《多環(huán)芳烴污染土壤泥漿生物反應(yīng)器智能裝備集成技術(shù)指南》

ICS13.020.40

CCSZ05

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ACEF□□□－20□□

多環(huán)芳烴污染土壤泥漿生物反應(yīng)器智能

裝備集成技術(shù)指南

Technicalguidelinesforintelligentequipmentintegrationofslurrybioreactorsin

polycyclicaromatichydrocarbonscontaminatedsoil

（征求意見稿）

20□□-□□-□□發(fā)布20□□-□□-□□實(shí)施

中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)發(fā)布

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多環(huán)芳烴污染土壤泥漿生物反應(yīng)器智能

裝備集成技術(shù)指南

1范圍

本文件提出了多環(huán)芳烴污染土壤泥漿生物反應(yīng)器智能裝備集成技術(shù)的通用原則、裝備集

成、智能控制、設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)等技術(shù)指導(dǎo)內(nèi)容。

本文件適用于多環(huán)芳烴污染土壤泥漿生物反應(yīng)器修復(fù)工程的裝備設(shè)計(jì)、集成、智能控制、

運(yùn)行和維護(hù)等。其他有機(jī)污染土壤泥漿生物反應(yīng)器裝備的集成技術(shù)相關(guān)工作也可參照本文件

執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

GB8978污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)

GB12348工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)

GB16297大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)

GB36600土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）

HJ25.5污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控與土壤修復(fù)效果評估技術(shù)導(dǎo)則（試行）

HJ682建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)術(shù)語

T/ACEF111焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復(fù)智能監(jiān)測預(yù)警技術(shù)指南

T/ACEF112焦化污染土壤多環(huán)芳烴生物修復(fù)智能監(jiān)測設(shè)備配置技術(shù)指南

3術(shù)語和定義

HJ682界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1泥漿生物反應(yīng)器slurrybioreactors

指將污染土壤轉(zhuǎn)移至反應(yīng)器內(nèi)，加水混合成泥漿，接種適宜濃度的特定微生物，調(diào)節(jié)適

宜的pH、溫度，并提供溶解氧、營養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑等，通過混勻使微生物與污染物充

分接觸，進(jìn)而加速污染物降解的專用設(shè)備，包括反應(yīng)器主體單元及智能曝氣、藥劑自動(dòng)投加

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等輔助單元。

3.2裝備集成equipmentsintegration

指采用智能控制技術(shù)將關(guān)聯(lián)的造漿單元、氧化單元、泥漿生物反應(yīng)器單元、脫水單元等

機(jī)械設(shè)備、輔助儀器儀表和自動(dòng)控制單元等進(jìn)行集成。

4通用原則

4.1針對性原則：需綜合考慮污染場地目標(biāo)污染物多環(huán)芳烴的組分和濃度、土壤理化性質(zhì)及

當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯纫蛩亍?/p>

4.2達(dá)標(biāo)性原則：需對泥漿生物反應(yīng)器智能裝備使用過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水參照GB16297

和GB8978執(zhí)行，若有地方標(biāo)準(zhǔn)按當(dāng)?shù)氐胤綐?biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。粗顆粒土壤、修復(fù)后的泥餅參照GB

36600和HJ25.5執(zhí)行。

4.3高效性原則：需根據(jù)修復(fù)工程的規(guī)模、工期、成本等因素合理選擇泥漿生物反應(yīng)器單體

規(guī)格和數(shù)量。

5裝備集成

5.1造漿單元集成

5.1.1造漿單元模塊構(gòu)成

主要包括解泥設(shè)備、篩分設(shè)備和混合設(shè)備等。解泥設(shè)備的長徑比不宜小于3:1，篩分設(shè)

備的篩板孔徑不宜大于1mm，混合設(shè)備的攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速不宜低于50r/min。

