一種含六價鉻的汙染土壤的修復工藝的製作方法

2023-06-11 00:18:32

本發明涉及汙染土壤修復領域，具體涉及一種含六價鉻的汙染土壤的修復工藝。

背景技術：

土壤中鉻主要以三價鉻和六價鉻的形態存在，鉻的存在形態決定了鉻在土壤中的化學行為和生物毒性。六價鉻在土壤中主要以陰離子的形式存在，不易被土壤吸附，因此在土壤中的遷移能力較強。六價鉻是一種吸入性和吞入性致毒物，皮膚接觸後可能導致過敏或者皮膚癌，也可能導致遺傳性基因受損，對環境的危害周期較長。同時，六價鉻很容易被人體吸收，可以經過消化道、呼吸道和皮膚黏膜進入人體。

目前，六價鉻汙染土壤常用的修復技術有化學還原、土壤淋洗、微生物修復等，上述方法目前達到了較好的修復土壤的效果，但是仍然存在一定的缺陷，如採用化學還原技術，六價鉻的汙染土壤還原需要使用大量的化學還原劑，處理成本高；而土壤淋洗常涉及到淋洗液的處理及淋洗後的泥餅再處置的問題，工藝繁瑣，且處理不徹底；微生物修復的周期較長，而且適用於六價鉻濃度較低的情況，為處理帶來不便。因此，如何能夠高效修復六價鉻汙染土壤，並且低成本處理是目前存在的難題。

技術實現要素：

為了解決上述難題，本發明提供了一種含六價鉻的汙染土壤的修復工藝，包括如下步驟：

步驟1，對汙染土壤進行粒徑分級處理並脫水，最終得到粒徑≤1mm的汙染土壤顆粒泥漿；

步驟2，對所述粒徑≤1mm的汙染土壤顆粒泥漿進行酸化還原反應，將六價鉻還原為三價鉻；

步驟3，加入鹼性試劑調節含三價鉻的泥漿為鹼性，然後壓濾脫水，脫水後得到的泥餅，進行回收利用。

進一步的，步驟1具體為：

對汙染土壤進行篩分，得到粒徑＞40mm的汙染土壤顆粒和粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒，對所述粒徑＞40mm的汙染土壤顆粒進行水衝洗，檢測達標後暫存；

對所述粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒進行粒徑分級處理，具體為：

使粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒進入制泥機設備製成泥漿，進入網眼直徑為2mm的一級高頻振動脫水篩，得到脫水的2mm＜粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒和粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒泥漿，對所述2mm＜粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒進行檢測，檢測達標後暫存；

使所述粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒泥漿進入網眼直徑為1mm的二級高頻振動脫水篩，得到脫水的1mm＜粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒和粒徑≤1mm的汙染土壤顆粒泥漿，對所述1mm＜粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒進行檢測，檢測達標後暫存。

進一步的，步驟2具體為：

酸化：將所述粒徑≤1mm的汙染土壤顆粒泥漿送入反應罐中，並向反應罐中加入硫酸溶液調節泥漿為酸性；

還原：加入硫酸亞鐵溶液，進行還原反應，得到含有三價鉻的泥漿。

進一步的，步驟3具體為：

鹼化：向所述含有三價鉻的泥漿中加入鹼性試劑，調節ph至9～10；

脫水回收：將鹼化的所述含有三價鉻的泥漿送入板框壓濾機進行壓濾脫水，形成含有三價鉻的泥餅，回收利用。

進一步的，所述檢測達標的判斷依據為泥漿中的六價鉻小於60mg/kg。

進一步的，所述粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒進入制泥機設備製成的泥漿含固率為50％。

進一步的，步驟2中酸化後的泥漿ph為3～4。

進一步的，所述鹼性試劑為氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液和氫氧化鉀溶液中至少一種。

進一步的，將步驟1中汙染土壤顆粒進行衝洗後的汙水收集入收集池中，進行去六價鉻處理後重複利用。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明先對汙染土壤進行減量化的粒徑分級處理，使汙染物轉移到粒徑小於1mm的細顆粒泥漿中；然後再對細顆粒泥漿加入化學還原藥劑進行處理，節省了大量化學藥劑。處理後的泥餅含有大量的三價鉻，可以對三價鉻進行回收利用，在消除土壤環境風險的同時具有一定的經濟效益。同時本修復工藝採用水進行減量篩分，節省了大量清洗藥劑和修復成本，對環境的二次汙染小。

附圖說明

圖1為本發明中含六價鉻的汙染土壤的修復工藝的流程示意圖；

圖2為本發明中含六價鉻的汙染土壤的修復工藝的具體流程圖。

具體實施方式

下面通過具體的實施例並結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。

在甘肅某汙染場地取六價鉻汙染土壤樣品，該場地土壤主要以粗顆粒為主，在顆粒中以粗砂、砂礫和礫石為主。土壤粒徑分析結果如表一：

表一土壤粒徑分析結果

經過檢測，汙染土壤樣品中的六價鉻嚴重超標，因此，採用如下工藝分別對汙染土壤進行修復，如圖1和圖2所示，其分別為本發明中含六價鉻的汙染土壤的修復工藝的流程示意圖以及本發明中含六價鉻的汙染土壤的修復工藝的具體流程圖，具體步驟如下：

