組合修復(fù)技術(shù)在典型農(nóng)藥場(chǎng)地中的應(yīng)用分析

趙申

摘 要：以某農(nóng)藥場(chǎng)地為例，介紹組合修復(fù)技術(shù)在大型有機(jī)污染場(chǎng)地中的應(yīng)用。工程主要污染物為多環(huán)芳烴和農(nóng)藥類污染物，宜采用原位化學(xué)氧化法、原位熱脫附法以及異位熱脫附法進(jìn)行修復(fù)處理。基坑處理后通過第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)污染土壤和地下水進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示達(dá)到了驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，可供類似工程施工參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)藥污染;組合修復(fù)技術(shù);原位熱脫附;異位熱脫附;異味治理

中圖分類號(hào)：X592 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）19-0130-03

Abstract： Taking a pesticide site as an example， this article introduces the application of combined remediation technology in large-scale organic contaminated sites. The pollutants in this project are polycyclic aromatic hydrocarbons and pesticides， and in-situ chemical oxidation， in-situ thermal desorption， and ex-situ thermal desorption are used. After the foundation pit is processed， the contaminated soil and groundwater will be tested by a third-party testing agency， and the acceptance criteria will be met， which can be used as a reference for the construction of similar projects.

Keywords： pesticide pollution;combined remediation technology;in-situ thermal desorption;ex-situ thermal desorption;odor control

1 工程概況

工程修復(fù)對(duì)象包括污染土壤、地下水和場(chǎng)地內(nèi)異味。其中：污染土壤約為90 000 m3，按深度分為3層，即0～2 m、2～4 m、4.0～16.5 m;地下水修復(fù)工程量約為95 000 m3，按深度劃分為3種，即5 m、8 m、20 m;異味修復(fù)工程量約0.28 m3，深度0～4 m。本工程土壤和地下水的修復(fù)目標(biāo)見表1和表2，異味處置區(qū)修復(fù)目標(biāo)是做到無色無味。

2 修復(fù)技術(shù)介紹

工程采取多種技術(shù)組合的修復(fù)方式。污染源區(qū)深度達(dá)7.5 m，開挖難度大，修復(fù)應(yīng)采用原位熱脫附技術(shù);原地異位間接熱脫附技術(shù)應(yīng)用于0～4 m深的污染土壤;2.0～16.5 m深的輕污染土壤和地下水采用高壓旋噴注射化學(xué)氧化技術(shù)，而異味處置區(qū)采用原位氧化技術(shù)，藥劑選用濃度不低于3%的過氧化氫，以高壓旋噴的方式注入藥劑。

2.1 原位熱脫附機(jī)理

工程采用的原位燃?xì)鉄崦摳郊夹g(shù)是一種基于氣體燃燒的傳熱導(dǎo)熱解吸技術(shù)[1]。燃?xì)鉄崦摳较到y(tǒng)的燃燒頭通過天然氣的燃燒為加熱井提供熱量，加熱井再通過熱傳導(dǎo)的方式加熱周圍土壤和地下水。由于不同類型的土壤熱傳導(dǎo)率差異較小，土壤中的熱傳導(dǎo)過程相對(duì)穩(wěn)定，因此可以通過計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測(cè)土壤的升溫過程，從而實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)和操作的最優(yōu)化。

原位燃?xì)鉄崦摳焦に囋砣鐖D1所示。在燃燒器中燃燒天然氣或液化石油氣，產(chǎn)生高溫氣體。將高溫氣體注入單個(gè)加熱井中，使其在井內(nèi)往返流動(dòng)。高溫氣體間接加熱土壤，通過熱傳導(dǎo)方式加熱目標(biāo)修復(fù)區(qū)域，使得土壤溫度升高到目標(biāo)溫度。當(dāng)土壤溫度升高時(shí)，土壤中的污染物能夠從土壤中迅速解吸并分離出來，形成含污染物的蒸汽并部分進(jìn)入水體。同時(shí)，用雙相抽提系統(tǒng)（Dual-Phase Extraction，DPE）和氣相抽提系統(tǒng)（Soil Vapor Extraction，SVE）將污染物蒸汽抽提至地表，然后進(jìn)行水汽分離，并進(jìn)一步處理含有污染物的水和氣，待達(dá)標(biāo)后排放。