5.1.2造漿單元設(shè)備布局

解泥設(shè)備模塊與篩分設(shè)備模塊、篩分設(shè)備模塊與混合設(shè)備模塊分別呈上下結(jié)構(gòu)，模塊之

間通過滑槽連接。造漿單元中的混合設(shè)備模塊通過管路與氧化單元連接。

5.1.3造漿單元輔助儀器儀表

設(shè)置重力傳感器、流量計(jì)和壓力變速器等，用于控制進(jìn)料量和泥漿量。

5.2氧化單元集成

5.2.1氧化單元模塊構(gòu)成

主要包括自動(dòng)加藥設(shè)備和氧化反應(yīng)設(shè)備，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速不宜低于50r/min。

5.2.2氧化單元設(shè)備布局

自動(dòng)加藥設(shè)備模塊與氧化反應(yīng)設(shè)備模塊呈左右結(jié)構(gòu)，模塊之間通過泵連接。氧化單元中

的氧化反應(yīng)設(shè)備模塊通過泵組及其管路與廢水處理單元連接。

2

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5.2.3氧化單元輔助儀器儀表

設(shè)置溫度、酸堿度（pH）、氧化還原電位（ORP）等工藝參數(shù)監(jiān)測傳感器，以及流量

計(jì)、電動(dòng)閥和液位計(jì)等，用于控制氧化反應(yīng)關(guān)鍵工藝參數(shù)、反應(yīng)時(shí)間和藥劑量。傳感器監(jiān)測

和配置參照T/ACEF111和T/ACEF112執(zhí)行。

5.3泥漿生物反應(yīng)器單元集成

5.3.1泥漿生物反應(yīng)器模塊構(gòu)成

主要包括生物反應(yīng)器組及菌劑自動(dòng)投加設(shè)備、泥漿調(diào)理設(shè)備、曝氣增氧設(shè)備等輔助模塊。

生物反應(yīng)器單體宜采用立式或臥式等型式，生物反應(yīng)器組由若干單體并聯(lián)組成。

5.3.2泥漿生物反應(yīng)器單元設(shè)備布局

生物反應(yīng)器組模塊、泥漿調(diào)理設(shè)備模塊和曝氣增氧設(shè)備模塊呈橫向分布。曝氣增氧設(shè)備

模塊通過曝氣管路分別與生物反應(yīng)器單體和泥漿調(diào)理設(shè)備模塊連接；泥漿調(diào)理設(shè)備出口與生

物反應(yīng)器進(jìn)口連接，泥漿調(diào)理后泵入生物反應(yīng)器組進(jìn)行微生物降解反應(yīng)；生物反應(yīng)器滲濾液

泵入廢水處理單元處理，反應(yīng)后的泥漿進(jìn)入脫水單元處理。

5.3.3泥漿生物反應(yīng)單元輔助儀器儀表

生物反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置溫度、溶解氧（DO）、pH、ORP等關(guān)鍵工藝參數(shù)監(jiān)測傳感器，用

于實(shí)時(shí)監(jiān)測微生物反應(yīng)條件。傳感器監(jiān)測和配置參照T/ACEF111和T/ACEF112執(zhí)行。

5.4脫水單元集成

5.4.1脫水單元模塊構(gòu)成

主要包括板框壓濾機(jī)或帶式壓濾機(jī)以及附屬管路、泥漿泵等。

5.4.2脫水單元設(shè)備布局

各板框壓濾機(jī)或帶式壓濾機(jī)呈橫向分布。脫水模塊產(chǎn)生的廢水通過泵組及其管路進(jìn)入廢

水處理單元，廢氣通過引風(fēng)機(jī)及其風(fēng)道進(jìn)入廢氣處理單元。

5.5廢水處理單元集成

主要包括沉淀池、生化反應(yīng)池、曝氣增氧設(shè)備、管路、泵、傳感器等。

5.6廢氣凈化單元集成

主要包括引風(fēng)機(jī)、活性炭罐、布袋除塵器、煙囪等。

6智能控制

6.1造漿單元控制

主要涉及水土比和表面活性劑投加量等參數(shù)控制，其控制邏輯框圖如下所示。

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圖1造漿單元控制邏輯框圖

6.2氧化單元控制

主要涉及氧化藥劑投加量、溫度、pH和ORP等關(guān)鍵工藝參數(shù)控制，信號傳輸采用

3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)上傳云平臺(tái)，通過內(nèi)嵌于云平臺(tái)中的智能中控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，其預(yù)警閾

