車間拆除及場地土壤治理與地下水修復工程項目技術方案工程方案和設備方案

車間拆除及場地土壤治理與地下水修復工程項目技術方案工程方案和設備方案技術方案鉻污染土壤治理有關技術方案國外采用不同的修復技術已經(jīng)處理了大量重金屬污染土壤，但每種修復技術都有其優(yōu)點和局限性，分別適用于不同的污染場地，在此對幾種成熟修復技術進行比較，得出經(jīng)濟適用的處置方法。目前，重金屬污染土壤修復技術主要有：固化/穩(wěn)定化技術、清洗技術、封閉技術、植物修復技術、電動修復技術等。電動修復目前還處于實驗室研究，工程應用較少，該技術較適合土壤性質(zhì)單一、土層結構簡單的情況。目前國外工程化應用較多的是固化/穩(wěn)定化技術、植物修復技術、異位洗滌技術、原位淋洗技術和封閉技術。1、固化/穩(wěn)定化修復技術固化/穩(wěn)定化技術通過將污染土壤和硫化物、亞鐵鹽等還原劑及粉煤灰、水泥、石膏等固化/穩(wěn)定化藥劑混合，通過化學還原和重金屬絡合等作用將重金屬固定在混合體內(nèi)，降低重金屬的釋放，達到污染土壤的無害化處理。固化/穩(wěn)定化技術工藝簡單，可利用現(xiàn)有的工程設備，處理成本較低。但該技術主要存在如下一些不足：（1）增容比大，按照土壤：藥劑=1：1的比例估算，污染土壤處置后形成混合物的體積增大1倍；（2）固化/穩(wěn)定化后的混合體需要進行安全處置，且對混合體需要后期長期的監(jiān)測和跟蹤。國際上，固化/穩(wěn)定化技術一般是作為填埋技術的預處理技術，很少單獨使用。固化/穩(wěn)定化技術較適用于作為處置量較小、危害性很大的危險廢物填埋處置的預處理。2、植物修復技術植物修復技術是指利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發(fā)、和轉化、降解的作用機制來清除環(huán)境中污染物質(zhì)。植物修復技術的優(yōu)點主要在于不需要進行大量土方工程，處理成本較低；并可以在大面積污染土壤上使用。但是，植物修復技術也存在明顯的限制因素，修復的深度有限，僅限于表層土壤的修復，20cm以下修復效果不好；此外，植物生長周期較長，難以滿足快速修復污染土壤的需求。植物修復技術較適合污染面積廣、污染深度淺、治理周期長的情況，特別適合大面積的農(nóng)田污染情況，不太適合于企業(yè)關閉/搬遷遺留場地。3、土壤異位洗滌技術土壤清洗技術系統(tǒng)由一系列物理操作單元和化學過程組成。首先，將污染土壤挖掘出來，進行物理篩分，分成不同的顆粒級別；然后分別用水或溶于水的化學試劑來清洗，去除污染物；再處理含有污染物的廢水或廢液；最后將潔凈的土壤回填或運到其他地點。通常來看，土壤異位洗滌技術更適用于如下三種情況：（1）污染物集中于大粒級上的污染土壤；（2）滲透性較好的砂性污染土壤，一般來講，如果要修復土壤中的黏土粒達到25-30%時，則不應該考慮采用這一技術；（3）水溶性強、或通過絡合劑能夠易釋放的污染物的治理，如重金屬、放射性元素以及許多有機污染物，包括石油類碳氫化合物、易揮發(fā)有機物、PCBs以及PAHs等，清洗液可以是水或加入其他的試劑，如酸、堿洗潔劑和絡合劑等。4、土壤原位淋洗技術土壤原位淋洗技術是指借助能促進土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移作用的溶劑，通過水力壓頭推動清洗液，將其注入到被污染的土層中，然后把包含有污染物的液體從地下水中抽提出來，進行處理和分離的技術。清洗液可以是清水、也可以是含有化學助劑的溶液。它可以循環(huán)再生或多次注入地下水來去除剩余的污染物。