本發(fā)明涉及土壤修復(fù)領(lǐng)域，具體地說是一種可適用于鉻污染土壤的異位堆浸修復(fù)系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)：

重金屬鉻作為一種工業(yè)原材料，在其長期的生產(chǎn)和應(yīng)用中，會(huì)對(duì)土壤環(huán)境造成一定的影響。鉻在土壤中主要以三價(jià)鉻（Cr（III））和六價(jià)鉻（Cr（VI））兩種價(jià)態(tài)存在。其中，Cr（III）是人體必需的微量元素，只有在較高濃度下才表現(xiàn)出生物毒性，在pH為6~11的范圍內(nèi)Cr（III）能夠形成穩(wěn)定的氫氧化物，并以沉淀的形式包裹在土壤團(tuán)粒上，在土壤中遷移能力很弱；而Cr（VI）具有較強(qiáng)的致癌作用，在水中的溶解性很高，遷移能力強(qiáng)，土壤團(tuán)粒對(duì)其吸附能力差，極易隨水淋溶污染地下水系統(tǒng)。

目前，六價(jià)鉻污染土壤修復(fù)多采用異位修復(fù)。以往修復(fù)過程中，大多工程是將污染土壤清挖轉(zhuǎn)運(yùn)至特定的構(gòu)筑物中進(jìn)行處理。構(gòu)筑物一般為混凝土結(jié)構(gòu)，需要占用較大的場(chǎng)地空間。處置場(chǎng)地的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)周期較長、成本高，對(duì)于中小型項(xiàng)目不適合采用此類處置方式。污染土壤處理完成后，構(gòu)筑物需要拆除，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且成本高。另外，異地處置的過程中，含有鉻污染的塵土容易逸散到大氣中，造成空氣污染。因此，為解決上述問題并防止二次污染，鉻污染土壤修復(fù)過程需要一種專門的異位處置技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鉻污染土壤修復(fù)的堆浸修復(fù)系統(tǒng)及工藝，以解決現(xiàn)有土壤修復(fù)系統(tǒng)所用的混凝土構(gòu)筑物需要占用場(chǎng)地空間大、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)周期長、成本高、不利于中小型項(xiàng)目使用、修復(fù)完成后構(gòu)筑物的拆除需費(fèi)時(shí)費(fèi)力且成本高等技術(shù)問題，以及在土壤處理過程中含鉻污染物的塵土直接逸散到大氣中，造成空氣質(zhì)量下降的問題。本處置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，運(yùn)行成本低。

本發(fā)明提供的鉻污染土壤的堆浸修復(fù)系統(tǒng)，包括：

堆浸池，其由磚砌基底層及覆于磚砌基底層上的混凝土砼面層構(gòu)建而成；該堆浸池包括：堆浸池本體和錨固溝；錨固溝為環(huán)形，圍繞于堆浸池本體的外側(cè)；其中，堆浸池本體的混凝土砼面層上依次鋪設(shè)有防滲膜和土工布，且所述防滲膜和土工布的邊沿伸出堆浸池本體并固定在錨固溝中；

鉻污染土壤堆體，其堆設(shè)于堆浸池本體中；

用于補(bǔ)給修復(fù)藥劑和水分的噴淋管道，其鋪設(shè)于鉻污染土壤堆體的上表面；

覆蓋層，其覆蓋于噴淋管道上方，且邊沿伸出堆浸池本體并固定在錨固溝中。

優(yōu)選地，混凝土砼面層的厚度為5~15cm。

優(yōu)選地，所述防滲膜為高密度聚乙烯膜。

優(yōu)選地，所述土工布為600g/m²的非織造土工布。

優(yōu)選地，所述鉻污染土壤堆體的堆高為1~5m，鉻污染土壤堆體的邊坡比為1:1~1:3。

優(yōu)選地，所述噴淋管道外表面布設(shè)噴頭，每個(gè)截面共布設(shè)2~4個(gè)噴頭，噴頭間距按相同角度進(jìn)行設(shè)置。

本發(fā)明還提供一種鉻污染土壤的堆浸修復(fù)工藝，包括如下步驟：

1）堆浸池的設(shè)置：以磚砌基底層和覆于磚砌基底層上的混凝土砼面層構(gòu)建堆浸池；該堆浸池包括：堆浸池本體和錨固溝；錨固溝為環(huán)形，圍繞于堆浸池本體的外側(cè)；其中，堆浸池本體的混凝土砼面層上依次鋪設(shè)有防滲膜和土工布，且所述防滲膜和土工布的邊沿伸出堆浸池本體并固定在錨固溝中；

