膜；2)將待處理土壤分層筑堆得到土壤堆，在土壤堆上表面鋪設(shè)滴淋管；筑堆規(guī)模200m3；堆長度45m，寬度4.5m，堆高1.5m；3)在筑堆場地水平線最低側(cè)設(shè)置匯水溝，其他側(cè)面設(shè)置防水堰，同時(shí)，筑堆場地周邊設(shè)置有澄清池、解毒容器和沉淀池，澄清池與匯水溝相通；解毒容器內(nèi)設(shè)有攪拌器；澄清池與解毒容器通過泵送裝置相通；泵送裝置用于將澄清池內(nèi)的液體泵入解毒容器；解毒容器的出水口與沉淀池相通；設(shè)置高位水槽，其高度高于土壤堆的高度；高位水槽通過第一泵送裝置與沉淀池相通；4)在沉淀池中配制堿性淋洗液，通過第一泵送裝置將堿性淋洗液泵入高位水槽；堿性淋洗液通過與高位水槽連接的主管I，主管I上設(shè)置的多個(gè)分支管路I，分支管路I上安裝的滴淋管，滲入土壤堆，對待處理土壤進(jìn)行淋洗，噴淋強(qiáng)度40-60L/m2·h；淋洗周期45天；堿性淋洗液為氫氧化鈉水溶液；5)淋洗液滲入待處理土壤后，從土壤堆底部自流入?yún)R水溝，再從匯水溝內(nèi)自流入澄清池，澄清池內(nèi)清液泵入解毒容器，撒入解毒藥劑，在攪拌條件下降低氰化物濃度；然后將解毒容器內(nèi)處理后的液體流入沉淀池，清液泵入高位水槽，作為淋洗液使用；解毒藥劑為按重量組分計(jì)的：生石灰2份，氫氧化鈉3份，過硫酸鈉2份，次氯酸鈣7份；6)循環(huán)步驟5)，待處理土壤達(dá)到國家建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選指導(dǎo)值時(shí)，高位水槽內(nèi)泵入新水，對土壤繼續(xù)淋洗1～2天，撤堆。相關(guān)測試數(shù)據(jù)如下：表2最終不同深度位置土壤取樣分析總氰結(jié)果表3最終不同位置土壤取樣分析氰化物浸出毒性結(jié)果表4處理后最終水樣分析結(jié)果(mg/L)根據(jù)最終驗(yàn)收取樣結(jié)果分析，達(dá)到如下修復(fù)技術(shù)指標(biāo)：1)所有取樣點(diǎn)總氰含量全部達(dá)標(biāo)，平均值為5.57mg/kg，達(dá)到國家建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選指導(dǎo)值住宅類用地標(biāo)準(zhǔn)小于9.86mg/kg的限制值；2)土壤總氰浸出毒性為0.017mg/L，達(dá)到國家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB14848-93)IV類小于0.1mg/L限值；3)最終處理后的廢水水樣中總氰平均值為0.05mg/L,達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)小于0.5mg/L要求；4)最終廢水水樣中重金屬、COD、pH值都在國家污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)限制值以內(nèi)。實(shí)施例2污染土壤來自天津化工廠區(qū)域內(nèi)含氰化物污染土壤，取樣分析表明土壤中總氰含量40.2～88.60mg/kg，土壤pH值7.85，水分含量21.5％。表5污染土壤多項(xiàng)分析結(jié)果元素CaOK2OMgONa2OSiO2Fe2O3TiO2含量/％10.063.253.652.0450.116.250.60元素Al2O3CuPbZnCr碳有機(jī)碳含量/％13.400.0040.0020.0100.0072.130.90元素Cl-CdBaAsPHgS含量/％0.81080.0000170.04650.001310.078<0.0010.17實(shí)施具體指標(biāo)為：筑堆規(guī)模500m3；堆長度40m，寬度5m，堆高2.7m；噴淋強(qiáng)度50-75L/m2·h；在堆面3米直徑范圍內(nèi)埋設(shè)Φ50cm，高度2.5