土壤常规原位修复技术简介
13页1、土壤常规原位修复技术简介1、物理-化学修复技术物理-化学修复是利用污染物或污染介质的物理化学特性,以破 坏(如改变化学性质)、分离或固化污染物为主要方式,具有实施周 期短、可用于处理各种污染物等优点。主要包括:原位加热抽提技术 处理技术、原位土壤固化-稳定化技术、原位淋洗技术、原位氧化还 原技术、原位电动力学修复技术和土壤性能改良技术等。 原位加热抽提技术 该技术通过抽气井产生真空,使形成一个压力或浓度梯度,并使 气相中的挥发性有机物由抽气井抽出,从而使土壤中的挥发性或半挥 发性污染物质得到去除。工程实施时,往往需要在地表面覆盖地形膜,以防止发生短路, 并可增加抽气井的作用范围。该技术主要用于挥发性有机污染物(通 常为亨利系数,大于0.01或者蒸汽压大于66.66Pa的有机物)的处理, 但要求土壤的质地均一、渗透性好、孔隙率大、湿度小且地下水位较 低。有时,该技术也用于去除土壤中的油类、有机金属、多环芳烃(PAHs) 或二噁英等污染物。另外,由于原位蒸汽抽提技术在实施时向土壤中连续引入空气流 促进了土壤中一些低挥发性有机物的生物好氧降解过程。根据要求的 修复程度、修复土壤的体积、污染物
2、浓度及分布、现场条件(如土壤 渗透性、各向异质性等)、工艺设施的工作能力等情况的不同,该技 术所需的实施时间为,612个月,所需费用约为2678美元/m3。A= airC =: ccntaniianijonE = exhauat (vacuum pump)M r nutrientsA=空气C=污染E=抽取(引风机)图1原位加热抽提技术示意图 土壤淋洗技术土壤淋洗技术指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用 的溶剂,通过水力压头推动清洗液,将其注入被污染土层中,然后再 将包含污染物的液体从土层中抽提出,在地面处理后再排放或回灌的 一种方法。由于淋洗液的注入,可改变地下水/土壤与污染物的吸/ 脱附特性、氧化还原状态、界面张力、酸碱状态及分配、溶解、沉淀 状态等,达到增加污染物溶解度,造成污染物与溶液形成乳液(emulsion)或产生化学反应,促使原本吸附在土壤中或以液体型式 存在的污染物容易随地下水移动,从而去除污染物。常见的淋洗液包 括界面活性剂、共溶剂、泡沫、酸、碱及螯合剂。界面活性剂分子包 括亲水基及疏水基两部分组成,当其在水中的浓度超过临界微胞浓度 时,界面活性剂分子中的疏水部分
3、会同时朝内,而使亲水基朝外与水 接触形成微胞(micelle)的结构。原位化学淋洗技术适用于水力传导系数较大的多孔隙、易渗透的 土壤,如沙土、砂砾土壤、冲积土和滨海土,不适用于红壤、黄壤等 质地较细的土壤;其原理示意图见下图。亀sat揑制4栽诜机I浄化回川3淋诜剂他捉过弄I fjAft UI徘浇剂 何用业邮 诜話图 2 原位土壤淋洗法修复示意图原位土壤淋洗操作系统主要包括污染区包围屏障系统、淋洗液施 加系统、淋洗液再生及循环系统和污染物处理及排放系统。主要操作 步骤为:根据污染场地的地质特点和工程需求确定注入井和抽提井的 位置、数目和深度,以及淋洗剂回用处理设备的位置;注入淋洗剂, 进行淋洗修复处理;抽提出含有污染物质的淋洗剂;淋洗剂净化回用; 污染物质安全化处理。 土壤氧化-还原技术土壤化学氧化 -还原技术是通过向土壤渗透层投加化学氧化剂 (Fenton 试剂、臭氧、过氧化氢、高锰酸盐、过硫酸盐等)或还原剂 (S02、FeO、气态H2S等),使其与污染物质发生化学反应来实现净 化土壤的目的。采用合适的氧化剂/还原剂是本技术的关键,原位化 学氧化/还原技术化学试剂的注入通常由垂直、水平
4、井的注入或由重 力流入的方式到污染区域中。选用的试剂种类及注入方式需根据场地 污染情况及水文地质情况进行确定。通常,化学氧化法适用于土壤和 地下水同时被有机物污染的修复场地。运用化学还原法修复对还原作 用敏感的有机污染物是当前修复技术研发的热点。例如,纳米级粉末 零价铁的强脱氯作用已被接受和运用于土壤与地下水的修复。但是, 目前零价铁还原脱氯降解含氯有机化合物技术的应用还存在诸如铁 表面活性的钝化、被土壤吸附产生聚合失效等问题,需要开发新的催 化剂和表面激活技术。总体而言,化学氧化/还原技术可用于修复严重污染的场地或污 染源区域,但对于污染物浓度较低的轻度污染区域,该技术并不经济。 该技术所需的工程周期一般在几天至几个月不等,具体依待处理污染 区域的面积、氧化剂/还原剂的输送速率、修复目标值及地下含水层 的特性等因素而定。土壤气体抽提 Soil Vapor Extraction(SVE)CZjGJis-PtjrErQTJrCT沁勺口口 口勺口q申旳g*g巧勺虽:也下我7气宰谎和心股土煥自血琦十工真轼化f;料图 3 土壤气相抽提示意图土壤气体抽提技术是利用真空通过布置在不饱和土壤层中的提
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