2）鉻污染土壤處理：鉻污染土壤篩分破碎，至粒徑達(dá)到2~5cm；

3）土壤堆體的設(shè)置：將步驟2）處理后的鉻污染土壤堆設(shè)于堆浸池本體中，形成鉻污染土壤堆體；

4）噴淋管道設(shè)置：在鉻污染土壤堆體上表面鋪設(shè)噴淋管道，并通過噴淋管道給鉻污染土壤堆體補(bǔ)給修復(fù)藥劑和水分，進(jìn)行修復(fù)反應(yīng)；

5）養(yǎng)護(hù)：在步驟4）反應(yīng)后的鉻污染土壤堆體上方的噴淋管道上方鋪設(shè)覆蓋層，覆蓋層的邊沿延伸并埋入錨固溝中固定，完整覆蓋鉻污染土壤堆體，養(yǎng)護(hù)3~5天；

6）檢測(cè)：養(yǎng)護(hù)后的土壤進(jìn)行檢測(cè)，合格則填埋，不合格則再次加入鉻污染土壤堆體中處理。

優(yōu)選地，混凝土砼面層的厚度為5~15cm。

優(yōu)選地，所述防滲膜為高密度聚乙烯膜、膨潤土防水毯或復(fù)合土工膜；所述覆蓋層為苫布或高分子薄膜；所述土工布為600g/m²的非織造土工布。

優(yōu)選地，所述鉻污染土壤堆體的堆高為1~5m，鉻污染土壤堆體的邊坡坡比為1:1~1:3。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于：

1、有效防止產(chǎn)生揚(yáng)塵，避免二次污染，安全、清沽，環(huán)境效益明顯。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，有效降低修復(fù)成本：本發(fā)明使用的高密度聚乙烯膜、土工布、苫布等均是土建工程中常見的材料，來源廣泛、價(jià)格低廉，可就近購買，有效縮短施工周期；堆浸池構(gòu)建速度快，不影響施工進(jìn)度，單個(gè)堆浸池處理量大且可以重復(fù)利用，污染土壤與藥劑混合后，在堆浸池中堆置，不需要能耗，土壤修復(fù)完成后，回收材料、填平并壓實(shí)土壤即可，降低修復(fù)成本。

3、適用范圍廣、可應(yīng)用性強(qiáng)：安全穩(wěn)定，堆浸反應(yīng)池結(jié)構(gòu)靈活，可以根據(jù)場(chǎng)地大小和處理規(guī)模調(diào)整長、寬、高尺寸，適用范圍更廣，堆浸反應(yīng)池的處理量大，對(duì)修復(fù)藥劑有廣泛適應(yīng)性，修復(fù)成本低、施工周期短，工程可應(yīng)用性強(qiáng)。

綜上，本發(fā)明根據(jù)國家污染場(chǎng)地修復(fù)行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了一種鉻污染土壤異位堆浸處置系統(tǒng)，不但可以完成污染土壤混合、補(bǔ)水、反應(yīng)的全過程，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，施工周期短、成本低、可以重復(fù)利用，具有較好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的鉻污染土壤修復(fù)的堆浸修復(fù)工藝的流程圖；

圖2是本發(fā)明的鉻污染土壤修復(fù)的堆浸修復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的鉻污染土壤修復(fù)的堆浸修復(fù)系統(tǒng)的俯視圖顯示噴淋管道布設(shè)情況；

圖4是本發(fā)明的鉻污染土壤修復(fù)的堆浸修復(fù)系統(tǒng)的噴頭設(shè)置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的解釋和說明。

結(jié)合圖2和圖3，本發(fā)明的鉻污染土壤的堆浸修復(fù)系統(tǒng)，包括：

堆浸池，其由磚砌基底層6及覆于磚砌基底層6上的混凝土砼面層5（厚度為5~15cm）構(gòu)建而成；該堆浸池包括：堆浸池本體10和錨固溝8；錨固溝8為環(huán)形，圍繞于堆浸池本體10的外側(cè)；其中，堆浸池本體10的混凝土砼面層5上依次鋪設(shè)有防滲膜4和土工布3，且防滲膜4（厚度15cm的高密度聚乙烯膜、膨潤土防水毯或復(fù)合土工膜）和土工布3（600g/m²的非織造土工布）的邊沿伸出堆浸池本體10并固定在錨固溝8中；

鉻污染土壤堆體2，其堆設(shè)于堆浸池本體10中，一般，鉻污染土壤堆體的堆高為1~5m，鉻污染土壤堆體的邊坡比為1:1~1:3；

用于補(bǔ)給修復(fù)藥劑和水分的噴淋管道7，其鋪設(shè)于鉻污染土壤堆體2的上表面，噴淋管道7可為多個(gè)，平行排列。結(jié)合圖3和4所示，噴淋管道7外表面布設(shè)噴頭70，每個(gè)截面共布設(shè)2~4個(gè)噴頭，噴頭間距按相同角度進(jìn)行設(shè)置（圖4為每個(gè)截面共布設(shè)3個(gè)噴頭，各噴頭間距為120度）。

