用于铬污染土壤修复的淋洗剂、修复方法及装置.pdf

本发明公开了一种用于铬污染土壤修复的淋洗剂、修复方法及装置。该淋洗剂为含有如下成分的水溶液：柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和pH值调节剂，其中，柠檬酸与十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为0.05-0.5:0.01-0.1，淋洗剂的pH为1~3。本发明可用异位修复和原位修复方法对铬污染土壤进行修复。本发明还提供了原位修复用装置。本发明易降解，对环境不造成二次污染，对土壤理化性质影响较小，且总铬去除率大于90%，对三价铬同样由良好的去除效果，淋洗后土壤中铬以残渣态为主，总铬浓度低于国家土壤环境三级标准，不在具有环境危害。

1.一种用于铬污染土壤修复的淋洗剂，其特征在于，该淋洗剂为含有如下成分的水溶液：柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和pH值调节剂，其中，柠檬酸与十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为5-50:1-10，所述淋洗剂的pH为1~3。 2.根据权利要求1所述的用于铬污染土壤修复的淋洗剂，其特征在于，柠檬酸与十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为1:1。 3.根据权利要求1所述的用于铬污染土壤修复的淋洗剂，其特征在于，各成分在淋洗剂中的浓度分别如下：柠檬酸淋洗剂中的浓度为0.05-0.5mol/L；十二烷基苯磺酸钠在淋洗剂中的浓度为0.01-0.1mol/L。 4.根据权利要求1~3任一项所述的用于铬污染土壤修复的淋洗剂，其特征在于，所述pH值调节剂为盐酸。 5.权利要求1~4任一项所述的淋洗剂用于铬污染土壤的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：对铬污染土壤进行破碎、筛分；向步骤1）得到的铬污染土壤中加入所述淋洗剂，搅拌、静置，上清液回收，沉淀物脱水后填埋。 6.根据权利要求5所述的修复方法，其特征在于，步骤2)中铬污染土壤与淋洗剂的质量比为1:5~1:10。 7.权利要求1~4任一项所述的淋洗剂用于铬污染土壤的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：在铬污染土壤上方布置淋洗剂注入井，在铬污染区四周或地下水流场下游方向布置抽水井；将所述淋洗剂引入注入井，所述淋洗剂在重力作用下淋洗铬污染土壤并将污染物溶出后通过抽水井抽出回收。 8.权利要求7所述的修复方法所用的原位修复装置，其特征在于，包括：淋洗剂储存罐，储存淋洗剂；注入井，布置于铬污染土壤上方，通过设有阀门的管道与淋洗剂储存罐连通，其中所述注入井中设有水位计；抽水井，布置于铬污染区四周或地下水流场下游方向，其中，所述抽水井中设有水位计；淋出液回收罐，通过设有泵的管道与所述抽水井连通。 9.根据权利要求7所述的原位修复装置，其特征在于，还包括淋洗剂配制罐，其通过设有泵的管道与淋洗剂储存罐连通。 10.根据权利要求7所述的原位修复装置，其特征在于，所述淋洗剂储存罐与注入井之间的管道上设有流量计；所述抽水井与淋出液回收罐之间的管道上设有流量计。