土壤原位淋洗修復技術的影響因素主要有：（1）場地工程地質(zhì)條件，土壤淋洗技術適用于多孔性、易滲透的土壤，同時，土壤中有機質(zhì)含量、陽離子交換容量也會影響淋洗效果，水力傳導系數(shù)大于10-4cm/s的土壤，可推薦采用該技術。（2）場地水文地質(zhì)條件，場地的地下水流場慢、易于控制污染擴散，不存在污染泄漏的情況。（3）污染物類型及賦存狀態(tài)，一般水溶態(tài)含量高的污染物更適合采用原位淋洗技術。（4）清洗劑類型，原位淋洗技術最好的淋洗藥劑是水，若采用化學藥劑，需要重點考慮藥劑的環(huán)境安全性，是否會產(chǎn)生二次污染。5、封閉技術封閉技術是采用物理墻技術將污染土壤的范圍與周圍的未污染土壤分隔開來，防止污染物的擴散的一種技術，適合于低毒和低遷移性的污染物的治理。這種方法的優(yōu)點是簡單，快速且費用低，能治理大塊的污染土地。但這只是一種暫時的措施，而不是根本意義上的“修復”技術。要最終消除污染，需要采取其他的處置方法。幾種常用技術的優(yōu)缺點歸納如表51所示。目前清洗法和植物修復法的工程應用較為廣泛。表STYLEREF1\s5SEQ表\*ARABIC\s11 鉻污染土壤修復技術優(yōu)缺點匯總比較技術固化/穩(wěn)定化植物修復異位洗滌原位淋洗封閉技術優(yōu)勢處置時間短技術成熟成本低二次污染小適用大面積根本去除根本去除處置時間短修復后土壤回填工程量小根本去除土方量小快速且費用低不足未能根本去除六價鉻；增容比大固化體的去向問題固化體長期環(huán)境安全性處置時間長淺層修復污染物濃度低需要進行廢水處理處置時間長地下水污染控制無法從根本上進行修復治理現(xiàn)狀危險廢物填埋預處理常用技術有工程應用有工程應用國外工程應用廣泛發(fā)展?jié)摿Υ髧庥泄こ虘冒l(fā)展?jié)摿Υ蠊こ虘迷絹碓缴巽t污染地下水處理技術方案1、抽提－處理－回灌修復技術抽提－處理－回灌技術通過抽取污染帶地下水，在地面進行化學處理，處理達標后回灌到上游和下游的方法，是最早出現(xiàn)的地下水污染治理技術。自20世紀80年代開展地下水污染修復至今，地下水污染治理仍以該技術為主，該技術適合處理地下水埋設深，污染嚴重的地下水；它具有能永久的去除污染物，處理周期短等特點。但是，該技術的難點是需要通過對地下水流場的控制來達到防止污染擴散的目的。此外，由于需要建設地面水處理系統(tǒng)，投入較大，特別適合地面有配套的設施的場地。2、滲透反應格柵技術滲透反應格柵技術（PermeableReactiveBarrier，簡稱PRB）是一種地下水污染的原位修復技術。PRB是一個填充有活性反應介質(zhì)（如鐵屑等）的被動反應區(qū)，當被污染的地下水靠自然水力傳輸通過預先設計鋪設好的介質(zhì)時，水中溶解的有機物、金屬、核素等污染物被降解、沉淀、吸附等方式去除。技術示意圖見圖51。該技術是目前成熟的原位修復技術，修復成本較低，二次污染??；但比較適用于比較淺的含水層（小于50英尺），因此，污染區(qū)必須要進行詳細的勘測和描繪，比如污染深度，地下水位、斷層情況等。同時，地下水污染物濃度較高時，反應墻易失效，因此，該技術更適合于污染程度較輕的情況。此外，還需注意一點，反應墻的滲透系數(shù)等特性與土壤不同，構建反應墻會改變地下水的流場，很可能造成污染的擴散。因此，對于地下水流場的模擬控制需要進行詳細的研究。圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s11 滲透反應格柵技術示意圖3、注射活性物質(zhì)固定技術該技術通過在污染區(qū)域的特定位置注射還原劑或溶液，使其與污染物反應。