UV-H2O2氧化-淋洗聯(lián)合修復(fù)鉻污染場(chǎng)地技術(shù)參數(shù)研究.pdf

1、由于鉻在工業(yè)生產(chǎn)中的大量應(yīng)用，尤其是在金屬制品和有色金屬壓延等行業(yè)，鉻作為原材料被廣泛的使用加工，產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢水和廢渣，由于后續(xù)處理不當(dāng)，不能合理的排放和治理，導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤鉻污染問(wèn)題[1]。
　　本論文以濟(jì)南某化工廠鉻污染場(chǎng)地土壤為研究對(duì)象，使用UV/H2O2氧化-淋洗聯(lián)合修復(fù)技術(shù)去除污染土壤中的重金屬鉻。實(shí)驗(yàn)通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的方法，研究不同條件下紫外光照強(qiáng)度、紫外光照時(shí)間、氧化劑濃度、土液比、粒徑和土壤pH

2、值對(duì)總鉻去除率的影響。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)合理的正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，并根據(jù)正交優(yōu)化結(jié)果，綜合考慮修復(fù)效果和治理成本，最終確定針對(duì)不同污染現(xiàn)狀場(chǎng)地的最佳實(shí)驗(yàn)工程參數(shù)。對(duì)最佳參數(shù)方案進(jìn)行相對(duì)合理的效益評(píng)估，得出以下結(jié)論：
　?。?）該化工廠采樣點(diǎn)的四個(gè)場(chǎng)地鉻含量均嚴(yán)重超標(biāo)（Cr全量≤400mg·kg-1）， Pi值（Pi=26~43）取國(guó)家二級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，場(chǎng)區(qū)屬于重度污染，急需治理。東鉻渣總鉻含量最高，為9703.33mg·kg-1，

3、其次為鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間，總鉻含量為8072.75mg·kg-1，萬(wàn)噸鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間總鉻含量為7283.75mg·kg-1，北部廠區(qū)總鉻含量最低的，為6665.87mg·kg-1。鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間、萬(wàn)噸鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間、東鉻渣堆和北部廠區(qū)的六價(jià)鉻含量分別為19.43mg·kg-1、3.92mg·kg-1、709.69mg·kg-1和449.51mg·kg-1。四個(gè)場(chǎng)地活性指數(shù)I有較大差異，鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間和萬(wàn)噸鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間的活性指數(shù)較低，分別為0.0024

4、和0.0005，土壤中鉻形態(tài)穩(wěn)定性，治理難度較大；東鉻渣堆和北部廠區(qū)的活性指數(shù)相對(duì)較高，分別為0.0731和0.0670，土壤中少部分鉻可以通過(guò)淋洗的方式去除，但剩余總鉻含量仍然很高。
　?。?）采用單因素實(shí)驗(yàn)方法對(duì)UV/H2O2氧化-淋洗聯(lián)合修復(fù)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行研究，結(jié)果表明：隨著UV光照強(qiáng)度的增加和光照時(shí)間的增長(zhǎng)，四個(gè)場(chǎng)地（鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間、萬(wàn)噸鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間、東鉻渣堆、北部廠區(qū)）的總鉻去除率總體均呈上升的趨勢(shì)，但后期增幅緩慢，說(shuō)明紫外

5、光照對(duì)H2O2的氧化起到協(xié)同作用，但作用效果不明顯。氧化劑濃度為9％時(shí)總鉻去除率最大，四個(gè)場(chǎng)區(qū)分別為9.93%、12.64%、35.13%和22.58%。土液比和粒徑對(duì)總鉻的影響較大，隨著土液比增加以及粒徑減小，去除效率增大，土液比1:4過(guò)100目篩時(shí)，四個(gè)場(chǎng)區(qū)總鉻去除率分別為28.66%、25.53%、52.95%和59.40%，考慮工程操作難度仍選擇20目篩。pH與總鉻去除率的關(guān)系，中性和偏堿性比酸性條件下去除效果要好，pH建議調(diào)節(jié)

6、范圍為pH=8~10。綜合考慮，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總鉻去除效果最佳的因素組合為：光照強(qiáng)度700w、光照時(shí)間40min、氧化劑濃度9%、土液比1:4、土壤粒徑20目以及pH=8~10,總鉻去除率最大為14.53%、15.33%、46.29%和42.72%。
　?。?）在單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，得到針對(duì)四個(gè)場(chǎng)地的最佳工程參數(shù)：確定治理鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間最佳參數(shù)水平為：紫外光照700w，紫外光照時(shí)間20min，氧化劑濃度9%

7、，土液比1：4，pH=10。總鉻去除率達(dá)到14.86%。確定治理萬(wàn)噸鉻鹽生產(chǎn)車(chē)間最佳參數(shù)水平為：光照條件700w，氧化劑濃度9%，光照時(shí)間40min，土液比1:5，pH為6?？傘t去除率達(dá)到16.75%。確定治理東鉻渣堆最佳參數(shù)水平為：紫外光照700w，紫外光照時(shí)間20min，氧化劑濃度9%，土液比1：4，pH=10?？傘t去除率達(dá)到46.72%。確定治理北部廠區(qū)最佳參數(shù)水平為：紫外光照700w，紫外光照時(shí)間20min，氧化劑濃度9%，土液

8、比1：4， pH=10?？傘t去除率達(dá)到43.66%。
　?。?）對(duì)四個(gè)場(chǎng)區(qū)的最佳治理方案進(jìn)行效益分析，計(jì)算得出使用UV/H2O2氧化-淋洗聯(lián)合修復(fù)技術(shù)每噸鉻渣治理成本約在700~900元，主要費(fèi)用來(lái)源為氧化劑，進(jìn)一步證實(shí)了紫外輔助氧化可以減少過(guò)氧化氫的用量，降低治理成本的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)土壤修復(fù)技術(shù)以及化學(xué)氧化-淋洗聯(lián)合修復(fù)技術(shù)對(duì)比，UV/H2O2氧化-淋洗聯(lián)合修復(fù)技術(shù)對(duì)高濃度鉻污染場(chǎng)地的治理有明顯的優(yōu)勢(shì)，其治理效果更佳，費(fèi)用更合