值參照T/ACEF111執(zhí)行，其控制邏輯框圖如下所示。

圖2氧化單元控制邏輯框圖

6.3泥漿生物反應(yīng)器單元控制

主要涉及溫度、pH、DO和ORP等參數(shù)控制，信號傳輸采用3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)上傳云平

臺(tái)，通過內(nèi)嵌于云平臺(tái)中的智能中控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，其預(yù)警閾值參照T/ACEF111執(zhí)行，

其控制邏輯框圖如下所示。

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圖3泥漿生物反應(yīng)單元控制邏輯框圖

6.4智能中控系統(tǒng)

主要包含自動(dòng)控制軟件、監(jiān)控單元、通訊模塊、智能識(shí)別單元、數(shù)據(jù)處理單元、預(yù)警單

元和云平臺(tái)等，以云平臺(tái)為架構(gòu)，形成生物反應(yīng)器裝備運(yùn)行與控制平臺(tái)，用于完成生物反應(yīng)

器智能裝備的正常操作及運(yùn)行、狀態(tài)監(jiān)控、智能判斷和數(shù)據(jù)分析等。自動(dòng)控制軟件通過可編

輯控制器（PLC）、通訊模塊和云平臺(tái)完成正常運(yùn)行與控制；監(jiān)控單元通過數(shù)字化工業(yè)相機(jī)、

通訊模塊、智能識(shí)別單元、數(shù)據(jù)處理單元和云平臺(tái)完成狀態(tài)監(jiān)控；預(yù)警單元通過傳感器、儀

器儀表、通訊模塊、智能識(shí)別單元、數(shù)據(jù)處理單元和云平臺(tái)完成智能判斷與數(shù)據(jù)分析。

7設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)

7.1設(shè)備運(yùn)行

7.1.1泥漿生物反應(yīng)器智能裝備運(yùn)行前做好各模塊的聯(lián)合調(diào)試工作。

7.1.2泥漿生物反應(yīng)器組采用間歇式操作。

7.1.3泥漿生物反應(yīng)器運(yùn)行過程中應(yīng)做好氧化藥劑及菌劑等投加記錄、微生物反應(yīng)運(yùn)行參數(shù)

記錄（如溫度、pH、DO、ORP等）。

7.1.4定期對生物反應(yīng)器中泥漿進(jìn)行采樣，檢測多環(huán)芳烴污染物濃度和微生物豐度，根據(jù)檢

測結(jié)果確定每批次微生物反應(yīng)周期和降解率，修復(fù)效果參照HJ25.5執(zhí)行。

7.1.5反應(yīng)過程中產(chǎn)生的廢水/廢液經(jīng)過處理后循環(huán)使用，最終廢水排放參照GB8978執(zhí)行，

有地方標(biāo)準(zhǔn)的，按地方標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

7.1.6運(yùn)行過程中場地環(huán)境噪聲參照GB12348執(zhí)行。

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7.2設(shè)備維護(hù)