將污染物降解或解毒后固定在土壤中，主要適用于低滲透性的區(qū)域。該技術不用進行土壤的挖掘；安裝和操作相當便宜；污染物質(zhì)的人類暴露概率很低；污染深度很深的區(qū)域也能夠達到處理。該技術最主要需要關注的是，注射的活性物質(zhì)必須是環(huán)境安全的，不能引起二次污染問題；對于重金屬污染，該技術實際沒有得到去除，只是改變了重金屬的附存狀態(tài)。三種常用技術的優(yōu)缺點歸納如表52所示。表STYLEREF1\s5SEQ表\*ARABIC\s12 含鉻地下水治理技術優(yōu)缺點匯總比較技術抽提-處理-回灌滲透反應格柵注射活性物質(zhì)優(yōu)勢處置時間短技術成熟根本去除費用低工程量小費用低不足需要配套含鉻廢水處理系統(tǒng)對地下水流場的控制技術反應墻易失效，適合污染較輕地下水治理不能根本去除活性物質(zhì)的環(huán)境安全性現(xiàn)狀國外有工程應用國外工程應用廣泛國外有工程應用本項目技術方案本項目在以上技術治理方法中，確定采用封閉技術和原位修復技術相結合，來治理地下輕度污染土壤和地下水，建筑污染物進行污染重輕度進行分類處置，重度污染建筑物經(jīng)破碎后利用450噸/天濕法解毒裝置進行治理，輕度污染建筑物（比如混凝栓、地坪等）利用溶液及水噴淋裝置進行解毒處置，污染土壤直接濕法解毒，地下水利用含鉻廢水處理車間進行治理，處理后合格廢水進入濕法解毒系統(tǒng)進行打漿循環(huán)利用。1、高濃度污染土壤治理方案具體方案如下：篩分→打漿→板式壓濾脫水（濾液作為生產(chǎn)氫氧化鉻母液輸送到鉻資源回收車間）→濾餅打漿→二次水溶性六價鉻溶出）→加入還原劑和穩(wěn)定劑將殘留在渣中的鉻化合物進行固化→反應后料漿脫水→濾餅送入解毒后土壤堆放場經(jīng)檢驗合格后，一是對加入改良劑進行改良，改良好的土壤回填；二是對剩余解毒土壤用于建材或填埋，濾液輸送至一次打漿系統(tǒng)，作為打漿水，循環(huán)利用。污染土在pH8左右，粒度：篩分Φ>20mm浸泡洗滌，20mm以下進入打漿還原工序，全生產(chǎn)過程在常壓條件下運行。濕式球磨的物料在中溫下進行，其它均在常溫下進行，工藝技術解毒徹底，解毒后濾餅浸出六價鉻為1mg/L，總鉻為3mg/L。檢測結果表明：該解毒工藝技術解毒徹底，無二次污染，完全符合中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標準《鉻渣污染治理環(huán)境保護技術規(guī)范》（HJ/T301-2007）和相關法律法規(guī)等要求。濾餅打漿鉻酸霧凈化裝置反應罐解毒后堆放場待用濾液送入廢水處理車間板式脫水達標排放濾餅打漿鉻酸霧凈化裝置反應罐解毒后堆放場待用濾液送入廢水處理車間板式脫水達標排放改良回填或送入生活垃圾場達標返土壤打漿（1）含鉻污染土著人環(huán)境污染渣篩分打漿（1）板式脫水加藥濾液去鉻資源回收車間圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s12 淺層高（中）濃度鉻污染土壤修復工藝流程圖2、還原與固化原理（1）六價鉻的還原解毒（2）水溶性三價鉻的沉淀3、深層低濃度鉻污染土壤和受污染地下水處理方案如果采取常用的原位淋洗方法，把這兩種污染物由固相轉移到液相（地下水中），對地下水進行處理，這樣一來，在加大地下水處理成本的同時，因大量用水淋洗，破壞深層土壤與地下水原生地質(zhì)結構和土壤與地下水中原著生物特種的傷害，一是導致土壤滲透性、孔隙度變小，密實度變大；二是出現(xiàn)塌陷區(qū)，地下水隔離層也會出現(xiàn)類似問題；三是部分還原劑進入地下水，同六價鉻反應后生成固體物破壞地下水等原生構造。