我国铬污染场地修复工程案例分析及技术路线思考_湖南恒凯环保科技投资有限公司【官网】 
您的位置:主页 > 新闻中心 > 行业新闻 >

我国铬污染场地修复工程案例分析及技术路线思考

编辑:靳菁   来源:中国生态修复网   创发布时间:2015-07-15 09:36阅读:

我国自建国至今共有铬盐厂近60家,目前还有14家在生产,其中关停企业遗留场地构成了我国铬污染场地的主要来源;铬盐生产过程中产生大量铬渣,产排污系数约3吨铬渣/吨产品,过去yabo亚博体育官网意识薄弱,这些铬渣大多以堆存方式处理,2006年的统计历史遗留铬渣约600万吨,在国家专项资金的治理下,2012年底这些历史遗留铬渣已处置完毕,而铬渣堆放场地则成为我国铬污染场地的另一个来源;此外,我国还有数百家关停的电镀厂、鞣革厂等涉铬企业,这部分关停企业的遗留场地也是我国铬污染场地的重要部分。据不完全统计,我国铬污染场地累计有上百处。

目前只有极个别场地正在或已经完成治理,这些场地往往工程量很小,且基本没有涉及治理难度大的地下水问题。为研究我国大型铬污染场地的污染特性、开发相关的土壤及地下水治理技术,在国家发改委专项、国家重金属专项、科技部863重点项目等课题的支持下,中国环境科学研究院固体所在西北某铬盐厂开展了污染调查、风险评估、土壤地下水修复治理技术研究和工程示范等工作,本文将以该场地为例,简述场地污染状况调查、风险评估与目标值制定以及基于调查结果制定场地修复治理技术路线的思考。

一、场地污染状况调查

该企业建于上世纪80年代,采用传统的有钙焙烧铬盐生产工艺。根据该工艺的特点,结合同类场地污染状况调查的经验,采用现场踏勘和快速测试辅助手段等方法,初步确定重污染区域位于煅烧车间、浸出车间、红矾车间和铬渣堆放场等区域。在此基础上,分阶段分目标进行了调查工作,最终确定该场地的污染状况如下:

(1)该场地地层结构简单,表层1-3米以黄土状土为主,全场均有分布,厚度不均匀,该层污染较严重,部分区域混有铬渣,六价铬含量上千mg/kg,浸出浓度达到数十mg/L。

(2)3米以下直至潜水面的包气带土壤也存在污染,潜水埋深约18米,该层以砂砾和圆砾为主,有不连续的粉土层,该层六价铬含量100-300mg/kg。

(3)该场地区域地下水非常丰富,含水层为第四系松散岩类空隙潜水,潜水含水层厚度60-80m,地下水单井日涌水量高达1156.03m3

(4)地下水已受到严重污染,污染深度将近10米,且已扩散至下游数公里外。

场地污染状况调查工作主要包括:

(1)确定特征污染物类型、污染源位置、污染边界和污染工程量;

(2)勘察场地的岩土特征,以及不同岩土特性下污染物的结合形态和迁移转化规律,为修复技术的选择提供参考和依据;

(3)明确地下水是否存在污染,若有污染需要详细勘察场地的水文特征;

(4)结合当地的气象特征和微生物群落分布特性,调查污染物在土壤中的吸附解析和化学与微生物变化过程、污染物迁移到地下水的途径以及污染物在地下水中的迁移转化方式,并构建相应的模型。

二、场地修复目标值制定

该场地周边分布见下图,该场地今后将作为工业用地,主要有如下几个暴露途径:途径1,土壤中的污染物经降雨淋滤进入地下水,经过扩散作用后进入下游居民饮用的地下水;途径2,居民通过皮肤接触受污染的泉水;途径3,地下水汇入河流,居民饮用河流地表水;途径4,该场地拟作为工业用地,企业工人吸入扬尘颗粒物。

我国铬污染场地修复工程案例分析及技术路线思考

通过风险评估计算结合土壤治理去向,得出场地的修复目标值为:

(1)表层3米以内的土壤挖掘处理后送填埋场,参照《铬渣污染治理环境保护技术规范》(HJ/T301-2007)中送一般工业固体废物填埋场的要求执行。处理后表层更换新土,切断扬尘颗粒物的暴露途径。

(2)根据地下水的流场模拟和监测数据,目前地下水首要暴露点几个泉眼,因此泉水的目标值按照《地下水质量标准》(GB14848-93)执行,要求泉水浓度为0.05mg/L。根据地下水的污染扩散模型模拟计算,提出深层土壤的修复目标是六价铬含量50mg/kg。厂区处地下水浓度为0.5mg/L。

三、表层土修复技术路线

表层3米以内的土壤属于重污染土壤,其浸出浓度超过了《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中浸出毒性标准数倍,环境风险很大,治理修复措施不当易造成污染泄漏事件。部分区域的表层土壤属于渣土混合物,需要按照危险废物进行处置。表层土壤属于黄土状土,其六价铬吸附能力较强,采用淋洗的方式难以达到修复目标值,采用还原稳定化的方式则铬会残留在土壤中,在今后长期的地球化学环境下存在再氧化的风险。

