重金属污染河道底泥稳定化固化修复工程技术研究

介绍了某市排污渠重金属污染治理工程中对重金属污染底泥稳定化固化处理技术的研究,研究了不同添加比的水泥对砾砂质和黏质底泥中重金属的无害化处理效果及规律,介绍了固化稳定化工艺流程和设备,可供国内同类工程项目借鉴。     

株洲市清水塘工业区某水塘重金属污染底泥固化/稳定化处理研究

以株洲市清水塘工业区某水塘受重金属污染底泥为研究对象,通过投加固定比例的水泥、粉煤灰和硫化钠,对底泥进行固化稳定化处理试验研究.结果表明：底泥初始含水率对底泥固化体的抗压强度有显著影响,固化体的抗压强度随底泥初始含水率的增大而降低.底泥固化体的Pb、Cd、Zn等重金属浸出浓度明显降低,均低于《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）中最高允许排放浓度.     

DTCR协同水泥固化/稳定化重金属污染底泥的研究

采用二硫代氨基甲酸盐(DTCR)为添加剂协同水泥固化/稳定化重金属污染底泥,以抗压强度和颗粒固化体(粒径￡9.5mm)浸出毒性为指标确定水泥和DTCR的最优配比.通过酸雨条件(pH 3)下对颗粒固化体和整个固化体的浸出试验来评价固化/稳定化的效果.利用X射线衍射仪(XRD)和环境扫描电镜(ESEM)分析了固化/稳定化机理.结果表明,固化/稳定化的最优配比为水泥掺入量为50%(干底泥),DTCR掺入量为2%(干底泥).其固化体7d抗压强度为1.03MPa,颗粒固化体中重金属Cu,Zn,Pb,Cd的浸出浓度分别为0.105,4.65,0.232,0.123mg/L,能够达到安全填埋要求.酸雨条件下(pH 3)对颗粒固化体和整个固化体浸出研究表明,水泥、DTCR固化/稳定化底泥效果更好;XRD和ESEM分析表明,固化/稳定化的机理主要是水泥在水化反应时,能够形成水化产物Ca(OH)2、水化硅酸钙(C-S-H)和钙矾石(AFt),将重金属废物包容,并逐步硬化形成具有一定强度的水泥固化体.     

CGF固化/稳定化重金属污染土强度及浸出特性

通过CGF(由电石渣、粒化高炉矿渣、粉煤灰组成的固废基固化剂)固化/稳定化不同土质种类(由不同黏粒、粉粒、砂粒配比调配)、不同复合重金属(Cu、Ni、Pb、Zn)含量的污染土,借助宏微观试验研究固化/稳定化污染土的强度特性、重金属浸出特性以及固化/稳定化机理.研究结果表明:CGF固化/稳定化重金属污染土强度和重金属浸出浓度主要由养护龄期、重金属含量和土质种类共同决定;随着养护龄期的增加,固化/稳定化污染土强度逐渐增加,但不同重金属含量的强度变化规律不同,存在重金属”临界含量”;随着养护龄期的增加,重金属浸出浓度逐渐减小,其浸出浓度变化规律亦存在重金属"临界含量",该"临界含量"由养护龄期和土质种类控制,固化/稳定化Clay污染土在7,28,90d的"临界含量"分别为200,300,600mg/kg,28d时固化/稳定化Clay、CSSM511、CSSM111污染土"临界含量"分别为300,200,200mg/kg,固化/稳定化CSSM011污染土不存在"临界含量".CGF固化/稳定化重金属污染土作用机理包括固化剂对重金属离子的化学沉淀、包裹、吸附、离子交换等稳定化作用和土中黏土矿物对重...     