覆蓋層1，其覆蓋于噴淋管道上方，且邊沿伸出堆浸池本體并固定在錨固溝中

結(jié)合圖1和圖2，上述鉻污染土壤修復(fù)的堆浸處置包括如下步驟：

步驟一、施工準(zhǔn)備：為保證污染土壤與還原劑的充分混合，在進(jìn)行堆浸處理前需要進(jìn)行篩分破碎。采用篩分破碎斗對(duì)建筑廢物進(jìn)行篩分破碎。破碎程度根據(jù)實(shí)際要求，粒徑一般在2~5cm，篩分破碎的時(shí)候質(zhì)檢員應(yīng)定期巡查，避免機(jī)械帶病施工，造成篩分粒徑不合格，影響修復(fù)效果。

步驟二、堆浸池設(shè)計(jì)：根據(jù)污染土壤實(shí)際總方量，設(shè)計(jì)堆體的尺寸。根據(jù)污染土壤實(shí)際土方量，設(shè)計(jì)反應(yīng)池底長、底寬、頂長、頂寬尺寸，并計(jì)算堆體堆高，堆高一般1~5m，堆體邊坡坡比1:1~1:3之間；

V=1/3×H×(S1+S2+√S1×S2) (1)

式中：V代表土壤堆體的體積，H代表土壤堆體的堆高，S1代表土壤堆體的下底面面積，S2代表土壤堆體的上底面面積。

步驟三、堆浸池砌筑：按照設(shè)計(jì)的堆浸池的長、寬、高尺寸構(gòu)建池體，平整場(chǎng)地，采用磚砌基底層的池體，并在磚砌的池體外面鋪設(shè)10cm厚的混凝土砼面層8。該堆浸池包括：堆浸池本體10和錨固溝8；錨固溝8為環(huán)形，圍繞于堆浸池本體10的外側(cè)設(shè)置

步驟四、設(shè)置防滲層：防滲膜4鋪設(shè)于混凝土砼面層上方，為HDPE膜，厚度0.5~3.0mm，防滲系數(shù)小于1.0×10^-7cm/s；HDPE膜上鋪設(shè)土工布3，質(zhì)量選擇600~800g/cm²，HDPE膜和土工布3應(yīng)鋪設(shè)平整，除覆蓋基礎(chǔ)層外，應(yīng)由基坑邊界向外延展0.3~0.5m。也可根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)制造相應(yīng)材料、厚度的復(fù)合土工膜。

步驟五、堆體堆置：將處理后的鉻污染土壤堆設(shè)于堆浸池本體10中，形成鉻污染土壤堆體2。常用的筑堆機(jī)械有挖掘機(jī)、推土機(jī)（履帶式）和自卸車等。筑堆機(jī)械選用20t重型汽車，筑堆高度1~5m，堆體為梯形堆體，長度、寬度和高度均根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)污染土方量確定。

步驟六、噴淋洗堆：堆體堆置結(jié)束后，在堆場(chǎng)表面布置噴淋管道7。管道鋪設(shè)間距根據(jù)實(shí)際堆體大小設(shè)計(jì)，一般為0.2~1.0m，具體布設(shè)見圖3。為增大流速，縮短工期，在噴淋管道7的相同截面上按一定的角度布設(shè)噴頭70，每個(gè)截面布設(shè)3個(gè)噴頭70（各噴頭之間夾角為120度），見圖4。通過噴淋管道7給鉻污染土壤堆體補(bǔ)給修復(fù)藥劑（如：亞鐵鹽、零價(jià)鐵粉等）和水分，進(jìn)行修復(fù)反應(yīng)。

在噴淋反應(yīng)后的鉻污染土壤堆體上方的噴淋管道7上方鋪設(shè)覆蓋層1以防風(fēng)防雨防止水分流失，覆蓋層1的邊沿延伸并埋入錨固溝8中固定，完整覆蓋鉻污染土壤堆體2，養(yǎng)護(hù)3~5天。

步驟七、卸堆：經(jīng)過堆浸處理后，污染土壤與還原藥劑均勻混合發(fā)生反應(yīng)。處理過程中采集土壤樣品，掌握修復(fù)效果和進(jìn)度。經(jīng)過檢測(cè)合格的土壤卸堆后進(jìn)行填埋等最終處置。不合格土壤則再次加入鉻污染土壤堆體中處理。

本發(fā)明鉻污染土壤的堆浸修復(fù)系統(tǒng)及修復(fù)工藝可直接應(yīng)用于六價(jià)鉻污染土壤修復(fù)，但對(duì)其它重金屬、類金屬、石油烴、半揮發(fā)性有機(jī)物等同樣適用。

以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。