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1、,Chapter2 Soil remediation,Physical Remediation Technologies,污染土壤的物理修复是指用物理的方法进行污染土壤的修复。,not change the physic-chemical properties of the pollutants accumulated in the soil to be cleaned.advantages possibility of removal or disposal of a broad spectrum of pollutants wide practical application (usual
2、ly on a small, local scale). disadvantages produce a considerable amount of wastes that need future management or utilization a relatively high cost,1、物理分离,is a physico-chemical process in which the contaminated parts of soil are separated. advantages: Significant volume reduction of contaminated so
3、il. disadvantages: could not be applied in the case of homogenous distribution of pollutants in soil. not effective for some soils types. The separated part of the contaminated soil must be cleaned up using another method.,该技术是一项较为成熟的修复技术,一般所需的固定投资为10 000-20 000美元,运行费用为6.5-118.0美元/m3,其目标污染物主要为土壤中重金属
4、。,案例,美国路易斯安娜州炮台港射击场污染修复-物理分离+酸淋洗,进料,摩擦洗涤,叶片分离,筛分,初级有机物筛分,初级振动筛,水力旋风分离缓冲罐,二级振动筛,砂螺旋脱水,待回收金属,水力旋风分离器,待处理有机物,待酸洗土壤,待回收大颗粒,2、固化/稳定化 (S/S),is a remediation/treatment technology that relies on the reaction between a binder and soil to stop/prevent or reduce the mobility of contaminants.,防止或降低污染土壤释放有害化学物质过
5、程的一组修复技术，包括原位和异位固化/稳定化,Stabilization/solidification (S/S),固化/稳定化的方法：利用吸附质如黏土、活性炭和树脂等吸附污染物，浇上沥青，然后添加某种凝固剂或黏合剂（水泥、硅土等）。使混合物成为一种凝胶，最后固化为硬块。,适用：无机物质、重金属污染,为何不适用于有机物？,需要安装螺旋钻井和混合设备、集尘系统、挥发性污染物控制 系统和大型储存池等全部或部分设施,异位固化/稳定化,主要特征： 将污染土壤或污泥挖出-地面利用大型混合搅拌装置进行混合-回填,修复物质,限制因素,环境条件,土壤或固废体积显著增大,有机物质影响粘结剂作用的发挥,VOCs混
6、合过程中挥发逃逸,成分复杂的污染土壤或固废难以找到合适的粘结剂,石块或碎片影响粘结剂的注入和与土壤的混合,原位固化/稳定化,将修复物质注入土壤中进行相互混合，需要用到大型的螺旋搅拌装置或者钻头，处理后土壤留在原处 限制因素： 未有现场经验、权威的导则可以参考 污染物埋藏深度影响应用过程 防止污染物扩散进入清洁区域 水会影响固化过程 粘结剂的输送困难，成本高,Stabilization/solidification (S/S),Wastes could be stabilised after removal and before or during placement to further re
7、duce mobility after placement. Stabilisation might include solidification with concrete or a similar material or direct chemical treatment of certain contaminants.,该技术所需的实施时间一般为3-6 个月, 具体应视修复目标值、待处理土壤体积、污染物浓度分布情况及地下土壤特性等因素而定。根据美国超基金项目的运行情况,该技术所需的处理费用一般为345美元/m3左右,案例：,美国威斯康星州德马尼托沃克河的一段受多环芳烃和重金属严重污染的底
8、泥曾采用原位固化/稳定化修复技术 该河段水深6m。工程采用长7.6m,直径1.8m的空心钢管为混合器和泥浆注射管。钢管深入沉积层1.5m，矿渣水泥灰浆通过钢管注入底泥与之混合。 但是出现了问题，什么问题呢？,搅拌导致底泥中大量油类和其他液态污染物进入上层水体,大量泥浆注入导致钢管内沉积层上升1-1.2m，并处于半固化状态,大量底泥悬浮上升导致需要长时间沉降,北京化工三厂作为化工生产基地近五十年，土壤中含有四丁基锡、邻苯二甲酸二辛酯、滴滴涕和重金属铅、镉等大量有害化学物质。2005年根据北京市规划委员会文件2005规意选字0356号，该场地被规划为宋家庄经济适用房项目建设用地 修复后的北京化工三