湖北某重金属污染土壤稳定化/固化治理工程实例

为保证南水北调水源地水质安全,该项工程对湖北省郧县境内4个关停搬迁企业原址约16万m3重金属污染土壤进行了修复治理。污染土壤清挖标准为《展览会用地土壤环境质量标准》(HJ350—2007)A级标准,污染土壤无害化处理验收标准为浸出液浓度低于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中IV类水体标准值。工程采用异位稳定化/固化技术对重金属污染土壤进行了无害化处理,所用稳定化/固化药剂为施工单位自主研发的硫系和铁系稳定化药剂;无害化处理后的近20万m3土壤采用安全填埋进行处置。工程的成功实施为南水北调库区水质安全提供了有力保障。     

固化稳定化修复重金属污染土壤的研究进展

固化稳定化可以降低土壤中重金属的迁移,被广泛应用于重金属污染土壤修复工程中,是处置重金属污染土壤最常用的技术之一。文章通过调研国内外文献,对固化稳定化的研究进行综述,总结了常用固化稳定化材料,如水泥、碱性材料、黏土矿物质、磷酸盐类材料、金属氧化物和生物炭的研究进展,阐明这些修复材料固化稳定化重金属的基本原理,论述效果评估技术的适用性及局限性,并提出未来研究需求,为以后的固化稳定化修复重金属污染土壤提供参考。     

有机-无机复合固化剂合成及重金属污染底泥固化研究

疏浚重金属污染底泥由于具有含水率高、强度低等特性,无法直接作为工程材料应用,并且会对环境造成污染。设计合成了一种丙烯酸-苯乙烯磺酸共聚物(AA-SSS),并与水泥和纳米水化硅酸钙(早强剂)混合,开发了一种有机-无机复合固化剂。探究了有机-无机复合固化剂对底泥固化抗压强度和重金属离子稳定化的影响,并分析了其机理。结果表明：有机-无机复合固化剂对底泥固化强度增强效果显著,在10%水泥、1%AA-SSS、2%早强剂添加量下,底泥固化1 d的抗压强度为0.85 MPa,相比未加固化剂,提高了467%。在该条件下,底泥中的Pb²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺的浸出浓度分别从7.05,8.32,4.40,7.12 mg/L降至2.68,2.61,0.68,2.05 mg/L,经固化稳定化后底泥酸浸出液中重金属浓度均低于危险废物鉴别标准值。水泥水化产物加强了淤泥颗粒之间的胶结,并包裹固定金属离子,同时AA-SSS和纳米水化硅酸钙可以分散和促进水泥水化,并通过静电作用和吸附作用固定金属离子。研究表明有机-无机复合...     

底泥重金属稳定化药剂研究进展

为解决河道底泥重金属污染问题,综述了原位修复技术中的化学修复药剂研究进展,包括碱性药剂、磷酸盐药剂、黏土矿物、硫化物、新型修复材料、矿渣、有机药剂等,分析了其修复机理及应用局限性,为底泥重金属修复药剂的选择提供了科学依据。     

探索构建重金属污染土壤固化/稳定化修复效果评价体系

通过介绍固化/稳定化技术在发达国家广泛使用和发展的情况,分析其在我国推广应用中存在的问题、意义,提出需要探索建立适合我国国情的修复效果评估体系,推动该技术在我国的广泛应用,为规范和完善国内污染场地修复相关标准提供技术支撑。     

衡阳平湖污染淤泥固化/稳定化技术的应用

淤泥固化/稳定化技术是一种解决大量淤泥处理难题的有效方法,同时也是进行环境疏浚的配套技术.通过在衡阳平湖对2万m3淤泥的固化处理和工程应用实践,探讨了环境疏浚的基本工艺并重点验证固化/稳定化技术对污染淤泥处理的效果.另外,淤泥固化/稳定化技术可以快速稳定淤泥中重金属等污染物,进而用于填筑用土,解决了淤泥的堆放占地和环境...     

