氧化淋洗联合修复氰化物污染土壤技术及工程实践

如图9所示，淋洗过程对于土壤浸提液中总氰化物浓度的影响较大，原土浸提液浓度为1.6 mg·L−1。首次淋洗后即下降至0.34 mg·L−1，去除率接近80%；淋洗3次时，即可达到0.04 mg·L−1，满足0.1 mg·L−1的修复目标值。

图9淋洗次数对土壤浸出液中总氰化物浓度的影响

氰化物污染土壤淋洗实验结果表明，淋洗对土壤中总氰化物的去除效果一般。单次淋洗后，土壤总氰化物去除率不超过50%，且随淋洗次数的增加，去除率呈现下降趋势。淋洗对土壤浸提液中总氰化物的去除效果较为明显。单次淋洗后，土壤浸提液总氰化物去除率接近80%。

4. 修复实施

4.1 氧化和淋洗联合应用的可行性

应用化学氧化技术，在合适的药剂用量(3%以上)和反应条件(反应时间7 d以上)下，土壤中总氰化物去除率达到80%以上；但氧化过程也会导致土壤中易释放氰化物比例增加，不利于土壤中浸提液中总氰化物浓度的去除，最优条件下去除率仅为52%。

应用淋洗技术，在单次淋洗条件下，土壤中总氰化物的去除率小于50%；而由于易释放态氰化物更易于向水相中迁移，单次淋洗后土壤浸提液中总氰化物浓度去除率达到80%。

按照土壤中总氰化物和土壤浸提液中总氰化物的双重修复目标要求，由于氧化技术对土壤总氰化物去除效果好、淋洗技术对土壤浸提液中总氰化物去除率高，故在天津某氰化物污染场地土壤修复项目中结合2种技术的优势，以较低成本实现修复达标是可行的。

4.2 实施方案

按照氧化淋洗联合应用的技术思路，在天津某氰化物污染土壤治理项目进行工程应用。工程实施分为氧化单元和淋洗单元，工艺实施路线如图10所示。

图10氧化淋洗修复工艺路线

1)氧化单元实施方案。将污染土从暂存区短驳进入修复区，在封闭的钢结构罩棚内完成土壤的预处理筛分破碎工作，分离出土壤中的大块建筑垃圾，并针对分离出的大块建筑垃圾进行冲洗处理。将筛分破碎后的土壤在罩棚内完成氧化剂的拌和，加药量按照3%的质量比。加药后的污染土由装载机送入静置反应区，维持土壤含水率30%~40%养护7 d后进行自检，自检合格后进入淋洗单元。

氧化单元的自检合格标准：土壤中总氰化物含量小于15 mg·kg−1(按照淋洗对总氰化物的去除率为50%，修复目标值为9.86 mg·kg−1，反推设计自检合格标准)。

2)淋洗单元实施方案。氧化自检合格的污染土壤进入淋洗单元，分别经过滚筒洗涤器、水力旋流器、螺旋洗砂机环节进行清洗，在滚筒洗涤器处分离出>2 mm的砂石，同时在螺旋洗砂机处分离出50 μm~2 mm粗砂，经板框压滤后分离出<50 μm的土壤颗粒。淋洗和冲洗环节产生的污水进入污水处理装置进行破氰处理，处置合格后作为淋洗液循环使用。淋洗单元土水比控制在1∶5左右。

淋洗单元出料砂石合并进入建筑垃圾冲洗环节。对出料的细粒土壤和粗砂进行自检，自检合格后申请验收。

淋洗单元的自检合格标准：土壤中总氰化物含量小于9.86 mg·kg−1，土壤浸提液中总氰化物含量小于0.1 mg·L−1，即满足本项目的最终修复目标值。

4.3 修复效果评估

对经氧化淋洗联合修复后、且自检合格的土壤进行修复效果评估。以500 m3为1个检验批，在每个检验批土堆的表层、中层、底层以及不同位置，分别采集9个样品制成1个混合样送检。在对同一阶段处理的约2×104m3氰化物轻度污染土壤进行验收，共采集44组土壤样品(含4组平行样)，检测结果如表2所示。40个检验批土壤均达到双重验收指标的控制要求，合格率达到100%。

5. 结论

1)在氧化条件下，随着氧化剂用量的增加，土壤中总氰化物呈现下降的趋势，土壤中氰化物的形态从络合态向易释放态转变，土壤浸提液中总氰化物的浓度呈现先升高后降低的趋势；当氧化剂用量为5%时，总氰化物浓度从51.2 mg·kg−1降低至9.23 mg·kg−1，满足总量的修复目标，而土壤浸提液浓度从初始的1.6 mg·L−1降低至0.79 mg·L−1，未能达到修复目标。

2)在振荡淋洗条件下，对土壤淋洗5次。随着淋洗次数的增加，土壤中总氰化物呈现下降的趋势，土壤中氰化物的易释放态逐渐减少，土壤浸提液中总氰化物浓度呈现快速下降的趋势；在淋洗3次时，土壤浸提液浓度从初始的1.6 mg·L−1降低至0.04 mg·L−1，达到修复目标，而土壤总氰化物含量从51.2 mg·kg−1降低至10.2 mg·kg−1，未能达到修复目标。

3)氧化技术和淋洗技术联合使用时，在氧化剂用量为3%，淋洗1次条件下，土壤氰化物可以满足总量(9.86 mg·kg−1)和浸出(0.1 mg·L−1)的双重修复目标。

4)本研究成果已成功应用于天津某氰化物污染场地修复项目。土壤修复成本与原水泥窑热解处置成本基本持平。本技术的应用加快了该项目实施进程，对于降低修复工程的邻避效应风险和二次污染风险发挥了重要作用。研究成果和应用案例可为今后国内其他同类项目提供经验借鉴和技术参考。