基于这样的考虑,根据不同粒径和质地土壤对六价铬的不同吸附解析特性,提出了对表层重污染土壤采用“基于粒径分布的土壤异位洗涤+还原稳定化”工艺技术。

土壤洗涤过程中根据粒径分布进行分离,大颗粒土壤以砂石为主,易洗涤去除六价铬,治理达到50mg/kg的目标值后可直接回填利用;细颗粒土壤以粘粒为主,难以洗涤去除,直接进行还原稳定化处置,处置后按照《铬渣污染治理环境保护技术规范》(HJ/T301-2007)要求送一般工业固体废物填埋场进行填埋处置。此思路可同时达到污染土壤减量化和资源化的目的。

我国铬污染场地修复工程案例分析及技术路线思考

四、深层土和地下水修复技术路线

深层土壤污染深度最多达到18米,若采用异位挖掘处理的方式,污染泄漏的风险可控,但挖方时需要考虑边坡安全性问题,导致土方量增大、工程投资增加,最终确定采用原位治理的思路。

原位治理有两种方式,一是采用高压注入还原剂进行原位还原稳定化治理;二是采用原位淋洗进入地下水,辅以地下水抽出-地表处理。

高压注入技术有以下几方面的风险:(1)所注入的大量化学药剂,主要以硫酸亚铁、多硫化钙等各种盐为主,这些药剂能够达到还原六价铬的目的,但也会引起土壤盐碱化、板结,或引入二次污染等新的问题;(2)注入化学药剂还会改变土壤渗透性,特别是易导致堵塞的问题,会影响后期注入药剂的处理效果;(3)该技术将六价铬还原成三价铬固定在土壤中,今后可能会发生三价铬的再氧化现象。

而原位淋洗技术的主要风险则在于:(1)该技术将污染物淋溶到地下水中,地下水一旦控制不好,则易造成地下水污染事件;(2)原位淋洗的处理效果和处理时间能否达到要求。

根据场地治理过程的模拟研究、实验室小试和现场中试的结果,最终推荐采用“前期原位淋洗+后期部分区域辅以高压注入药剂+结合地下水渗透反应墙被动控制”的技术路线。考虑如下:

(1)该场地深层土以砂砾和圆砾为主,其对六价铬的吸附能力较弱,易采用原位淋洗的方式去除,同时土壤渗透性好,原位淋洗过程土水接触交换频繁,中试结果显示原位淋洗治理1年时间就能达到目标值。

(2)根据调查结果,包气带土壤中含有的六价铬量约20吨,地下水中含有的六价铬量约140吨,饱和带土壤中的六价铬量约70吨,因此,包气带土壤原位淋溶过程释放到地下水中不会引起地下水浓度显著增大。

(3)包气带土壤淋溶处理达标需要1年时间,淋溶过程中进行地下水抽出-地表处理,每天抽水量为1000方,地下水浓度约100mg/L,则每天抽出的六价铬为0.1吨,连续抽出1年时间则可去除36.5吨六价铬,因此根据地下水流场分布、水力坡度、单井影响半径等因素合理布置抽水井位置和抽水量,同时对污染区域进行分区域分时段土壤淋溶,可确保地下水六价铬不会出现泄漏情况。

(4)作为污染应急预案,可在污染源下游处构建渗透反应墙,作为防止污染泄漏的屏障。

(5)由于该场地存在一层缺失的粉土层,为保证该层达到治理效果,后期可在该层高压注入少量还原剂。

目前在该场地建设了一套原位淋洗+地下水抽出-处理的示范工程,处理效果达到预期。

我国铬污染场地修复工程案例分析及技术路线思考

五、场地修复技术路线制定的思考

根据铬污染场地的特征,在制定其修复技术路线时应重视以下几点:

(1)过去由于人们yabo亚博体育官网意识薄弱,利用铬渣填坑、铺路现象很多,导致许多铬污染场地的土壤中很大一部分是混有铬渣的渣土混合物,其污染特性和治理技术与单纯的铬污染土壤完全不同,调查过程需掌握清楚这部分渣土的位置和量;

(2)100多块铬污染场地分布在全国31个省市自治区,不同地区的岩土特性差别很大,调查过程中需要弄清楚不同土壤质地中六价铬的赋存形态、释放特性和土壤特性的关系,为制定技术路线提供参考;

(3)铬盐是一个耗水行业,已关停的铬盐厂大部分位于大江大河附近,环境敏感度极高;同时,六价铬具有毒性大、易水溶、迁移性强等特征,导致这些关停的铬盐厂往往存在严重的地下水污染问题。因此,铬污染场地的修复治理不简单是土壤的治理,地下水的污染控制和修复治理尤为重要,而地下水的污染治理技术难度更大;

(4)铬盐厂地下水污染调查是一项专业性和综合性很强的工作。调查工作需要有化学化工、岩土和水文、环境工程等知识的专业背景,不仅需要调查清楚地下水的水文地质和污染状况,同时需要结合生产历史和当地的气候条件,进行污染扩散成因分析;

(5)六价铬水溶性强,易通过淋洗等手段分离去除,从土壤治理后的长期安全性角度考虑,应优先考虑土壤中重金属的分离去除技术;

(6)修复技术路线制定需与当地可利用的设施、治理的工期和成本、周边居民可接受程度等方面综合考虑。

 

0731-88350288

联系我们

Copyright © 2010-2014 湖南亚博体育app手机版yabo亚博体育官网科技有限公司 版权所有