铬污染场地土壤修复实验室小试技术筛选与现场中试方案Word文件下载.docx

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2）水洗条件优化

①水洗时间与转速试验

取2~0.5mm粒径的土壤5g，分别置入250ml锥形瓶，并加入自来水，液土比为20:

1。

在室温条件下，调节不同转速（100，150，250RPM）、不同水洗时间（5、10、30、60min）。

待自然沉淀后取上清液，采用0.25μm膜过滤后用原子吸收分光亮度计测定目标重金属污染物含量。

②液土比实验

根据上述试验确定的最佳条件（转速和水洗时间），在不同液土比（3:

1，5:

1，10:

1）条件下，确定最佳去除效率。

绘制污染去除量与液土比（Y）曲线。

3）淋洗液条件优化

采用上节试验确定的最佳条件（转速、淋洗时间和液土比），分别添加淋洗液A和淋洗液B，测定不同淋洗液萃取的最佳效果。

（3）试验结果分析

不同土壤粒径下土壤的污染情况，如图所示。

如图1.1-1可知在2~0.3mm粒径范围内，总铬及六价铬的总量浓度与土壤粒径大小成反比，总铬和六价铬浸出毒性也符合污染土壤粒径越小游离出总铬和六价铬量越多的特性，粒径小于0.3mm后浸出液中总铬、六价铬浓度趋于稳定。

图1.1-1污染浓度与筛目曲线

①水洗时间、转速

不同时间、转速对水洗试验的影响，如图所示。

由图1.1-2可知，淋洗时间为60min时，浸提液中Cr的浓度最高，说明土壤中Cr含量的去除效果越好，但随着时间的增长浸提液中Cr浓度增加不明显，因此综合考虑技术经济可行性确定以10min为最佳水洗时间。

淋洗的转速在150RPM时达到最高值，当转速增至250RPM，去除效果并没有增加。

综合考虑以上分析结果，同时考虑到项目实施过程中时间、效果和投资的最佳组合，建议淋洗试验的最佳条件为搅拌时间时间10min，强度条件为转速150RPM。

图1.1-2污染去除量与转速曲线

②液土比

根据上述试验确定的最佳条件（转速150RPM和水洗时间10min），在不同液土比（3:

图1.1-3去除量与液固比曲线

从图1.1-3可以看出在4种目数条件下，液固比为10:

1污染去除量最大。

所以最佳液固比选择10:

3）淋洗液浓度条件优化

采用上节试验确定的最佳条件（转速150RPM、淋洗时间10min和液土比10:

1），分别添加下列淋洗药剂，测定不同淋洗液在不同浓度下的淋洗效果。

①淋洗液A浓度：

0.01，0.05，0.1M;

图1.1-4不同浓度淋洗液A淋洗去除效果

②淋洗液B浓度:

：

0.01，0.05，0.1M。

图1.1-5不同浓度淋洗液B淋洗去除效果

从图1.1-4和1.1-5中可以看出，淋洗液A和淋洗液B对污染物的去除效果均随着浓度增加而增加，增幅随淋洗液浓度增加而减小，在成本效率的对比之下，建议选择中间浓度的淋洗药剂进行下一步中试规模的淋洗实验。