技术领域

本发明涉及污染场地修复、土壤/地下水修复，属于环境修复技术领域。具体涉及一种用于铬污染土壤修复的淋洗剂、修复方法及装置。

背景技术

我国土壤地下水铬污染非常严重，多年来引发了诸多环境问题和社会矛盾。原位淋洗技术作为一种有效的土壤重金属污染修复技术，得到了越来越广泛的关注。原位淋洗技术具有成本低、效果好、根本去除重金属污染物等特点，在土壤地下水重金属污染修复中具有很大的研究和应用价值。原位淋洗技术在国外研究较早，目前已有工程应用实例，取得了良好效果（U.S.EPA,2011），在我国也取得了一些研究成果。但是，国内的原位淋洗研究主要集中在土壤阳离子重金属污染淋洗修复上，对铬的研究相对较少，不够深入。同时，针对典型铬污染场地原位淋洗修复的研究不够，研究成果主要为淋洗剂优选和反应条件确定，只有个别学者进行了中试，但修复效果有待提高。鉴于国内土壤地下水铬污染日渐严峻的现状，亟需针对典型铬污染场地研发经济高效、适宜性广的淋洗剂配方。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是：我国土壤铬污染严重，缺乏经济高效的修复技术。为此，本发明提供一种修复铬污染土壤的淋洗剂配方及方法，针对目前淋洗剂剂量大、效果低、对环境产生二次污染等问题进行了专门技术研发与优化，本发明公开的淋洗剂具有成本低，效果好，环境友好，工艺简单的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

优选的淋洗剂：通过对常见的淋洗剂种类：水、无机酸、人工螯合剂、表面活性剂等大类进行分析对比和批实验对比，结果表明人工有机酸具有效果好，成本低，环境友好的特点。在有机酸中，对柠檬酸，苹果酸，水杨酸，腐殖酸等常见天然低分子有机酸的效果进行了实验分析对比，结果表明柠檬酸由优选淋洗剂，因此确定了以柠檬酸为淋洗剂的主剂。

优选的助剂：通过对柠檬酸淋洗过程中几个重要的影响因素如pH、反应时间、固液比、反应浓度等因素的分析与试验，确定了其中柠檬酸浓度为0.05-0.5mol/L，十二烷基苯磺酸钠浓度为0.01-0.1mol/L，用盐酸调节溶液pH为1-3。在此条件下对铬污染土壤在室温，转速175转/min的条件下淋洗震荡24小时，离心过滤，对淋洗后土壤进行总铬测定结果表明，本淋洗剂对六价铬的去除率最高超过99%，对总铬的去除率高于80%。

具体地，本发明提供的用于铬污染土壤修复的淋洗剂，含有如下成分的水溶液：柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和pH值调节剂，其中，柠檬酸与十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为5-50:1-10，所述淋洗剂的pH为1~3。

优选地，柠檬酸与十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为1:1。

进一步优选地，各成分在淋洗剂中的浓度分别如下：柠檬酸淋洗剂中的浓度为0.05-0.5mol/L；十二烷基苯磺酸钠在淋洗剂中的浓度为0.01-0.1mol/L。更优选地，柠檬酸在淋洗剂中的浓度为0.05mol/L；十二烷基苯磺酸钠在淋洗剂中的浓度为0.05mol/L；pH调节剂将淋洗剂的pH调节为1.5。

