一种重金属污染土壤外场修复方法与流程

专利2022-06-29  68


技术背景

重金属污染土壤中的重金属主要包括汞(hg)、镉(cd)、铅(pb)、铬(cr)和类金属砷(as)等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(zn)、铜(cu)、镍(ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等,重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不为微生物降解,通过食物链进入人体后,潜在危害极大。因此重金属污染土壤的修复仍是一大难题。本发明研究出的一种重金属污染土壤外场修复方法,具有简单可行、操作方便、易于运营、处理效果好、实用性强等诸多优点。

说明书附图

附图1一种重金属污染土壤外场修复方法流程示意图

附图2重金属污染土壤地块划分与编号及功能区划分示意图。

实施例

一种重金属污染土壤外场修复方法包括场地现状调查、污染空间分布预报、地块划分与编号、功能区划分、基坑开挖与土壤转运、修建修复处理装置、修复功能调试与验证、土壤破碎、修复处理、达标转运堆放、清理清洗或装置维护和修复完成十二个步骤或环节:

(一)场地现状调查:对场区地形、地貌、地面以上布局、原功能用途等现状进行详细调查,全面了解待修复场区过去与现状情况。

(二)污染空间分布预报:对场区污染空间分布情况进行全面普查与预报,特别是重点掌握场区各位置重金属污染土壤深度、污染物水平与垂向分布情况。

(三)地块划分与编号:根据场区地形、地貌和污染分布情况,对场区进行地块划分并编号记录。

(四)功能区划分:根据待修复场区地块划分、编号情况、污染分布、场地现状等情况综合确定各地块功能区划,划分出污染土壤存放区、处理区、待修复区、达标土壤堆放区等四个主功能区,同时确定各地块污染土壤的修复次序。

(五)基坑开挖与土壤转运:选取重金属污染相对较浅的区域(如地块1和地块2)作为未来处理区,先对地块1和地块2进行基坑开挖,直至土壤重金属达标为止,将开挖出的污染土壤转运至重金属污染相对较深的区域(如地块n 1和地块n 2),暂时存放并等待修复处理。

(六)修建修复处理装置:在开挖的基坑内,按照一种重金属污染土壤外场修复装置所述要求,修建重金属污染土壤外场修复处理装置。

(七)修复功能调试与验证:将实验室与中试试验处理方法,通过修建好的重金属污染土壤外场修复处理装置,利用现场土壤样品进行修复功能调试与修复处理方法验证。

(八)土壤破碎:装置和方法通过验证后,按照先前确定的各地块污染土壤的修复次序,利用工程机械进行污染土壤挖掘、转运、破碎后,置于重金属污染土壤外场修复处理装置内,等待修复处理。

(九)修复处理:将需要修复的土壤填入处理池内后,加入处理药剂、微生物和水,在处理池内形成气液分界面、固液分界面两个分界面,其中,气液分界面可以阻止空气进入处理池,为固液分界面下的反应营造相对厌氧的环境;启动电机和加压泵,电机带动处理池内搅拌棍进行水平往复运动,起到厌氧搅拌混合的效果;带有处理药剂和微生物渗滤液依次经过渗滤孔、夹层区进入处理池底部,依次经过滤器、出液管、加压泵、主液管到达处理池顶部的支液管,然后经分液管、喷洒器均匀喷洒在处理吃内的气液分界面,进行循环反应处理,最终完成重金属污染土壤外场修复工作。

整个修复过程具有以下几个特点和优势:1、户外厌氧环境营造;2、厌氧搅拌;3、药剂与微生物循环利用;4、装置易于清理清洗。

(十)达标转运堆放:第一批次的重金属污染土壤外场修复作业完成后,拆除处理池内的推动杆、固定基架等厌氧搅拌装置,移出处理池内已经修复完成的土壤,转运至先前规划的达标土壤堆放区,重复进行下一批次的重金属污染土壤外场修复作业,直至整个场区修复完成。