2.2 異位熱脫附機(jī)理

熱脫附主要通過間接或直接熱交換的方式加熱有機(jī)污染物和污染介質(zhì)[2]。溫度在150～550 ℃時(shí)，污染介質(zhì)中的有機(jī)污染物能夠被有效分離或揮發(fā)。間接熱脫附技術(shù)是一種物理分離過程，不會(huì)使污染物發(fā)生氧化和降解反應(yīng)，是該工程應(yīng)用的主要技術(shù)類型[3]。它和傳統(tǒng)焚燒器的最大區(qū)別是沒有因直接接觸火焰而引起燃燒現(xiàn)象，因此產(chǎn)生有害廢氣或向環(huán)境中排放有害氣體的可能性非常小。

2.3 原位高壓旋噴化學(xué)氧化機(jī)理

原位高壓旋噴注射修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于污染場(chǎng)地修復(fù)[4]，主要是用帶有特殊噴嘴的注漿管（鉆桿）通過鉆孔進(jìn)入土層的預(yù)定深度，然后噴出配制好的藥劑。帶噴嘴的注漿管在噴射的同時(shí)向上提升，產(chǎn)生的高壓液流會(huì)對(duì)土體進(jìn)行切割攪拌，使氧化藥劑與污染土壤充分混合。注入完成后，藥劑溶液進(jìn)一步在含水層中遷移、擴(kuò)散。最終的藥劑擴(kuò)散半徑與土壤滲透性和工期有關(guān)。

3 工程實(shí)施

3.1 主要施工工藝部署

主要施工工藝主要包括4個(gè)方面。第一，原位化學(xué)氧化施工。該工程場(chǎng)地最深修復(fù)深度為16.5 m，土質(zhì)主要為黏土、淤泥質(zhì)黏土以及粉砂，厚度約4 m，黏土滲透系數(shù)為10-8～10-7 cm/s。綜合考慮，原位氧化方法采用15～20 MPa的高壓旋噴注射技術(shù)。第二，治理氧化藥劑的選擇。氧化注射藥劑選擇堿活化過硫酸鈉，異味管控區(qū)藥劑選用過氧化氫。第三，土壤原地異位間接熱脫附。土壤采用原位和異位間接熱脫附技術(shù)。第四，土壤原位熱脫附。土壤原位熱脫附采用原位燃?xì)鉄崦摳焦に嚒?/p>

3.2 原位燃?xì)鉄崦摳绞┕で闆r

結(jié)合熱脫附工藝原理，主要安裝的系統(tǒng)具體包括燃?xì)鉄崦摳较到y(tǒng)、配套系統(tǒng)、加熱和抽提系統(tǒng)等。它的主要運(yùn)行參數(shù)見表3。

3.3 原地異位熱脫附施工情況

項(xiàng)目中使用目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的異位間接熱脫附設(shè)備——TPS2-3EC（SL）型設(shè)備。如圖1所示，該熱脫附設(shè)備由進(jìn)料系統(tǒng)、加熱脫附系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)以及水處理系統(tǒng)等部分組成，其中加熱脫附系統(tǒng)是核心部分。加熱脫附系統(tǒng)主要由燃燒室和萃?。ㄌ崛。┦覙?gòu)成?；鹧嬖谌紵覂?nèi)燃燒，通過加熱萃取（提?。┦业耐獗谑馆腿∈覂?nèi)污染土壤的溫度升高。土壤被加熱時(shí)，污染物蒸發(fā)并變成空氣蒸汽流的一部分，從解吸塔流向冷卻系統(tǒng)。

從解吸塔中流出的氣體通常經(jīng)過冷凝系統(tǒng)的處理后分成氣液兩部分。其中：液體部分經(jīng)壓泥脫水后，形成廢水和污泥兩部分;廢水經(jīng)水處理系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后，中水回用;干化的污泥收集后隨污染土壤進(jìn)入萃取室進(jìn)行熱脫附處理。廢氣經(jīng)廢氣處理系統(tǒng)處理后，重新送入燃燒器內(nèi)燃燒。

3.4 土壤、地下水、異味管控區(qū)原位化學(xué)氧化施工

設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前，先確定注射點(diǎn)位和注射壓強(qiáng)。根據(jù)注射點(diǎn)位定孔，鉆機(jī)就位后進(jìn)行鉆進(jìn)。成孔后下藥劑噴射管開始噴射藥劑，并緩慢提鉆。噴射結(jié)束后，沖洗機(jī)具，移動(dòng)至下一點(diǎn)位繼續(xù)作業(yè)。

