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异位化学氧化/还原技术

所属领域: 土壤污染防治 > 工业场地 [匹配需求]
地      区: 中国
成  熟 度: 推广阶段
关  键 词: 土壤修复 工业场地 氧化还原
合作方式:
信息来源: 污染场地修复技术目录(第1批,2014-10)
技术持有方: 北京建工环境修复股份有限公司
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基本信息

技术概述

向污染土壤添加氧化剂或还原剂,通过氧化或还原作用,使土壤中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。常见的氧化剂包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧。常见的还原剂包括连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、多硫化钙、二价铁、零价铁等

适用范围
适用于污染土壤。其中,化学氧化可处理石油烃、BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、酚类、MTBE(甲基叔丁基醚)、含氯有机溶剂、多环芳烃、农药等大部分有机物;化学还原可处理重金属类(如六价铬)和氯代有机物等。
鉴定评估
已纳入“污染场地修复技术目录(第1批,2014-10)”
应用案例

案例名称:江苏某钢铁厂污染土壤修复工程

案例概述:该企业始建于1958 年,是特殊钢生产基地,场地南侧为焦化厂,场地污染区块主要靠近焦化厂附近,主要污染物为多环芳烃类。其中苯并(a)芘、萘、二苯并(a,h)蒽的修复目标值为1.56mg/kg、2.93 mg/kg、1.56 mg/kg。施工工期100 日历天。修复后场地用于居住用地。

案例名称:北方某化工厂原厂址场地修复工程

案例概述:该场地位于中国北方,曾经用于化工工业生产活动场地。该场地面积约为1平方公里,规划用于住宅再开发用途,因此对修复技术的要求更加严苛,要求修复过程不会产生二次污染现象,同时对周边环境的影响也要降到最低。场地地下水被含氯有机物质污染,主要污染物包括1,2-二氯甲烷(1,2-DCA),氯乙烯(VC)和氯仿(CF)。 该项目中试实施区域为10×10m区域,地下9m厚的饱和含水层(9-18m),地质构成主要包括四层,分别是0-2.5m表层土,2.5-5.5m埋深砂土层,5.5-6.6m深的黏土层和6.6-18m深的中细沙土层。地下水埋深为6.5-9m深。通过高压注射装置注射EHC药剂,共9个注射点7200Kg的EHC泥浆被注入到地下。在药剂投加比为0.5%的情况下,经过10个月修复时间,三处观测井中地下水的1,2-DCA,1,1-DCA和氯仿的分解率分别在99.9%, 86.7%和98.8%以上,处理效果显著。

案例名称:华东某厂区内氯代有机溶剂污染地下水修复工程

案例概述:该项目为华东某生产中工业场地,因工业活动,厂区内地下水受氯代有机溶剂污染,主要污染物为1,1,1-三氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,1-二氯乙烯、氯乙烯。该场地目标修复区域共7万方,修复深度达地下8米,计划分为若干区域依次修复,该项目与其他修复项目最大的区别在于该修复工程的进行是在在产企业厂区内进行的,所有生产活动都没有受到影响。为了减少对厂区内打扰,使用GeoProbe以网格状布点,直推注射EHC药剂,修复后的目标污染物均能达到修复目标,且1,1,1-TCA及1,1-DCA在3个月内降低了3-4个数量级,以极佳的效果完成了场地修复。上海环科院凭借该项目申请国家科技部科技进步奖,取得了科技进步二等奖的优异成绩。同时,由于该项目是国内第一例完成的在产企业厂区内污染地下水的原位修复项目,其极佳的修复效果及示范意义得到国内诸多知名专家的推崇,在国内外很多重要会议中均以经典案例被引用。

技术详情

原理:向污染土壤添加氧化剂或还原剂,通过氧化或还原作用,使土壤中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。常见的氧化剂包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧。常见的还原剂包括连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、多硫化钙、二价铁、零价铁等。

系统构成和主要设备:修复系统包括土壤预处理系统、药剂混合系统和防渗系统等。其中:(1)预处理系统。对开挖出的污染土壤进行破碎、筛分或添加土壤改良剂等。该系统设备包括破碎筛分铲斗、挖掘机、推土机等。(2)药剂混合系统。将污染土壤与药剂进行充分混合搅拌,按照设备的搅拌混合方式,可分为两种类型:采用内搅拌设备,即设备带有搅拌混合腔体,污染土壤和药剂在设备内部混合均匀;采用外搅拌设备,即设备搅拌头外置,需要设置反应池或反应场,污染土壤和药剂在反应池或反应场内通过搅拌设备混合均匀。该系统设备包括行走式土壤改良机、浅层土壤搅拌机等。(3)防渗系统为反应池或是具有抗渗能力的反应场,能够防止外渗,并且能够防止搅拌设备对其损坏,通常做法有两种,一种采用抗渗混凝土结构,一种是采用防渗膜结构加保护层。

关键技术参数:影响异位化学氧化/还原技术修复效果的关键技术参数包括:污染物的性质、浓度、药剂投加比、土壤渗透性、土壤活性还原性物质总量或土壤氧化剂耗量(SoilOxidant Demand, SOD)、氧化还原电位、pH、含水率和其它土壤地质化学条件。

(1)土壤活性还原性物质总量:氧化反应中,向污染土壤中投加氧化药剂,除考虑土

壤中还原性污染物浓度外,还应兼顾土壤活性还原性物质总量的本底值,将能消耗氧化药剂的所有还原性物质量加和后计算氧化药剂投加量。

(2)药剂投加比:根据修复药剂与目标污染物反应的化学反应方程式计算理论药剂投加比,并根据实验结果予以校正。

(3)氧化还原电位:对于异位化学还原修复,氧化还原电位一般在-100 mV 以下,并可通过补充投加药剂、改变土壤含水率、改变土壤与空气接触面积等方式进行调节。

(4)pH:根据土壤初始pH 条件和药剂特性,有针对性的调节土壤pH,一般pH 范围4.0~9.0。常用的调节方法如加入硫酸亚铁、硫磺粉、熟石灰、草木灰及缓冲盐类等。

(5)含水率:对于异位化学氧化/还原反应,土壤含水率宜控制在土壤饱和持水能力的90%以上。


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