步驟1，對汙染土壤進行粒徑分級處理並衝洗，最終得到粒徑≤1mm的汙染土壤顆粒泥漿。具體步驟如下：

利用篩分破碎鬥對汙染土壤進行篩分，得到粒徑＞40mm的汙染土壤顆粒和粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒，本實施例中，粒徑＞40mm的汙染土壤顆粒為礫石，對該礫石進行水衝洗，檢測達標(礫石中的六價鉻含量小於60mg/kg)後暫存，衝洗的水收集入集水池中。

對粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒進行粒徑分級處理，本實施例中為砂礫，具體步驟為：

將粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒依次通過進料鬥、稱量皮帶機和大傾角皮帶機後進入滾筒制泥機，滾筒制泥機內裝高壓水管，壓力2公斤，流量為20m3/h，經制泥機處理後得到含固率為50％的泥漿，使該泥漿進入網眼直徑為2mm的一級高頻振動脫水篩，得到脫水的2mm＜粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒(本實施例中為砂礫)和粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒泥漿，對所述2mm＜粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒進行檢測，檢測達標(砂礫中的六價鉻含量小於60mg/kg)後暫存，對於2mm＜粒徑≤40mm的汙染土壤顆粒經過高頻振動脫掉的汙水隨著粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒泥漿一同進入一級高頻振動脫水篩下面的箱體中。

使含有粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒的泥漿進入網眼直徑為1mm的二級高頻振動脫水篩，得到1mm＜粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒(本實施例為粗砂)和粒徑≤1mm的汙染土壤顆粒泥漿(本實施例中為細粒)，對所述1mm＜粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒進行檢測，檢測達標(粗砂中的六價鉻含量小於60mg/kg)後暫存，對於1mm＜粒徑≤2mm的汙染土壤顆粒經過高頻振動脫掉的汙水隨著粒徑≤1mm的汙染土壤顆粒泥漿一同進入一級高頻振動脫水篩下面的箱體中。

最終，對集水池中的汙水進行處理，除去水中的六價鉻，之後對該水重複利用進行衝洗。

步驟2，對粒徑≤1mm的汙染土壤顆粒泥漿進行酸化還原反應，將六價鉻還原為三價鉻。具體步驟為：

酸化：將粒徑≤1mm的汙染土壤顆粒泥漿送入反應罐中，並向反應罐中加入硫酸溶液調節泥漿為酸性，ph值為4～5，此處的硫酸溶液也可以為98％的濃硫酸。

還原：向上述調節為酸性的泥漿中加入硫酸亞鐵溶液，進行還原反應，反應2～3h，得到含有三價鉻的含有粒徑≤1mm的土壤顆粒的泥漿。

步驟3，加入鹼性試劑調節含三價鉻的泥漿為鹼性，然後壓濾脫水，脫水後得到的泥餅進行回收利用。具體為：

鹼化：向含有三價鉻的泥漿中加入鹼性試劑，調節ph至9～10；其中鹼性試劑為氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液和氫氧化鉀溶液中至少一種。

脫水回收：將鹼化的含有三價鉻的泥漿送入板框壓濾機進行壓濾脫水，形成含有三價鉻的泥餅，回收利用。由於在鹼性環境中，三價鉻離子都形成cr(oh)3沉澱，因此壓濾脫水後的濾液中的三價鉻含量極少，此濾液可以直接回用於滾筒制泥機中。

需要說明的是，步驟1中收集入集水池的汙水要進行去除六價鉻後才能進行重複利用，其去除六價鉻的過程為：向該集水池中加入酸性溶液，具體可為硫酸溶液，調節該集水池的酸性ph值為4～5，加入硫酸亞鐵溶液，進行還原反應，得到三價鉻，再加入鹼性試劑，調節ph值為9～10，生成cr(oh)3沉澱，過濾後的水可以重複利用。

通過上述工藝進行修復的含六價鉻的汙染土壤，其修復效果如表二：

表二六價鉻土壤修復效果

通過表二可以看出，本發明中的修復工藝能夠非常有效地去除土壤中的六價鉻含量。此外，在上述工藝過程中，本發明利用水進行粒徑分級，節省了大量的化學藥劑，對環境的二次汙染小，且節省了成本，而且周期縮短，對土壤的修復更加高效，通過將大量的六價鉻匯集到粒徑最小的泥漿中，實現六價鉻的高濃度匯集，一次還原便可較徹底的除去六價鉻。而且在修復土壤的同時，通過對三價鉻的回收利用，能夠帶來一定的經濟效益，變廢為寶。

以上僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。