3.5 效果評(píng)估情況

3.5.1 污染土壤清挖效果的監(jiān)測(cè)。根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，監(jiān)測(cè)深基坑周圍和底部界面，并結(jié)合深基坑周長(zhǎng)確定采樣點(diǎn)的數(shù)量。如果存在大于1 m的修補(bǔ)深度，則需要針對(duì)側(cè)壁開展垂直分層取樣工作。不同層的采樣點(diǎn)需要保證其垂直距離大于1 m，可結(jié)合土壤的顏色、異常氣味以及現(xiàn)場(chǎng)污染狀況進(jìn)行采樣點(diǎn)設(shè)置。針對(duì)區(qū)域污染超標(biāo)的情況，需要結(jié)合具體檢測(cè)結(jié)果，明確二次開挖邊界。在完成二次開挖后繼續(xù)開展監(jiān)測(cè)工作，保證開挖達(dá)標(biāo)。

3.5.2 污染場(chǎng)地修復(fù)工程驗(yàn)收監(jiān)測(cè)。該工程對(duì)土壤與地下水的竣工評(píng)價(jià)測(cè)試進(jìn)行24次檢測(cè)，共收集542份樣品和120個(gè)平行樣品，采集的樣品數(shù)量和平行樣品數(shù)量符合驗(yàn)收要求。

4 二次污染防治措施

4.1 廢水污染控制技術(shù)措施

借助現(xiàn)場(chǎng)原位熱脫附廢水處理系統(tǒng)對(duì)原位熱脫附出現(xiàn)的廢水進(jìn)行有效處理后，排入市政管網(wǎng)。原地異位間接熱脫附過程中產(chǎn)生的廢水，經(jīng)過異位熱脫附設(shè)備自帶的廢水處置系統(tǒng)處置達(dá)標(biāo)后排入市政管網(wǎng)。污染土壤挖掘產(chǎn)生的廢水，經(jīng)過混凝沉淀+氧化氣浮工藝處置達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)后排入市政管網(wǎng)。對(duì)施工場(chǎng)地清表、挖土過程中產(chǎn)生的大量建筑垃圾進(jìn)行沖洗，沖洗廢水處理達(dá)標(biāo)后才能排放。

4.2 異味防治及廢氣污染控制技術(shù)措施

4.2.1 污染土壤挖掘過程中的異味防治。該工程嚴(yán)格按照分區(qū)分層開挖、及時(shí)覆蓋、噴灑隔氣泡沫抑制劑以及密閉儲(chǔ)存污染土的原則，控制污染土的開挖。

4.2.2 原位熱脫附過程中的異味防治。借助活性炭吸附和高位燃燒分解工藝，對(duì)原位熱脫附過程出現(xiàn)的廢氣進(jìn)行有效處理后排放。

4.2.3 預(yù)處理過程中的廢氣治理。防止土壤中的揮發(fā)性廢氣無組織排放，建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)大棚（長(zhǎng)70 m，寬30 m，高8 m）進(jìn)行土壤堆存和土壤預(yù)處理。鋼結(jié)構(gòu)大棚對(duì)廢氣進(jìn)行負(fù)壓收集，除塵后使用活性炭吸附。

4.2.4 原地異位間接熱脫附過程中的廢氣治理。工程原地異位間接熱脫附過程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過冷凝處理后送至燃燒室進(jìn)行燃燒。有機(jī)污染物在此過程中被完全分解，最后通過煙囪排放[5]。

4.2.5 氧化施工過程中的異味防治方法?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行PID監(jiān)控，及時(shí)噴灑泡沫抑制劑和除臭劑。氣味強(qiáng)烈時(shí)應(yīng)降低注射壓強(qiáng)，并增加攪拌次數(shù)。現(xiàn)場(chǎng)工作人員須穿勞動(dòng)防護(hù)服，帶防護(hù)眼罩。

5 結(jié)語

項(xiàng)目采用原位化學(xué)氧化、原位燃?xì)鉄崦摳揭约爱愇婚g接熱脫附的組合技術(shù)作為治理修復(fù)技術(shù)，成功修復(fù)污染土壤約90 000 m3、污染地下水約95 000 m3和異味土約2 800 m3，且修復(fù)成果目前已通過第三方檢測(cè)單位驗(yàn)收。該工程應(yīng)用原位化學(xué)氧化技術(shù)修復(fù)異味土壤，原位燃?xì)鉄崦摳郊夹g(shù)修復(fù)深層有機(jī)污染土壤，為農(nóng)藥類污染場(chǎng)地治理修復(fù)提供了更多選擇。

參考文獻(xiàn)：

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3918500338231