米，PVC材質(zhì)滲透沙井管，管壁上設(shè)置Φ1.0cm透水圓形孔，兩孔中心間距5cm，滲透沙井管內(nèi)充填砂礫；淋洗周期72天；廢水處理規(guī)模240m3/d；處理步驟如下：1)修整筑堆場地，場地坡度為7°，再鋪設(shè)PVC防滲膜，其上部分別鋪設(shè)粗砂層、麻包片；2)將待處理土壤分層筑堆得到土壤堆，筑堆時(shí)每高1m，鋪設(shè)一層滴淋管，筑堆完成后，在土壤堆上表面鋪設(shè)滴淋管；筑堆規(guī)模500m3；堆長度40m，寬度5m，堆高2.7m；土壤堆中垂直埋設(shè)有多個(gè)沙井(Φ50cm，高度2.5米)，沙井為內(nèi)部填充砂礫、側(cè)壁打孔(孔徑1.0cm，兩孔間距5cm)的PVC管；從高位水槽引出有主管II，主管II上的多個(gè)分支管路II，分支管路II的出水口位于沙井的正上方；3)在筑堆場地水平線最低側(cè)設(shè)置匯水溝，其他側(cè)面設(shè)置防水堰，同時(shí)，筑堆場地周邊設(shè)置有澄清池、解毒容器和沉淀池，澄清池與匯水溝相通；解毒容器內(nèi)設(shè)有攪拌器；澄清池與解毒容器通過泵送裝置相通；泵送裝置用于將澄清池內(nèi)的液體泵入解毒容器；解毒容器的出水口與沉淀池相通；設(shè)置高位水槽，其高度高于土壤堆的高度；高位水槽通過第一泵送裝置與沉淀池相通；4)在沉淀池中配制堿性淋洗液，通過第一泵送裝置將堿性淋洗液泵入高位水槽；堿性淋洗液通過與高位水槽連接的主管I，主管I上設(shè)置的多個(gè)分支管路I，分支管路I上安裝的滴淋管，滲入土壤堆，同時(shí)，堿性淋洗液還通過主管II、分支管路II、進(jìn)入沙井，從而滲入土壤堆，對待處理土壤進(jìn)行淋洗，噴淋強(qiáng)度50-75L/m2·h；淋洗周期72天；堿性淋洗液為氫氧化鉀水溶液；5)淋洗液滲入待處理土壤后，從土壤堆底部自流入?yún)R水溝，再從匯水溝內(nèi)自流入澄清池，澄清池內(nèi)清液泵入解毒容器，撒入解毒藥劑，在攪拌條件下降低氰化物濃度；然后將解毒容器內(nèi)處理后的液體流入沉淀池，清液泵入高位水槽，作為淋洗液使用；解毒藥劑為按重量組分計(jì)的：生石灰1份，氫氧化鈉2份，過硫酸鈉3份，次氯酸鈣5份；6)循環(huán)步驟5)，待處理土壤達(dá)到國家建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選指導(dǎo)值時(shí)，高位水槽內(nèi)泵入新水，對土壤繼續(xù)淋洗1天，撤堆。相關(guān)測試數(shù)據(jù)如下：表6最終不同深度位置土壤取樣分析總氰結(jié)果表7最終不同位置土壤取樣分析氰化物浸出毒性結(jié)果表8處理后最終水樣分析結(jié)果(mg/L)根據(jù)最終驗(yàn)收取樣結(jié)果分析，達(dá)到如下修復(fù)技術(shù)指標(biāo)：1)所有取樣點(diǎn)總氰含量全部達(dá)標(biāo)，平均值為4.63mg/kg，達(dá)到國家建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選指導(dǎo)值住宅類用地標(biāo)準(zhǔn)小于9.86mg/kg的限制值；2)土壤總氰浸出毒性為0.057mg/L，達(dá)到國家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB14848-93)IV類小于0.1mg/L限值；3)最終處理后的廢水水樣中總氰平均值為0.027mg/L,達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)小于0.5mg/L要求；4)最終廢水水樣中重金屬、COD、pH值都在國家污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)限制值以內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3