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异位土壤淋洗设备及技术研究应用现状

访问量:75 次发布时间:2018-02-10

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美国、加拿大等发达国家异位淋洗修复技术的工程应用与实施集中于20世纪90年代至21世纪初期,部分国外异位淋洗技术修复工程案例如表2所示。该技术对一般的铜、镍、铅、锌、汞等重金属污染土壤去除效率达80%以上,但对于含砷及其他阳离子重金属污染物共存的污染土壤处理效率不高,而针对重金属污染场地单独使用CE工艺的情况较少。
 
筛分方式及设备的选择是异位淋洗技术的重中之重,应根据污染场地土壤粒径分级和筛分方式来选择高效的筛分设备并进行集成。表2中King of Prussia Technical Corporation修复工程[18]为美国超级基金淋洗技术应用项目中较为成功的案例:
 
1)机械筛分,通过料斗和振动筛将>8英寸(约203.2 mm)的混凝土、树枝等物质筛除,筛下物经振动筛将>2英寸(约50.8 mm)物料筛除,粒径<2英寸的物料用湿法筛分设备筛分出豆子大小的碎石并形成泥浆;
 
2)水力分级,通过设置多级水力旋流器粗、细料的“切割点”为40 μm,将泥浆分成粗、细粒度物料(分离效率="">99%),粗粒物料从水力旋流器下部排出进入泡沫浮选阶段,细颗粒物料进入压滤系统;
 
3)泡沫浮选,粗粒度物料中的污染物通过添加表面活性剂的空气浮选处理单元去除,污染物“浮动”变成泡沫从空气浮选槽的表面除去,并输送至污泥处理系统,从浮选槽下部流出的清洁砂土输送至砂脱水筛脱水,约85%洁净物料回填,水回流至湿法筛分设备回用;
4)污泥处理,由水力旋流器溢流出的含细物料的泥浆通过泵输送至斜板沉淀池,经聚合沉淀后输送至污泥浓缩池,最终通过压滤机脱水(含水率由75%~80%降至40%~50%),滤饼异地处理处置,压滤系统用水回用至湿法筛分设备。该项目共计污染土壤19 200 t,总处理成本为770万美元。
 
近年来,国内一些科研单位或企业申报了一批有关异位淋洗工艺与设备的专利技术。吴振华等[23]设计的“一种淋洗修复污染土壤的工程化设备”,采用上方设置自动旋转喷淋系统的湿式筛分组进行湿筛,搅拌罐侧壁安装超声振动板,底部安装加热系统,搅拌罐之间用水力旋流器进行分离,理论上是一套比较完整的异位土壤淋洗修复设备。科技部对重金属污染场地异位淋洗设备研发也加大了投入力度,如“典型工业污染场地土壤修复关键技术研究与综合示范”(2009AA060300)中将异位化学淋洗技术的研发作为重点,针对某地化工厂铬渣污染场地的铬污染土壤开发了一套“两级逆流洗涤+药剂稳定化”浅层土壤异位淋洗和“化学还原沉淀+滤床”深度治理含铬废水处理成套工艺装置。
 
同时,环保部示范工程在异位淋洗技术工艺开发上也做了一些尝试,如2011年环保部的农田重金属污染土壤修复示范工程——某地东大沟铜矿污染农田中25 308 m2高浓度重金属污染土壤利用化学淋洗-土壤改良方法进行修复,2012年10月完成经验收合格后已进行了复垦,据统计每亩重金属污染土壤的处理费用为10万~16.9万。但由于我国相关研究起步较晚,在物理筛分工艺及设备的设计与选择、化学提取水土比与提取时间的优化等细节方面,亟待系统性研究。
 
我国土壤治理行业处于初级阶段,以自主成熟技术为前提的市场主导尚未成型,工艺设备的研究多为小型化生产或中试规模使用,工程应用少,面对当前土壤重金属污染迫切的治理需求,仍需要进一步探索与开发经济高效的异位淋洗工程化设备工艺体系。

 
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