清理清洗或装置维护:当对处理池进行清理清洗或装置维护作业时,拆除处理池内的推动杆、固定基架等厌氧搅拌装置,依次移除细筛板、粗筛板,对处理池进行清理清洗或装置维护维护作业,清洗完成后,依次安装粗筛板、细筛板、固定基架、推动杆等厌氧搅拌装置,进行新一轮重金属污染土壤外场修复作业。


技术特征:

1.场地现状调查:对场区地形、地貌、地面以上布局、原功能用途等现状进行详细调查,全面了解待修复场区过去与现状情况。

2.污染空间分布预报:对场区污染空间分布情况进行全面普查与预报,特别是重点掌握场区各位置重金属污染土壤深度、污染物水平与垂向分布情况。

3.地块划分与编号:根据场区地形、地貌和污染分布情况,对场区进行地块划分并编号记录。

4.功能区划分:根据待修复场区地块划分、编号情况、污染分布、场地现状等情况综合确定各地块功能区划,划分出污染土壤存放区、处理区、待修复区、达标土壤堆放区等四个主功能区,同时确定各地块污染土壤的修复次序。

5.基坑开挖与土壤转运:选取重金属污染相对较浅的区域(如地块1和地块2)作为未来处理区,先对地块1和地块2进行基坑开挖,直至土壤重金属达标为止,将开挖出的污染土壤转运至重金属污染相对较深的区域(如地块n 1和地块n 2),暂时存放并等待修复处理。

6.修建修复处理装置:在开挖的基坑内,按照一种重金属污染土壤外场修复装置所述要求,修建重金属污染土壤外场修复处理装置。

7.修复功能调试与验证:将实验室与中试试验处理方法,通过修建好的重金属污染土壤外场修复处理装置,利用现场土壤样品进行修复功能调试与修复处理方法验证。

8.土壤破碎:装置和方法通过验证后,按照先前确定的各地块污染土壤的修复次序,利用工程机械进行污染土壤挖掘、转运、破碎后,置于重金属污染土壤外场修复处理装置内,等待修复处理。

9.修复处理:将需要修复的土壤填入处理池内后,加入处理药剂、微生物和水,在处理池内形成气液分界面、固液分界面两个分界面,其中,气液分界面可以阻止空气进入处理池,为固液分界面下的反应营造相对厌氧的环境;启动电机和加压泵,电机带动处理池内搅拌棍进行水平往复运动,起到厌氧搅拌混合的效果;带有处理药剂和微生物渗滤液依次经过渗滤孔、夹层区进入处理池底部,依次经过滤器、出液管、加压泵、主液管到达处理池顶部的支液管,然后经分液管、喷洒器均匀喷洒在处理吃内的气液分界面,进行循环反应处理,最终完成重金属污染土壤外场修复工作;整个修复过程具有以下几个特点和优势:1、户外厌氧环境营造;2、厌氧搅拌;3、药剂与微生物循环利用;4、装置易于清理清洗。

10.达标转运堆放:第一批次的重金属污染土壤外场修复作业完成后,拆除处理池内的推动杆、固定基架等厌氧搅拌装置,移出处理池内已经修复完成的土壤,转运至先前规划的达标土壤堆放区,重复进行下一批次的重金属污染土壤外场修复作业,直至整个场区修复完成;

清理清洗或装置维护:当对处理池进行清理清洗或装置维护作业时,拆除处理池内的推动杆、固定基架等厌氧搅拌装置,依次移除细筛板、粗筛板,对处理池进行清理清洗或装置维护维护作业,清洗完成后,依次安装粗筛板、细筛板、固定基架、推动杆等厌氧搅拌装置,进行新一轮重金属污染土壤外场修复作业。

技术总结
本发明提出一种重金属污染土壤外场修复方法主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等,重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不为微生物降解,通过食物链进入人体后,潜在危害极大。因此重金属污染土壤的修复仍是一大难题。本发明研究出的一种重金属污染土壤外场修复方法,具有简单可行、操作方便、易于运营、处理效果好、实用性强等诸多优点。

技术研发人员:高莹;孙英杰
受保护的技术使用者:青岛理工大学
技术研发日:2020.02.15
技术公布日:2020.06.05

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