7.2.1應(yīng)對泥漿生物反應(yīng)器智能裝備進(jìn)行定期檢查、維護(hù)及保養(yǎng)，更換易損件及易耗材料。

7.2.2應(yīng)對泥漿生物反應(yīng)器中的傳感器探頭定期清洗和校準(zhǔn)維護(hù)，頻率不低于1次/月。

7.2.3應(yīng)做好設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)臺(tái)賬記錄。

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附錄A

（資料性）

泥漿生物反應(yīng)器智能裝備集成工程化應(yīng)用案例

A.1案例背景

應(yīng)用案例為合肥某鋼鐵焦化污染場地，具有60年的生產(chǎn)歷史。污染深度范圍內(nèi)土質(zhì)條

件以雜填土、粉質(zhì)黏土為主。污染類型為有機(jī)污染、重金屬污染及其復(fù)合污染。其中有機(jī)污

染物以苯并（a）芘為代表的高環(huán)多環(huán)芳烴為主，具有疏水性強(qiáng)、難降解的特點(diǎn)。該場地污

染特征、土質(zhì)條件均具有代表性，為典型焦化污染場地。目前國內(nèi)現(xiàn)有成熟技術(shù)為熱脫附、

化學(xué)氧化、生物堆修復(fù)技術(shù)，但存在熱處理能耗高、化學(xué)氧化不徹底、生物堆反應(yīng)周期長等

缺陷。當(dāng)前“雙碳”背景下，針對多環(huán)芳烴污染土壤治理的泥漿生物反應(yīng)器智能裝備集成技

術(shù)為我國生物修復(fù)技術(shù)/裝備的集成化和智能化水平提升提供了技術(shù)支撐。

A.2泥漿生物反應(yīng)器智能裝備主要模塊及集成要點(diǎn)

具體內(nèi)容詳見表A.2.1.

表A.2.1泥漿生物反應(yīng)器智能裝備主要模塊及集成要點(diǎn)

序主要推薦規(guī)格

主要功能集成化要點(diǎn)智能化要點(diǎn)

號模塊或參數(shù)

造漿單元與氧化單元的集成，需考慮

造漿解泥、粒徑分重力傳感器反饋控制進(jìn)

11~5t/h后續(xù)廢水處理單元、泥漿生物反應(yīng)器

單元級料量和固液比參數(shù)

單元的處理能力和反應(yīng)周期等因素

氧化單元與造漿單元、廢水處理單元、

通過ORP參數(shù)監(jiān)測控

氧化泥漿生物反應(yīng)器單元的集成，需考慮

2預(yù)氧化/制氧化劑對后續(xù)微生物

單元造漿量、氧化反應(yīng)時(shí)間、泥漿生物反

的影響

應(yīng)器的處理能力等因素

集成化難度高：反應(yīng)器組（若干單體

通過實(shí)時(shí)監(jiān)測/監(jiān)控泥

組成）主體單元與其輔助模塊（化學(xué)/

漿生物反應(yīng)器組各單體

生物藥劑自動(dòng)投加模塊、泥漿調(diào)理模

泥漿單體1~50的微生物修復(fù)反應(yīng)條件

微生物反應(yīng)、塊、傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊、智能曝氣

生物m3；4~12參數(shù)（溫度、pH、DO、

智能曝氣、保模塊等）的集成，泥漿生物反應(yīng)器單

3反應(yīng)套生物反ORP），根據(jù)預(yù)警模型

濕增溫、自動(dòng)元與其他工藝單元（造漿單元、氧化

器單應(yīng)器組并參數(shù)反饋工藝運(yùn)行單元

加藥單元、廢水處理單元、脫水單元、廢

元聯(lián)智能調(diào)整設(shè)備模塊運(yùn)行

氣凈化單元）的集成，需進(jìn)行物料平

參數(shù)，實(shí)現(xiàn)微生物反應(yīng)

衡核算（多流體）和工藝參數(shù)聯(lián)調(diào)

最佳條件控制

測試

處理生物反

廢水泥漿生物反應(yīng)器組脫水后的滲濾液通

應(yīng)器脫水后

4處理/過泵、管道與廢水處理單元進(jìn)口連接，/

濾液中有機(jī)

單元處理后循環(huán)使用

物

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序主要推薦規(guī)格

主要功能集成化要點(diǎn)智能化要點(diǎn)

號模塊或參數(shù)

收集和處理

廢氣上料過程、反上料區(qū)需密閉車間作業(yè)，車間內(nèi)及各

5凈化應(yīng)器反應(yīng)過/反應(yīng)器單體產(chǎn)生的廢氣通過風(fēng)管和管廢氣排放超標(biāo)預(yù)警

單元程產(chǎn)生的廢道收集，與尾氣凈化單元連接

氣

對泥漿生物

反應(yīng)器完成帶式壓濾脫水單元流體進(jìn)口通過管道和泵與生

脫水

6修復(fù)后的泥機(jī)或板框物反應(yīng)器組各單體滲濾液出口連接，/

單元

漿進(jìn)行脫水壓濾機(jī)需核算流量和揚(yáng)塵等參數(shù)

處理

對進(jìn)料量、藥智能控制生物修復(fù)全過

劑添加量、微