一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法技术

本发明专利技术提供一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法，该联合修复方法通过布设修复井，在修复井中注入化学还原剂溶液先通过化学还原作用对土壤和地下水中的高浓度六价铬进行预处理，大幅度降低土壤和地下水中六价铬浓度，然后通过修复井注入好氧生物菌剂和营养助剂进行原位强化生物修复，实现土壤和地下水六价铬稳定达标，同时解决了传统化学还原修复方法中存在的化学药剂残留和场地盐分大大升高等二次污染问题。剂残留和场地盐分大大升高等二次污染问题。剂残留和场地盐分大大升高等二次污染问题。

【技术实现步骤摘要】
一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法


[0001]本专利技术涉及一种土壤与地下水污染治理技术，具体涉及一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法。

技术介绍

[0002]铬主要来源于毛皮与制革污染、电镀污染、铬盐、纺织印染污染以及铬矿冶炼污染等。铬在土壤中主要以三价和六价的形式存在，其中三价铬主要以氢氧化物的形式附着于土壤组分中，不易迁移且三价铬毒性较低，而六价铬主要以阴离子的形态存在，迁移性强，具有较大的生物毒性。常规六价铬土壤和地下水治理主要是采用化学还原药剂将六价铬还原为三价铬。传统化学还原法因化学还原药剂易氧化、时效性短，化学还原形成的三价铬沉积在土壤团粒表面，团粒内部六价铬未能充分治理，使得粘性土壤不易达标，且随着土壤团粒内部六价铬缓慢释放，造成地下水反弹超标。传统化学还原法为了使得土壤和地下水达标，化学还原药剂往往过量很多，造成化学药剂残留和场地盐分大大升高等二次污染问题。
[0003]专利文件（CN102652956B）公布了一种铬污染土壤原位淋洗处理方法，为一种淋洗联合抽提处理的工艺，处理后的土壤中铬的含量仍大于67mg/kg，不能满足现有场地修复目标要求。
[0004]专利文件（202010563301.0）公布了一种修复六价铬污染土壤的修复剂及使用其修复六价铬污染土壤的方法，包括调制修复剂、挖土、利用土壤修复机对土壤进行碾压破碎及施放药物搅拌等，该方法是一种典型的异位化学还原处理方法，存在土方开挖扰动大、二次污染和修复不彻底的弊端。r/>[0005]专利文件（202111214328.X）公开了一种六价铬污染土壤的修复方法，将待修复的铬污染土壤在碱液中浸泡，然后加入还原性糖进行还原反应，将土壤中的六价铬还原成三价铬。该处理方法需要开挖土壤进行异位处理，能耗高。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法，该联合修复方法通过布设修复井，在修复井中注入化学还原剂溶液（例如硫化钠、硫酸亚铁或多硫化钙等），先通过化学还原作用对土壤和地下水中的高浓度六价铬进行预处理，大幅度降低土壤和地下水中六价铬浓度，然后通过修复井注入好氧生物菌剂和营养助剂进行原位强化生物修复。生物修复六价铬原理是通过微生物产生的生物还原酶将六价铬还原为三价铬。通过微生物长时间持续发挥作用，实现土壤和地下水稳定达标，同时解决了传统化学还原修复方法中存在的化学药剂残留和场地盐分大大升高等二次污染问题。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法，包括如
下步骤：1）在包气带和饱和带分别布设修复井井群；2）在饱和带布设地下水监测井群；3）在修复井中加压注入化学还原药剂进行化学修复；4）在修复井中注入营养物质及好氧生物菌进行生物修复。
[0008]步骤4）所述的生物修复包括：4a）分别在包气带和饱和带修复井中加压注入营养物质；4b）包气带和饱和带修复井中再注入用于生物还原六价铬的好氧生物菌；4c）每口包气带和饱和带修复井间歇式小剂量注入营养物质，使得营养物质浓度达到2mg/L以上；4d）连续或间歇式对饱和带修复井中注入有氧气体压缩气，使得地下水监测井中溶解氧含量大于2mg/L，直至包气带土壤、饱和带土壤和地下水中六价铬达标。
[0009]所述化学还原药剂包括但不限于硫化钠、硫酸亚铁或多硫化钙。
[0010]所述营养物质包括但不限于葡萄糖、糖蜜或铵盐。
[0011]所述修复井为多功能注入井，用于注入化学还原药剂、营养物质、好氧生物菌剂、以及有氧气体压缩气。
[0012]所述好氧生物菌需经事先筛选、驯化，在好氧条件下通过共代谢方式，把六价铬转化为三价铬。
[0013]在步骤4）前，必要时通过修复井注入药剂调节土壤和地下水中的pH值，将pH值调整至5.5
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9.5区间。
[0014]所述有氧气体为氧气或空气。
