砷污染土壤层间离子交换稳定修复技术
所属领域: | 土壤污染防治 | |
地 区: | 广西 | |
成 熟 度: | 推广阶段 | |
关 键 词: | 砷污染 离子交换 | |
合作方式: | 其他合作方式 ,其他合作方式 | |
信息来源: | 2020年绿色“一带一路”技术 | |
技术持有方: | 广西博世科环保科技股份有限公司 | |
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基本信息
技术概述 | 基本原理: 砷污染土壤层间离子交换稳定修复技术,是利用我司自主研发的具有层状结构的新型稳定化材料,实现污染土壤中砷稳定的技术。该稳定化材料主要以铁化合物、镁化合物、钙化合物为原材料,在一定条件下反应生成层状结构的多金属氢氧化物,对土壤的阴离子型污染物具有良好的选择吸附性。 根据砷在土壤里以三价或五价的(亚)砷酸盐等阴离子形式存在的性质,该稳定化材料对砷的稳定作用原理为: 1、pH调节:将土壤pH调整到6~9范围内,以有利于稳定化材料与砷反应; 2、层间离子交换:材料层间Cl-、NO3-、SO2- 4等阴离子通过静电引力以及氢键与层板相结合作用,与土壤溶液中AsO3- 4、H2AsO- 3进行离子交换,将(亚)砷酸根固定在材料层间; 3、共沉淀:材料表面游离的Ca2+、Mg2+、Fe3+通过沉淀与共沉淀作用与土壤溶液中的砷酸根结合生成类似臭葱石(FeAsO4)等结构稳定的沉淀物,将砷稳定在土壤之中。 该技术主要是通过调节土壤pH、材料层间离子交换与共沉淀的协同作用,实现砷污染土壤的稳定化修复。 |
技术优势 |
国内同类型的其他稳定化技术,如以含铁材料为主的稳定技术,某些铁(氢) 氧化物和铁盐的过量加入会导致土壤酸化以及植物铁中毒现象; 单一含铁材料的加入在稳定化砷的同时,也有可能会活化其它重金属( Pb、Cr、Cd等)。以粉煤灰、赤泥等工业废弃物为稳定剂的稳定技术,可能会引进新的重金属或其他有害物质,导致二次污染等问题。 |
适用范围 |
适用于矿产开采、金属冶炼、砷品化工等行业产生的砷污染土壤/废渣/尾砂的稳定化处理。
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市场前景 | 本技术是博世科自主研发的新型稳定化技术,目前已成功应用于国内10多个含砷污染的工矿场地项目中,主要分布在广西、湖南、云南等地,适用于有色金属矿山、选矿厂、冶炼厂、砷品化工厂等含砷工矿业污染场地的废渣/尾矿/污染土壤的原位/异位稳定化修复,在中国西南部具有相当成熟的修复经验,在国内西南地区占有一定量的市场份额。该技术修复效果显著,修复后的土壤重金属浸出浓度满足相关标准的限值要求,并且材料与污染土壤混匀度较好,使用成本相较于国内同类技术节约药剂成本约10%-20%。 |
应用案例 |
案例概述:项目投资金额2840.61万元,其中固化/稳定化费用为1484.1万元。 |
技术详情
一、技术指标及使用条件
(一)技术指标
工艺参数:破碎后土壤颗粒最大的尺寸不大于2cm;稳定化材料中铁:镁摩尔质量比为1:6~1:3,稳定化材料添加量为土壤质量的2%~8%;稳定化过程土壤含水率保持在25%~35%之间,土壤pH值在6~9范围;稳定化后养护3~7天。
修复效果:稳定化率达95%以上,砷浸出浓度可低于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类限值。
运行成本:土壤修复处理成本为250-700元/吨。
环境影响:无废气、废水产生,环境友好。
(二)条件要求
该技术适用场地及土质范围广,可适用于目前所有矿产开采、金属冶炼、砷品化工等行业产生的砷污染土壤/废渣/尾砂的稳定化处理。
(三)典型规模
单台设备典型处理规模:20 t/h、30 t/h、40 t/h。
二、关键设备及运行管理
(一)主要设备
关键设备主要为ALLU破碎筛分斗、一体化混合搅拌设备等。
(二)运行管理
预处理破碎筛分单元由人工配合设备进行,以达到设备进料粒径要求和去除物料钢筋等杂物;后续处理段可在设备上设定药剂及水分配合比参数,运行过程无需人工干预;养护转运需要转运设备及人工配合采样检测。
三、投资效益分析
(以河池市大平、上木板洞、卡房历史遗留砒霜厂治理项目为例)
(一)投资情况
项目投资金额2840.61万元,其中固化/稳定化费用为1484.1万元。
(二)运行费用
单位修复费用平均为265.86元/m3土。
(三)效益分析
1、经济效益分析
(1)本技术稳定剂单位用量0.032-0.144吨/m3土,单位运行成本为250-700元,,相比于其他同类型修复技术,本技术的稳定化药剂成本平均约减少10%-20%,具有经济高效的优势。
(2)技术的材料配方可以根据土壤的基本性质、污染程度以及要达到的修复目标进行适当调整优化,能最大限度地节约稳定剂成本。
2、环境效益分析
(1)在实施过程中,有效阻隔场地废渣或他人对周边环境的持续污染,恢复场地植被,改善周边的生态环境质量,带来了显著的环境效益。
(2)修复过程无废气、废水产生,修复材料环境友好。
四、推广与应用示范情况
(一)推广情况
砷污染土壤层间离子交换稳定修复技术,采用的稳定化材料以铁化合物、镁化合物、钙化合物为原材料,按一定比例组成,在一定条件下反应生成层状结构物质,对阴离子型污染物具有良好的选择吸附性,通过调节土壤pH,利用材料层间离子交换与共沉淀的协同作用,将砷稳定在土壤之中,有效阻止土壤砷的迁移、扩散。本技术是博世科自主研发的新型稳定化技术,目前已成功应用于国内10多个含砷污染的工矿场地项目中,主要分布在广西、湖南、云南等地,适用于有色金属矿山、选矿厂、冶炼厂、砷品化工厂等含砷工矿业污染场地的废渣/尾矿/污染土壤的原位/异位稳定化修复,在中国西南部具有相当成熟的修复经验,在国内西南地区占有一定量的市场份额。该技术修复效果显著,修复后的土壤重金属浸出浓度满足相关标准的限值要求,并且材料与污染土壤混匀度较好,使用成本相较于国内同类技术节约药剂成本约10%-20%。
(二)应用情况
1、主要用户名录
2、用户意见
南丹县环境保护局认为砷污染土壤层间离子交换稳定修复技术为南丹县带来了显著的环境效益,有效阻隔骆马砷品化工厂遗留旧址污染场地等场地的尾矿废渣对周边环境的持续污染,恢复场地植被,改善周边的生态环境质量。修复后土壤合格达标且可实现资源化利用,场地再利用性等方面符合相关要求,是一种安全、环保、经济、可行的场地修复技术,予以肯定。
五、专利及获奖情况
(一)专利情况
(二)获奖情况
入选中国环境保护产业协会发布的《重点环境保护实用技术》,2019年。
六、技术服务方式
本技术的设计、实施、技术配套、售后服务等可全部由广西博世科环保科技股份有限公司独立操作,高效、规范的工作保证项目保质保量地完成。公司有专人负责售后服务,能够为客户提供最佳的售后服务。
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