优选地，所述pH值调节剂为盐酸。

本发明还提供一种上述的淋洗剂用于铬污染土壤的修复方法，包括如下步骤：

1）对铬污染土壤进行破碎、筛分；

2）向步骤1）得到的铬污染土壤中加入所述淋洗剂，搅拌、静置，上清液回收，沉淀物脱水后填埋。

优选地，步骤2)中铬污染土壤与淋洗剂的质量比为1:5~1:10。

本发明还提供另一种上述的淋洗剂用于铬污染土壤的修复方法，包括如下步骤：

1）在铬污染土壤上方布置淋洗剂注入井，在铬污染区四周或地下水流场下游方向布置抽水井；

2）将所述淋洗剂引入注入井，所述淋洗剂在重力作用下淋洗铬污染土壤并将污染物溶出后通过抽水井抽出回收。

本发明还提供上述修复方法所用的原位修复装置，包括：

淋洗剂储存罐，储存淋洗剂；

注入井，布置于铬污染土壤上方，通过设有阀门的管道与淋洗剂储存罐连通，其中所述注入井中设有水位计；

抽水井，布置于铬污染区四周或地下水流场下游方向，其中，所述抽水井中设有水位计；

淋出液回收罐，通过设有泵的管道与所述抽水井连通。

优选地，上述的原位修复装置还包括淋洗剂配制罐，其通过设有泵的管道与淋洗剂储存罐连通。

优选地，所述淋洗剂储存罐与注入井之间的管道上设有流量计；所述抽水井与淋出液回收罐之间的管道上设有流量计。

本发明的有益效果为：（1）柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠、盐酸和水作为淋洗剂，易降解，对环境不造成二次污染，对土壤理化性质影响较小。（2）本发明淋洗剂配方剂量小，效率高，有效降低了污染土壤的修复成本采用。（3）本发明对土壤中总铬去除率大于90%，对三价铬同样由良好的去除效果，淋洗后土壤中铬以残渣态为主，总铬浓度低于国家土壤环境三级标准，不在具有环境危害。

附图说明

图1是本发明的铬污染土壤异位修复流程图；

图2是本发明的铬污染土壤原位修复装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明以下实施例中的淋洗剂所含的成分及各成分在淋洗剂中的浓度如下表。

实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 柠檬酸mol/L 0.05 0.18 0.25 0.37 0.5 十二烷基苯磺酸钠mol/L 0.05 0.02 0.01 0.08 0.07 pH值（以HCl调节） 1.5 1.5 1.5 3 1

上述淋洗剂的配制方法如下：按照浓度要求，取柠檬酸和十二烷基苯磺酸钠溶于水中，加盐酸调节pH值。

本发明的上述实施例中淋洗剂对铬污染土壤进行处理。取铬污染土壤的土样，经实验室测定分析，该土壤样品中含六价铬2362.49mg/L，三价铬1129.42mg/。

上述淋洗剂对铬污染土壤的修复方法有以下两种：

方法一：异位淋洗修复

如图1所示，将污染土壤挖掘，送入破碎系统中，将松散块体破碎后送入分选系统中，将直径大于5cm的石块选出，这一部分污染介质比小面积小，通常污染程度轻，经测定达标后可直接回填。剩余土壤送入混合搅拌窑中与淋洗剂进行混合搅拌（污染土壤和淋洗剂的固液比为1:5~1:10，视土壤污染程度而定，基于本发明的土壤样品，选择固液比1:8），搅拌时间为1-2h。

搅拌后导出至沉淀池中静置，静置时间为20-40min；抽出沉淀池的上清液回收处置，将沉淀物通过板框压滤机脱水后经测试达标可直接填埋，若不达标则再次进入混合搅拌窑中与淋洗剂混合。

方法二：原位淋洗修复

如图2所示，原位淋洗修复装置包括:

淋洗剂配制罐1，其通过设有泵2的管道与淋洗剂储存罐3连通;

淋洗剂储存罐3，储存淋洗剂；

注入井4，布置于铬污染土壤上方，通过设有阀门5和流量计6的管道与淋洗剂储存罐3连通，其中注入井4中设有水位计（图中未示出）；

抽水井7，布置于铬污染区四周或地下水流场下游方向，其中，抽水井7中设有水位计（图中未示出）；

淋出液回收罐8，通过设有泵9和流量计10的管道与抽水井7连通。

原位修复方法:在污染土壤上方布置淋洗剂注入井4，在淋洗剂配制罐1中配置淋洗剂泵入到淋洗剂储存罐3中。淋洗液从淋洗剂储存罐3通过管道进入注水井4。由阀门5调节流量。在污染区四周或地下水流场下游方向布置抽水井7，淋洗剂在重力作用下淋洗污染土壤并将污染物溶出后通过抽水井7抽出回收。抽水井7通过自动水位计实时监测水位并根据水位控制抽水泵9启停，淋出液通过管道回收到淋出液回收罐8中。

经实施例1~5的淋洗剂修复后的土壤中铬含量如下表：

实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 总铬（异位淋洗修复）% 73.87 76.56 79.24 83.46 86.99 六价铬（异位淋洗修复）% 92.15 92.36 95.23 ＞99.99 ＞99.99 总铬（原位淋洗修复）% 59.83 63.49 66.54 70.55 72.37 六价铬（原位淋洗修复）% 70.24 70.56 73.36 75.61 86.26

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。