9、厂土壤各项指标经北京市环保局检测，均符合居民土壤健康风险评价建议值标准，该工程为国内首例污染土壤修复项目。,案例：,项目时间：2007年 地点：北京市丰台区宋家庄 土壤类型：化工污染土壤 主要污染物：四丁基锡、邻苯二甲酸二辛酯、滴滴涕、重金属铅、镉等有害化学物质 主要修复技术：水泥窑焚烧固化处理技术、阻隔填埋处理技术 处理规模：6.5万m3 处理目标：居住用地标准,北京建工环境修复有限责任公司,玻璃化,输入高强度能量，使污染土壤熔化，将含有挥发性污染物的蒸汽回收处理，同时污染土壤冷却后成玻璃状团块固定。 原位： 异位：,该技术通常可在 6-24 个月完成,适用于修复含水量较低、污染物埋深不超过
10、6m 的土壤,处理对象包括放射性物质、有机物、无机物等多种干湿污染物,但不适于处理可燃有机物含量超过5%-10%的土壤。该技术所需的处理费用较高,据中东地区的研究表明,所需处理费用一般为 350 美元/m3左右, 且土壤高含水量会增加处理成本。,原位玻璃化技术,(1) 在土壤两端插上电极电流通过土壤形成环路, 土壤温度上升并熔化。 (2) 在自然冷却过程中, 土壤凝固形成玻璃样土块。 (3) 在土块上覆盖一层干净土壤。 这一技术已经实 际应用于铅污染土壤的修复。,异位玻璃化技术,使用等离子体、电流等加热高温熔解土壤及其中的污染物。 气体收集系统收集水汽、有机废气,熔化物冷却后形成的玻璃体将无机
11、污染物包覆起来,使其失去迁移性。该技术可用于破坏、去除污染土壤、污泥等泥土类物质中的有机物和大部分无机污染物,但实施时,需控制尾气中的有机物及一些挥发性重金属, 且需进一步处理玻璃化后的残渣。另外, 所需的处理费用较高,约为 650-1350美元/m3。,玻璃化技术优缺点,缺点：工程量大、费用昂贵 优点：见效快、能从根本上消除污染,4、SVE,土壤蒸汽浸提技术是降低土壤空气蒸汽压，利用土壤固相、液相和气相之间的浓度梯度，在气压降低的情况下，将其转化为气态污染物排除土壤外的过程。 Advantages: Proven performance; readily available equipmen
12、t; easy installation. Minimal disturbance to site operations. Short treatment times (usually 6 months to 2 years under optimal conditions). Cost competitive: $20-50/ton of contaminated soil. Can be applied at sites with free product, and can be combined with other technologies.,SVE,影响异位土壤浸提技术发挥有效性的主
13、要因素包括： 挖掘和物料处理的过程中容易出现气体泄漏； 运输过程中有可能导致挥发性物质释放； 占地空间大； 处理前直径大的块状碎石需提前去除； 黏质土壤影响修复效果； 腐殖质含量过高会抑制挥发过程,多相浸提技术,为了强化蒸汽浸提技术，出现了多相浸提技术，该技术同时对土壤和地下水蒸汽进行提取。随着地下水位的降低，浸提过程就可以应用到新露出的土壤层中。 该技术特别适用于处理中、低渗透性地层及地下水中的挥发性有机卤化物污染物，对于非卤化挥发性有机卤化物和石油烃化合物的修复技术也不错。,所需设备一般有：鼓风机、浸提井、真空系统、监测井和气体处理系统多相浸提技术修复土壤的时间可由几个月至几年不等。,So
14、il Vapor Extraction,Apply conditions:,groundwater table located less than 3 feet below the land surface,factors that determine the effectiveness of SVE are: permeability of the soil, soil structure and stratification, soil moisture, depth to groundwater.,适于：土壤均一、高渗透性、大孔隙度、不均匀的颗粒分布,工程实施时, 往往需要在地表面覆盖地
15、形膜,以防止发生短路, 并可增加抽气井的作用范围,该技术所需的实施时间为6-12个月, 所需费用约为26-78美元/m3,Air sparging+SVE (AS/SVE),SVE enhancement with steam injection,案例,2010年4月20日，由杭州大地环保工程有限公自主设计的国内第一套异位气相抽提（SVE）系统成功运行。采用该套系统，在2个月时间内，成功完成10000t被苯和甲苯等污染的土壤的处置。 挖掘后处置后土壤中的苯30g/kg，甲苯30g/kg，远远低于预期目标。此工程为国内第一个规模规模化SVE修复工程。,5、 thermal treatment,w
16、aste treatment technology that involves high temperatures in the processing of the waste feedstock.,污染土壤的原位加热修复即热力强化蒸汽抽提技术, 指利用热传导(如热井)或辐射(如无线电波)的方式加热土壤,以促进半挥发性有机物的挥发,从而实现对污染土壤的修复,包括高温(100)和低温(100) 加热修复技术。,通常热力强化蒸汽抽提系统所需的总处理费用为30-130美元/m3,可在3-6个月完成修复。主要用于处理卤代有机物、非卤代的半挥发性有机物、多氯联苯( PCBs)以及高浓度的疏水性液体(DNAPL)等污染物。,高温加热修复,热毯系统采用覆盖在土壤表层的标准组件加热毯进行加热。土壤加热，电热毯地下面的抽风机造成负压，使得污染物蒸发，气化迁移到土壤层中，再利用管道将气态的污染物引至热处理设施进行氧化处理。 热井系统将电子元件埋藏在间隔23m的竖直加热井中，加热井升温至1000，其他与热毯相似。井中安装了有孔的筛网，所有加热井的上部都连接到一个总管，利用真空将气流引入处理设施。,
