專利名稱：一種重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于處理重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種原位修復(fù)重金屬污染場(chǎng)地的方法。
背景技術(shù)：
近幾年來，我國(guó)重金屬污染事件層出不窮，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2009年環(huán)保部接報(bào)的12起重金屬、類金屬污染事件，致使4035人血鉛超標(biāo)，182人鎘超標(biāo)，引發(fā)32起群體事件。2010年全國(guó)發(fā)生了 14起重金屬污染事件，其中有9起是血鉛事件；2011年1-8月，全國(guó)發(fā)生11起重金屬污染事件，其中9起為血鉛事件。2012年I月15日，廣西壯族自治區(qū)境內(nèi)龍 江河宜州拉浪碼頭被發(fā)現(xiàn)水質(zhì)重金屬鎘超標(biāo)。“這些重金屬污染事件嚴(yán)重威脅人民群眾的身體健康，影響社會(huì)穩(wěn)定。到目前為止，我們對(duì)已經(jīng)發(fā)生的每一起重金屬污染事件進(jìn)行了嚴(yán)厲查處。”場(chǎng)地中的重金屬通過食物鏈進(jìn)入人體，當(dāng)體內(nèi)的重金屬積蓄到一定程度上時(shí)就會(huì)引發(fā)各種人體疾病。因此，隨著各種重工業(yè)企業(yè)單位的搬遷，重金屬污染場(chǎng)地的修復(fù)已成為當(dāng)前城市建設(shè)中最緊迫的任務(wù)，并且已經(jīng)引起各級(jí)政府和環(huán)保工作者的高度重視。目前重金屬污染場(chǎng)地的修復(fù)方法主要有掩埋、植物修復(fù)、生物修復(fù)、土壤淋洗、固化穩(wěn)定化以及各種集成修復(fù)技術(shù)等。掩埋法是將污染土壤挖出后置于指定地點(diǎn)，并用未污染的土壤覆蓋，該方法雖然操作簡(jiǎn)單，但是占用土地，容易出現(xiàn)泄露并污染周邊環(huán)境，把污染轉(zhuǎn)移到掩埋地。植物修復(fù)和生物修復(fù)技術(shù)主要是將重金屬污染物固定在植物或生物體內(nèi)，之后再利用各種分離技術(shù)提取重金屬該方法只用于農(nóng)業(yè)污染土壤的治理，難以提高地基土強(qiáng)度，并且受植物或生物生長(zhǎng)周期的影響，修復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，因而不適宜用于城市工業(yè)污染場(chǎng)地的修復(fù)。土壤淋洗技術(shù)主要是通過將土壤中固相的重金屬轉(zhuǎn)移到液相，然后用萃取劑將其提取出來，該方法成本較高，對(duì)于滲透性較低的粘土處理效果較差。固化穩(wěn)定化技術(shù)是將污染物轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定態(tài)，并將其固定在污染介質(zhì)中，使其處于長(zhǎng)期穩(wěn)定狀態(tài)，是較普遍應(yīng)用于土壤重金屬污染的快速控制修復(fù)方法，對(duì)同時(shí)處理多種重金屬?gòu)?fù)合污染土壤具有明顯的優(yōu)勢(shì)。該處理技術(shù)的費(fèi)用比較低廉，對(duì)一些非敏感區(qū)的污染土壤可大大降低場(chǎng)地污染治理成本。常用的固化穩(wěn)定劑有飛灰、石灰、浙青和硅酸鹽水泥等，其中水泥應(yīng)用最為廣泛。在美國(guó)的非有機(jī)物污染的超級(jí)基金項(xiàng)目中大部分采用固化穩(wěn)定化技術(shù)處理。我國(guó)一些冶煉企業(yè)場(chǎng)地重金屬污染土壤和鉻渣清理后的堆場(chǎng)污染土壤也采用了這種技術(shù)。世界上已有某些專利技術(shù)可用于重金屬污染場(chǎng)地的處理，如公開號(hào)為CN102101123A專利提出了一種重金屬污染土壤的原位修復(fù)方法，即在污染土壤表明施加自制的土壤修復(fù)劑，翻耕至混合均勻，該方法施工簡(jiǎn)單，但治理周期較長(zhǎng)。公開號(hào)為CN101773928A的發(fā)明專利公開了一種重金屬工業(yè)污染場(chǎng)地的原位固化隔離的治理方法，本方法只是將污染物固化在污染場(chǎng)地內(nèi)部，但是并未改變其狀態(tài)或形態(tài)，仍然存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。公開號(hào)為101722182A的發(fā)明專利提供了一種節(jié)能、快速、環(huán)境友好的原位修復(fù)鎘污染土壤的方法，該方法只對(duì)重金屬鎘有效果。公開號(hào)為101780468A的發(fā)明專利提供了重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)主要對(duì)銅、鋅、鎘效果顯著，不適合多種重金屬污染場(chǎng)地的治理修復(fù)。綜上所述，這些專利技術(shù)仍存在諸多不足和缺點(diǎn)，如能耗高、修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、針對(duì)性強(qiáng)等，目前急需一種用于處理復(fù)合型重金屬污染場(chǎng)地的修復(fù)方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、處理過程能耗低，處理后的重金屬污染場(chǎng)地浸出含量能夠滿足場(chǎng)地未來的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有處理重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)方法的不足之處，提供一種用于重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法，通過向含水率不高的污染場(chǎng)地上投加重金屬螯合穩(wěn)定劑可以將穩(wěn)定劑完全覆蓋在污染場(chǎng)地上面，避免重金屬污染物對(duì)環(huán)境造成二次污染；利用水陸兩棲式挖掘機(jī)對(duì)污染場(chǎng)地進(jìn)行多次翻拌，可以使得穩(wěn)定劑與重金屬污染物充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定態(tài)物質(zhì)，保證重金屬的浸出濃度在允許范圍之內(nèi)；通過晾曬，固結(jié)數(shù)日，可以根據(jù)含水率和重金屬進(jìn)出濃度的不同，將處置后的場(chǎng)地用于土地改良、園林綠化或填埋場(chǎng)填埋。