經(jīng)分析，采取深層土壤與地下水鉻污染物同步還原處理方式，可降低和減輕對土壤和地下水構造和生物的破壞。①原理：深層污染土壤與地下水中主要含鉻污染物為水溶性六價鉻和極少量水溶性三價鉻，六價鉻親水性強，通過毛細作用，進入地下水。充分利用這種特性，采取分段降解。因生產(chǎn)區(qū)內(nèi)地下水分布不均勻，采用注射活性物質(zhì)固定技術，在項目治理區(qū)域深層土壤進行網(wǎng)狀布點打井，將井中的污染水抽取輸送至含鉻廢水處理車間進行處理，對地下水分時段抽取，高濃度送至鉻資源回收車間，生產(chǎn)氫氧化鉻，低濃度加入還原劑處理達標。井中水位抽到最低可能深度后注射還原劑或溶液，使其與污染物反應。將污染物降解或解毒后固定在土壤中，②工藝流程框圖圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s13達標后回填注射還原劑或溶液抽取地下水含鉻廢水處理車間含鉻地下水井中剩余地下水 深層低濃度鉻污染土壤與地下水修復工藝流程框圖達標后回填注射還原劑或溶液抽取地下水含鉻廢水處理車間含鉻地下水井中剩余地下水工程方案本項目鉻污染土壤和地下水的總量可參見勘察報告數(shù)據(jù)計算。本次修復工程主要包括：建筑物和設備拆除、受污染土壤挖掘、受污染土壤異位解毒處理、受污染地下水解毒處理、輕度污染土壤及地下水原位修復等。1、建筑物和設備拆除進行土壤和地下水修復之前，首先需要將廠區(qū)建構筑物、設備、地坪等清理干凈，將清除的建筑物和地坪等進行分類，對輕度污染混凝栓及地坪進行還原劑溶液洗滌解毒，對污染嚴重的混凝栓及地坪經(jīng)過破碎后，采用重度污染土壤解毒生產(chǎn)線進行處理，受污染的設備可采用溶液噴淋、水噴淋的方式進行處理。處理完畢后，建筑物和地坪等建筑垃圾暫時堆存，設備等可以外賣回收利用。2、受污染土壤挖掘根據(jù)污染土壤的輕重程度及省化工有限公司80000立方土壤污染區(qū)及地下水生產(chǎn)廠區(qū)勘察報告（編號：281117-kj）分區(qū)開展挖掘工作，挖掘出的土壤就近堆存，分別取樣分析、檢測，確定后續(xù)藥劑的投加量。挖掘出的土壤做好覆蓋防護工作，避免降雨、大風等惡劣天氣造成二次污染。3、鉻污染土壤修復利用公司已建成的日處理450t/d還原解毒處置線相應配套設施。生產(chǎn)線的處理能力合計約20噸/小時，還原劑（硫酸亞鐵和硫化堿）的用量按照20%過量，酸化劑按照污染土量的30%投加。污染土壤經(jīng)還原解毒后進行脫水處理，脫水土壤送入暫存場所臨時堆存，得到的水中含有還原劑，直接噴淋至受污染土壤挖掘場地中。鉻污染土壤修復工程的水平衡和物料平衡圖參見圖54：圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s14 污染土解毒物料平衡圖（噸/小時）4、地下水修復采用注射活性物質(zhì)固定技術，在項目治理區(qū)域深層土壤進行網(wǎng)狀布點打井，將井中的污染水抽取輸送至含鉻廢水處理車間進行處理，對地下水分時段抽取，高濃度送至鉻資源回收車間，生產(chǎn)氫氧化鉻，低濃度加入還原劑處理達標。井中水位抽到最低可能深度后注射還原劑或溶液，使其與污染物反應，將污染物降解或解毒后固定在土壤中。設備方案1、設備選擇原則①滿足工藝的要求及處置規(guī)模要求。②通過維修檢修使設備節(jié)能、環(huán)保、高效的運轉。2、主要設備本項目的主要生產(chǎn)設備是利用已建成的450噸/天濕法鉻渣解毒生產(chǎn)線設施經(jīng)過檢修來完成治理工作。具體參見表55：表STYL