1.1.3化学还原试验

根据前期场地调查的结果，本场地中最主要的污染要素为六价铬污染。

在实验室条件下，通过化学还原的方式对其进行解毒，验证高效还原剂F2对本场地内污染土壤中六价铬的还原能力。

（1）小试样品选择

根据场地调查结果，选择以下三组样品作为小试实验的样品原样：

样品1：

总铬浓度9520mg/kg，六价铬浓度2390mg/kg

样品2：

总铬浓度22700mg/kg，六价铬浓度11000mg/kg

样品3：

总铬浓度18800mg/kg，六价铬浓度6050mg/kg

（2）实验仪器与试剂

烧杯，玻璃棒，电子天平，电热消解板，四氟乙烯坩埚，电感藕合等离子体发光光谱分析等

（3）实验药剂

高效还原剂F2，硝酸，盐酸，氢氟酸，去离子水等

（4）实验方案设计

经过计算，在三个样品原样中，分别添加10%，15%，20%的高效还原剂F2，进行充分的搅拌和养护，随后进行相应的总量浓度分析。

实验设计如下：

表1.1-1化学还原小试实验设计

样品编号

样品1

样品2

样品3

1-10

10%

1-15

15%

1-20

20%

2-10

2-15

2-20

3-10

3-15

3-20

（5）实验操作步骤：

◆将样品进行破碎预处理，并将样品粉末与高效还原剂F2粉末按照实验设计的比例进行混合，并搅拌均匀。

◆向混合均匀的样品中添加适量的水，加水原则为少量多次为原则，直至样品转化为稀泥，搅拌均匀，搅拌时间不少于2分钟。

◆将样品转移至养护托盘进行样品养护。

经过至少48小时养护后，将样品送至实验室进行分析。

（6）实验结果分析：

表1.1-2化学还原小试分析结果

六价铬总量浓度

11.6mg/kg

89.5mg/kg

33.8mg/kg

7.2mg/kg

9.7mg/kg

1.9mg/kg

3.6mg/kg

1.5mg/kg

4.4mg/kg

根据以上实验结果，高效还原剂F2作为六价铬还原剂，对场地内污染土壤进行预处理处理后，可以在实验室环境下可以将场地内污染土壤中的六价铬浓度消除99%以上，实现高效快速的还原解毒。

考虑到实验室使用的药剂为分析纯等级，且搅拌均匀度较高，鉴于现场生产时使用的机械化设备以及工业纯药剂的效率降低，建议下一阶段中试仍然使用小试阶段的三个药剂浓度梯度进行实验。

1.1.4稳定化/固化试验

土壤稳定化/固化试验以原铬盐厂场地污染土壤为对象，在试验室不同控制条件下，研究不同稳定化/固化药剂配比对污染土壤中重金属的稳定性，进行稳定化/固化技术在本项目中的适应性分析，并确定适用于本场地污染土壤的稳定化/固化工艺条件。

NaOH，H2SO4，磷酸，二苯碳酰二肼，亚硝酸钠，丙酮，重铬酸钾，高锰酸钾，脲素，去离子水。

抽滤机，722E型分光光度计，SHA-C型翻转振荡器，电子天平，pH计，烘箱等。

稳定化/固化小试实验采用CH、TW、RB3种药剂进行，分别测试3种药剂配方对铬和六价铬的去除效果，为下一步的中试实验提供依据。

1）CH配方：

药剂A与药剂B

药剂A与药剂B分别以5%、10%、15%（质量比）作正交试验添加于实验土壤，混合均匀后进行养护。

实验添加量如下表所示。

表1.1-3CH配方实验配比

药剂A

药剂B

T01

5%

T02

T03

T04

T05

T06

T07

T08

T09

注：

在加入B药剂并搅拌均匀后，再逐渐加入A药剂的水溶液。

为确保物料之间的混合效果，总混合时间不得小于3分钟，其中B药剂的预混合时间不得小于1分钟。

最终的产物为均匀的软泥。

2）TW配方：

A剂，B剂，C剂，固化剂。

选择表1.1-4中样品，按照表中药剂配比进行稳定化/固化实验。

表1.1-4TW配方稳定化/固化配比（表内%为重量百分比,w/w）

水/%

A剂/%

B剂/%

固化剂/%

C剂/%

2I-3-1

0-5

2.0

5.0

15

1.5

3J-1-1

0～30

1.0

10

3J-1-2

15～25

4B-1-1

30～40

1.2

12

3

4D-1-2

40～50

0.2

9

3）RB配方：

粉末药剂HM-AC，HM-CT，HM-TK及液体药剂HM-ND-S

粉末药剂实验步骤：

◆将稳定化/固化剂与污染土壤进行混合。

（重量比为1%、3%和5%）；

◆搅拌均匀后，在室温（25℃左右）下静放一晚（约12小时），使其风干；

◆经由2mm的筛子筛选过滤后，取得小粒径土作为试验用样土；

◆对样土进行硫酸硝酸法浸出实验；

◆对滤液采用原子吸光光度计进行重金属浸出浓度测试。

液体药剂实验步骤：

将液体药剂（重量比0.1%、0.5%和1%）先与10%（重量比）的水进行混合，得到后的稀释液体再与实验样品进行充分混合。

风干后进行浸出实验。

图1.1-6HM-ND-S药剂实验示意图

（3）试验数据分析

1）CH配方

由表1.1-5可知，CH配方中不同药剂配比稳定化试验，浸出液中总铬和六价铬浓度均达到《铬渣污染治理环境保护技术规范HJ/T301-2007执行》中铬渣作为路基材料和混凝土骨料的污染控制指标限值。

表1.1-5CH配方浸出实验结果（mg/L）

TCr

Cr6+

1.33

1.07

0.96

0.89

0.82

0.80

0.47

0.38

0.44

0.35

0.40

0.33

0.29

0.23

0.31

0.20

0.19

0.17

2）TW配方

从图1.1-7可知，TW配方中药剂配比对土壤中总铬和六价铬有着较好的去除效果。

图1.1-7TW配方浸出试验结果

根据小试实验方案，分别作了3种粉状药剂（HM-CT、HM-AC、HM-TK）的1%、3%、5%和1种液体药剂（HM-