河池市某砒霜厂污染土壤固化/稳定化修复工程实例

介绍了某砒霜厂场地重金属复合污染土壤固化/稳定化修复工程。通过场地调查与风险评估,确定了场地污染情况、修复目标值及修复工程量。通过技术比选,确定工程修复技术路线,场地内的危险废物清挖后委托某固废处置中心进行处置;场地内的第Ⅰ类一般工业固体废物清挖后直接送至填埋场进行填埋;场地内的第Ⅱ类一般工业固体废物进行固化/稳定化修复,达标后进入填埋场填埋。通过固化/稳定化小试,确定了石灰投加比及药剂投加比。将小试结果应用于修复工程实施,修复完成后,由第三方检测机构对渣/土进行检测、分析,最终确认修复后的渣/土达到Ⅰ类固废标准,可进入填埋场进行安全填埋。工程的成功实施为其他类似化工污染场地土壤修复项目提供了借鉴和参考。     

改性黏土矿物修复重金属污染底泥的稳定化试验研究

为控制河流污染底泥中重金属的迁移和生物有效性,将膨润土、硅藻土和海泡石分别进行改性得到有机膨润土、Mn-硅藻土和酸改性海泡石,按照10%的比例添加至污染河流底泥中,进行稳定化实验。结果表明:在2种浸提剂作用下,有机膨润土和酸改性海泡石对Cu、Pb、Cr的释放皆具有抑制效果,Mn-硅藻土对Pb和Cr的释放皆具有一定控制作用。重金属形态分布结果显示,3种稳定化剂对Pb具有良好的修复效果,分别使其稳定态增加92.85%、75.62%、71.02%,提升了Pb的稳定性;有机膨润土和酸改性海泡石使弱酸提取态Cu降低了39.05%和10.35%,Mn-硅藻土和酸改性海泡石则对含Cr底泥具有一定修复作用,使其不稳定态降低了22.25%和35.71%,二者的生物有效性均得到控制。     

铬污染土壤还原—固化稳定化过程研究

以我国某铬渣堆场六价铬污染土壤为研究对象,探讨硫酸亚铁、氧化钙、水泥等作为还原—固化稳定化药剂对六价铬污染土壤还原—固化稳定化效率的影响。试验结果表明:土壤六价铬浓度与七水合硫酸亚铁投加倍数呈指数关系,当七水合硫酸亚铁投加剂量为理论值的6.5倍,土壤中六价铬浓度未检出(<0.002mg/kg)。氧化钙的加入抑制了土壤中水溶性六价铬的浸出,正交试验的所有样品中水溶性六价铬浓度在4~56.6 mg/L。水泥加入后,初始浓度为3880 mg/kg的土壤水溶性六价铬浓度浓度降低至19.9mg/L。造成反应后水溶性六价铬浓仍较高的可能原因是含水量较低,土壤颗粒内部六价铬未全部溶出。因此在实际工程中,可考虑增大体系含水率、加酸调节pH值或提高添加氧化钙、水泥比例等方法提高土壤还原—固化稳定化效率。     

改性纳米TiO2对砷污染土壤的稳定化试验

以黄壤、红壤、紫色土和黑土为供试土壤,研究改性纳米二氧化钛对土壤中砷的稳定化效果。采用溶胶-凝胶法制得活性炭负载纳米二氧化钛(ACT)和铁改性活性炭负载纳米二氧化钛(ACTI),并将粒径为100 nm的纳米二氧化钛(T-100)和活性炭(AC)作为对照材料。将改性纳米二氧化钛按照不同质量比添加到供试土壤中,稳定化14 d后,采用生物有效性简化提取法(simple bioavailability extraction test,SBET)研究改性纳米二氧化钛对不同类型土壤中砷的稳定化效果。结果表明:4种供试土壤的固砷能力顺序为红壤>黑土>黄壤>紫色土。ACTI和ACT在4种类型土壤中对砷的稳定效果均优于对照材料T-100和AC,在2%的添加量下,4种土壤对砷的稳定化率均高于60%。因此,ACTI和ACT可用作修复砷污染土壤的稳定剂。     