因此，本法重點(diǎn)解決了一般的攪拌方式遇到的地基軟的問題，如果地基允許可以使用普通的挖掘機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地?cái)嚢?，保證藥劑與污染土壤的充分混合。本發(fā)明的上述目的是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種重金屬污染場(chǎng)地的原位 修復(fù)方法，其特征在于針對(duì)江河、湖泊或水庫(kù)邊角區(qū)域受重金屬污染的底部場(chǎng)地，通過向場(chǎng)地上投加重金屬螯合穩(wěn)定劑，再利用水陸兩棲式挖掘機(jī)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行多次翻拌，晾曬，固結(jié)數(shù)日，按照含水率和重金屬含量的不同，即可將處置后的場(chǎng)地用于土地改良、園林綠化或填埋場(chǎng)填埋。處理后污泥凡重金屬含量符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)》(CJ/T291)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》(CJ 248)要求的污泥，即可用于土地改良或園林綠化進(jìn)行污泥處置；處理后污泥凡重金屬含量符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T 23485-2009)要求的污泥，即可進(jìn)入填埋場(chǎng)填埋處置。所述的一種重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法，其特征還在于①重金屬污染包含汞、鎘、砷、鉻、銅、鉛、鋅、鐵、鎳等中的I種或多種污染；②重金屬螯合穩(wěn)定劑具有螯合和穩(wěn)定重金屬的功能，根據(jù)受污染場(chǎng)地的重金屬濃度，其投加量為2%。 15% (以干基污泥計(jì)，重量比)；③在土壤表面施加重金屬螯合穩(wěn)定劑后，將受污染的土壤表層0. 5 I. 5m厚的土壤與施加的重金屬螯合穩(wěn)定劑通過翻拌的方式均勻混合；④由挖掘機(jī)進(jìn)行原地拌合，拌合分2-5次完成，每次向下拌合的深度控制在1/4 1/2左右；⑤重金屬螯合穩(wěn)定劑不宜長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，施加藥劑與拌合應(yīng)在一天內(nèi)完成在施加重金屬螯合穩(wěn)定藥劑2-3個(gè)月后污染場(chǎng)地中的重金屬含量可以降至理想水平。本發(fā)明可廣泛用于處理各種重金屬污染場(chǎng)地，特別適用于處理地基較弱的受重金屬污染的場(chǎng)地。采用本法處理后的土壤，視重金屬含量的多少，采取靈活的利用方式，可以用于土地改良或園林綠化或建筑用地等。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投入和運(yùn)行費(fèi)用較低，處理場(chǎng)地位置不受限制。


圖I重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法示意圖
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。實(shí)施例I :采用水陸兩棲式挖掘機(jī)對(duì)漢沽污水庫(kù)中受汞、銅、鎘等重金屬污染的場(chǎng)地(污染場(chǎng)地重金屬含量如表I所示)進(jìn)行處理。①首先開展圍堰的建設(shè)，保證施工期間通過運(yùn)輸車輛。②將圍堰區(qū)域內(nèi)的污水排出。③等待底泥預(yù)固結(jié)，底泥在空氣中風(fēng)干12小時(shí)，如時(shí)間緊迫，可以在污染場(chǎng)地上噴灑石灰粉均勻加速場(chǎng)地的固結(jié)，石灰粉的覆蓋厚度控制在2-5cm。④開始在污染場(chǎng)地表面均勻施加重金屬螯合穩(wěn)定藥劑,藥劑的添加量為10%(以干基污泥計(jì)，重量比)，并使用挖掘機(jī)進(jìn)行攪拌，分3次進(jìn)行攪拌，每次攪拌深度控制住0. 5m遞增，最深的攪拌深度不小于I. 5m。⑤待2 3個(gè)月之后，對(duì)污染土壤按照《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)的要求測(cè)定汞、鎘、銅等重金屬浸出濃度，如表2所示，均低于該標(biāo)準(zhǔn)的所規(guī)定的重金屬浸出濃度限值。結(jié)合表I中污染場(chǎng)地重金屬含量數(shù)據(jù)，參考《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T 23485-2009)，即處理后的汞、銅、鎘等重金屬污染場(chǎng)地可以用于填埋處置。
表I污染場(chǎng)地重金屬含量單位mg/kg
項(xiàng)目含量r^i~r^i~
97Ti127.29
汞
石申18.46 il057表2處理后的場(chǎng)地重金屬毒性浸出濃度單位mg/L
^^浸出濃度浸出濃度限值SS