[0015]与现有土壤生物修复技术相比，本专利技术的优点在于：1）本技术方案中实现了化学还原与微生物修复的联合应用，首先利用化学还原药剂去除高浓度的六价铬，然后利用微生物对残余的低浓度六价铬进行持续性修复，使得土壤和地下水中六价铬稳定达标，同时解决了传统化学还原修复方法中存在的化学药剂残留和场地盐分大大升高等二次污染问题。
[0016]2）该技术可实现污染土壤和地下水的原位联合修复，实现水土共治，避免了土方开挖、转运和存储处理等异位修复技术的弊端。该技术适用于不同污染程度的六价铬污染场地，应用范围广。
附图说明
[0017]下面结合附图对本专利技术进一步说明：图1为采用本专利技术所述方法进行修复时的装置布置示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的方法和效果作进一步的详细说明。
[0019]本专利技术提供了一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法，包括如下步骤：1）在包气带和饱和带分别布设修复井群；
2）在饱和带布设地下水监测井群；3）在修复井中加压注入化学还原药剂，大幅度降低土壤和地下水中六价铬浓度；其中化学还原药剂包括硫化钠、硫酸亚铁和多硫化钙等；4）分别在包气带和饱和带修复井中加压注入营养物质；营养物质包括葡萄糖、糖蜜和铵盐等；5）包气带和饱和带修复井中再注入生物还原六价铬的好氧生物菌；6）每口包气带和饱和带修复井间歇式小剂量注入营养物质，使得营养物质浓度达到2mg/L以上；7）连续或间歇式对饱和带修复井中注入有氧气体（如空气或氧气）压缩气，使得地下水监测井中溶解氧含量大于2mg/L，直至包气带土壤、饱和带土壤和地下水中六价铬达标。
[0020]图1示出了采用上述方法的装置布置图，其中1
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饱和带修复井；2
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包气带修复井；3
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监测井；4
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压缩气罐；5
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菌液/营养助剂储罐；6
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化学药剂储罐。
[0021]下面提供采用上述方法的具体实施例：实施例1某六价铬污染地块，土壤和地下水均严重污染，地下水水位埋深约5m，修复深度为20m。
[0022]（1）在包气带和饱和带分别布设修复井井群，包气带修复井间距3m，饱和带修复井间距6m；（2）在饱和带修复井中间布设地下水监测井，地下水监测井布设密度为每800m2布设一口；（3）采用水泵向每一口修复井分批次加压注入2%的硫化钠溶液，直至土壤中六价铬浓度降低至30mg/kg以下，地下水中六价铬浓度降低至10mg/L以下；（4）采用水泵向每一口修复井加压注入500L葡萄糖（5g/L）和硫酸铵（0.5g/L）混合营养溶液后，持续注射压缩空气10分钟，快速把营养物质扩散至修复井周边土壤中；（5）采用水泵向每一口修复井加压注入20L六价铬好氧生物还原菌液，持续注射压缩空气10分钟，快速把好氧生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法，其特征在于，包括如下步骤：1）在包气带和饱和带分别布设修复井井群；2）在饱和带布设地下水监测井群；3）在修复井中加压注入化学还原药剂进行化学修复；4）在修复井中注入营养物质及好氧生物菌进行生物修复。2.如权利要求1所述的一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法，其特征在于，步骤4）所述的生物修复包括：4a）分别在包气带和饱和带修复井中加压注入营养物质；4b）包气带和饱和带修复井中再注入用于生物还原六价铬的好氧生物菌；4c）每口包气带和饱和带修复井间歇式小剂量注入营养物质，使得营养物质浓度达到2mg/L以上；4d）连续或间歇式对饱和带修复井中注入有氧气体压缩气，使得地下水监测井中溶解氧含量大于2mg/L，直至包气带土壤、饱和带土壤和地下水中六价铬达标。3.如权利要求1所述的一种六价铬污染土壤和地下水的原位化学还原和强化生物联合修复方法，其特征在于，所述化学还原药剂包括但不限于硫化钠、硫酸亚铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波洋，韩伟，庄健鸿，
申请(专利权)人：北京博诚立新环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：