重金属污染土烧制水泥的模拟实验

采集湖南株洲某冶炼厂周边的土壤进行水泥烧制实验,结果表明:土壤中的重金属含量较高,其化学组成与普通黏土类似,可以代替水泥窑硅质原料。素土在100~900℃持续加热60 min后,挥发高峰为300℃以上,且随着温度的升高,重金属在残渣中的含量逐步减少,可以直接进入配料系统。添加污染土后烧制的水泥熟料,其抗压强度和抗折强度符合普通硅酸盐水泥熟料的要求。添加污染土后,水泥熟料中的f-Ca O含量降低,说明添加重金属含量较高的污染土有助于熟料烧成。     

土壤理化性质对重金属污染土壤改良的影响分析

重金属污染土壤改良是通过添加土壤改良剂,降低重金属元素在土壤中的活性和生物有效性,从而达到阻断重金属元素在生物链系统的传递和危害的目的。综述了土壤理化性质与土壤重金属形态、活性之间的关系,深入讨论了黏土矿物、有机质、土壤质地、pH及氧化还原电位对重金属污染土壤改良修复的影响,认为土壤理化性质是影响重金属在土壤中迁移性、可给性、活性等的重要因素,与污染土壤修复密切相关。     

重金属污染土壤微波玻璃化技术研究

采用微波技术对土壤中Cd进行玻璃化固定研究,考察了微波辐照功率、助熔剂硼砂和微波敏化剂活性炭对玻璃化效果的影响。结果表明:延长辐照时间和增大微波功率,土壤外观发生明显团聚结晶的玻璃化现象,Cd的固定率显著升高。微波(539 W)辐照5 min,Cd的固定率可达95%以上。硼砂可显著降低土样的熔融温度,从而缩短微波时间,降低能耗。添加活性炭显著提高Cd的固定率而粒径对Cd的固定率影响不显著。微波作用形成的玻璃体结构致密结实,Cd的浸出浓度满足国家标准限值,使得污染土壤资源化的实现具有一定的可行性。     

硫铁矿对Cr(Ⅵ)污染土壤的长效还原稳定化研究

针对酸溶态占比高的Cr(Ⅵ)污染土壤还原解毒不彻底、后期易返黄的问题,确定了水溶态Cr(Ⅵ)快速还原、酸溶态Cr(Ⅵ)长效缓释还原的修复思路。试验考察了单独添加硫铁矿对Cr(Ⅵ)处理的效果,并采用Fe SO4·7H2O、硫铁矿分步还原法探究处理后污染土壤的长效稳定性,进行了540 d的长期监测。结果表明:Fe SO4·7H2O还原药剂长效性较差,在自然环境中容易发生氧化,失去还原效能,无法完全还原缓慢释放的酸溶态Cr(Ⅵ),有必要加入长效还原缓释药剂对酸溶态Cr(Ⅵ)进行持续还原。硫铁矿单独修复水溶态Cr(Ⅵ)为主的污染土壤,在添加20%的硫铁矿,反应14 d的条件下,土壤中Cr(Ⅵ)浸出浓度降至30. 4 mg/L。采用Fe SO4·7H2O和硫铁矿分步还原酸溶态Cr(Ⅵ)污染土壤,先加入2%的Fe SO4·7H2O,养护3 d后再加入3%的硫铁矿反应27 d,Cr(Ⅵ)浸出浓度即降至0. 29 mg/L,加入5%的硫铁矿,反应4 d后Cr(Ⅵ)浸出浓度即可降至0. 43 mg/L,之后Cr(Ⅵ)浸出浓度保持稳定。经过540 d的长期监测未发现浸出浓度有上升情况。     

土壤重金属污染治理的化学固化研究进展

化学固化是改变土壤重金属赋存状态、降低重金属生物有效性、提高农产品质量的重要途径,是一种廉价高效的化学处理方法,应用前景广阔。就土壤重金属污染治理的技术、土壤重金属化学固化的原理及其影响因素、存在的问题及发展方向进行了探讨,期望能为土壤重金属污染治理提供参考。