^0.00140.05
------參考《生活垃圾填埋銅0.01440
-^---場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》
砷<0.00010.3、
_=---(GB 16889-2008)
鎘<0.00010.15實(shí)施例2 :實(shí)施方法同實(shí)施例1，改變污染場(chǎng)地重金屬的含量，如表3所不。改變重金屬螯合穩(wěn)定藥劑的施加量為15% (以干基污泥計(jì)，重量比)。待2 3個(gè)月之后，對(duì)污染土壤按照《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)的要求測(cè)定汞、鎘、銅等重金屬浸出濃度，如表4所示，均低于該標(biāo)準(zhǔn)的所規(guī)定的重金屬浸出濃度限值。參考《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)》(CJ/T291)，即處理后的汞、銅、鎘等重金屬污染的場(chǎng)地可以用于土地利用。表3污染場(chǎng)地重金屬含量單位mg/kg
權(quán)利要求
1.一種重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法，其特征在于所述方法包含以下步驟 (1)針對(duì)重金屬污染場(chǎng)地，向其施加一定量的重金屬螯合穩(wěn)定藥劑，并將受污染的土壤表層0. 5 I. 5m厚的土壤與施加的重金屬螯合穩(wěn)定劑通過翻拌的方式均勻拌合； (2)由挖掘機(jī)進(jìn)行原地拌合，拌合分n次完成，每次向下拌合的深度控制在l/(n+l) l/(n-l)左右； (3)固結(jié)2 3個(gè)月后，處理后的污染場(chǎng)地，均滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)》(CJ/T 291)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》(CJ248)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》的要求。凡符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)》(CJ/T 291)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》(CJ248)要求的場(chǎng)地，即可用于土地改良或園林綠化；凡符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T23485-2009)要求的土壤，即可進(jìn)入填埋場(chǎng)填埋處置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法，其特征在于重金屬污染種類包含汞、鎘、砷、鉻、銅、鉛、鋅、鐵、鎳等中的I種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法，其特征在于重金屬螯合穩(wěn)定藥劑具有螯合和穩(wěn)定重金屬的功能，根據(jù)受污染場(chǎng)地的重金屬濃度，其投加量為2%。 15% (以干基污泥計(jì)，重量比)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法，其特征在于由挖掘機(jī)進(jìn)行原地拌合，拌合分2-5次完成，每次向下拌合的深度控制在1/4 1/2左右。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法，其特征在于固結(jié)2 3個(gè)月后，處理后的污染場(chǎng)地，均滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)》(CJ/T 291)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》(CJ248)或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》的要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于重金屬污染場(chǎng)地的原位修復(fù)方法，其特征在于通過向含水率不高的污染場(chǎng)地上投加重金屬螯合穩(wěn)定劑可以將穩(wěn)定劑完全覆蓋在污染場(chǎng)地上面，避免重金屬污染物對(duì)環(huán)境造成二次污染；利用水陸兩棲式挖掘機(jī)對(duì)污染場(chǎng)地進(jìn)行多次翻拌，可以使得穩(wěn)定劑與重金屬污染物充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定態(tài)物質(zhì)，保證重金屬的浸出濃度在允許范圍之內(nèi)；通過晾曬，固結(jié)數(shù)日，可以根據(jù)含水率和重金屬進(jìn)出濃度的不同，將處置后的場(chǎng)地用于土地改良、園林綠化或填埋場(chǎng)填埋。因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，既保證了重金屬的穩(wěn)定效果，重點(diǎn)解決了一般的攪拌方式遇到的地基軟的問題，如果地基允許可以使用普通的挖掘機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地?cái)嚢?，保證藥劑與污染土壤的充分混合。
文檔編號(hào)B09C1/00GK102641888SQ20121011573
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者劉朝輝, 盧丹, 張景輝, 李野, 楊偉, 王堯, 王文茜, 西偉力, 韓嵩 申請(qǐng)人:天津生態(tài)城水務(wù)有限公司, 天津生態(tài)城環(huán)保有限公司