异位土壤气相抽提修复技术在北京某地铁修复工程中的应用实例

BC引C言 随着城市化水平的提高和城市经济结构调整进
程推进", 退二进三- 和, 退城进园- 战略在各大城市 普遍实施"大片的原工业用地闲置下来 ("G#) "在转变土 地使用用途之前"根据国家’地方相关政策法规"必须 对场地进行调查’治理"如何选择技术上可行"同时能 够兼顾土地开发进度的土壤修复方法"近年来成为土 壤修复工程实践的热点之一(;) &
" "# !二氯乙烷
)%"
氯仿
’%,
氯乙烯
"%*
总石油 烃! E( * E) $
#;’
FC工程设计 经挖掘后的土壤会变得更加松散"堆置后的污染
土壤孔隙率较大"在适当的真空度下被抽出"如果异 位气相抽提系统设计合理"可以有效地处理土壤中的 挥发性有机污染物& 通过工期和异位修复场地面积 设计了异位气相抽提堆体的尺寸"通过物料衡算以及 以往异位气相抽提经验设计了抽提系统& 设计成形 的修复系统构成见图 " ("" !";) &
周期较长"难 以 推 广" 异 位 L‘Q的 优 势 在 于 周 期 短"
将污染土壤转移至专门处置场进行修复"不影响原有
场地的开发利用& 本文拟通过北京某地铁项目"重点
介绍 L‘Q堆体设计’处理规模’处 理 周 期 及 效 果 等 工
程性难题& 以期加强行业交流与探讨"促进异位土壤
气相抽提在未来场地土壤修复的推广应用&
图 &$氯仿的去除效果 ]80%&$eP/MW7NR7UPMOUR8:ANMRM/PUA79P89 UAPX8NMUUP4U
;$ 总石油烃! E( *E) $ 的去除效果& 总石油 烃 ! E( *E) $ 的 浓 度 随 时 间 的 变 化 曲 线 见 图 ,"其初始浓度已低于修复目标& 修复至第 & 天时" 其浓度大幅度降低至 "’ /01Z0以下#修复 3 b"& . 时" 其浓度降至 低 于 检 出 限 !# /01Z0$ & 试 验 表 明"异 位 L‘Q技术对总石油烃! E( *E) $ 也具有较高去除率& HC工程运行及维护 在 L‘Q修复 运 行 过 程 中" 按 照 经 中 试 确 定 的 设
为验证异位气相抽提的效果"同时为工程的维护 和运行提供必要的参数"需要在工程实施前进行了中 试效果研究&
根据前期设计"风 机 采 用 流 量 为 " ’’’ /; 1A" 负 压为 !;’ Z67的动力系统对堆体进行抽提"间隔开启 " 1; 水平抽提管路"每 ( A 切换 " 次"由于土壤中气体 总量有限"每天运行 "3 A"剩余 ( A 打开补气管进行 补气"并随时利 用 采 样 器 检 测 土 堆 中 的 污 染 物 含 量 " 中试共计运行 "& .& 最终得到以下运行参数()) %
DC项目概况
北京某地铁线路是穿越北京城区东西向的骨干
线路"经前期调查 发 现" 地 铁 通 过 的 部 分 区 域 由 于 场
地的迁移扩散造成了污染"该区域的主要污染物质为
挥发性有机污染物"包括 ""#G二氯乙烷’氯乙烯’氯仿
和总石油烃! E( !E) $ "地铁 穿 过 该 区 域 土 质 为 砂 质 粉 土和砂土"土壤含水率较低"适合气相抽提技术& 因
环$境$工$程
"*#
Q9W8RM9/P9U7NQ9089PPR890
经过柱状活性炭的吸附"尾气中挥发性有机气体的去 除率都在 )3+ 以 上"符 合 当 地 环 保 主 管 路 部 门 对 污 染气体排放的要求&
土壤中挥发性有机污染物的去除效果如下! 氯 乙烯在此次中试中未检出"可能的原因是此次中试土 壤中不含有氯乙烯$%
图 #$L‘Q堆体通风管路及压力表编号示意 ]80%#$SAPWP9U8N7890.F:U79. 9F/[PR890MOUAPXRP44FRP
070P4MOUAPL‘QX8NP
#$ 尾气 处 理 系 统%由 气 液 分 离 罐 及 废 液 处 理 系 统’风机和气体净化吸附罐 组 成"通 过 管 线 与 L‘Q堆 体抽提管路连接& 管线上设置阀门和测量仪表! 包 括取样阀’压力表和流量计等$ 以收集运行参数和控 制系统运行& 从堆体内部抽提分离的气相可通过气 体净化吸附罐净化后高空排放"在活性炭吸附单元前 前后设置采样孔点"监测尾气排放浓度& 堆体底部产 生的渗滤液和气液分离罐分离的废水可统一收集后 处理& GC中试研究验证
环$境$工$程
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异位土壤气相抽提修复技术 在北京某地铁修复工程中的应用实例
杨乐巍$张晓斌$郭丽莉$李书鹏
! 北京建工环境修复股份有限公司"北京 "’’’",$
摘要!北京某地铁污染土壤修复工程采用异位土壤气相抽提修复施工方案" 根据场地污染物的特性及修复场地实际 情 况 !设 计 了 异 位 土 壤 气 相 抽 提 修 复 系 统 !并 通 过 中 试 研 究 获 得 了 系 统 运 行 参 数 !验 证 了 系 统 的 修 复 效 果 !最 终 工 程 实 施结果表明$所采用的异位 L‘Q技术对主要污染物 "!#G二氯乙烷#氯乙烯#氯 仿 和 总 石 油 烃 & E( !E) ’ 在 土 壤 中 的 去 除 率达 )#%’#+ b))%’*+" 异位 L‘Q在本修复工程中的成功应用!为今后类似污染场地土壤异位 修 复 问 题 提 供 工 程 技 术参考" 关键词!异位修复#土壤气相抽提#土壤修复#挥发性有机污染物
目前"我国关于土壤气相抽提的研究大都集中在 L‘Q现场的原位修复"但主要限于研究不同土层的 影 响半径’气 相 渗 透 率 等 参 数 (*G"’) " 大 规 模 的 工 程 应 用 相对较少& 而且由于首都地铁开发的紧迫性"一般
土壤修复
LM8NeP/P.87U8M9
"*"
‘=E4污染土 壤 需 开 挖 后 异 位 处 置& 原 位 L‘Q修 复
图 ;$" "#G二氯乙烷的去除效果 ]80%;$eP/MW7NR7UPMO" "#G.8:ANMRMPUA79P89 UAPX8NMUUP4U
#$氯仿的去除效果& 图 & 为氯仿的去除曲线"氯仿的初始浓度略高于 修复目 标 值 ’%, /01Z0" 修 复 第 & 天 时 浓 度 降 低 至 ’%" /01Z0以下#修 复 第 ( b"& 天 时" 浓 度 降 至 低 于 检出限 ! ’%’, /01Z0$ & 试 验 表 明" 低 浓 度 氯 仿 污 染 土壤经 L‘Q处理 & . 后"即 可 达 到 修 复 目 标"进 一 步 证明了本系统设计的可行性&
图 "$异位 L‘Q修复系统示意 ]80%" $<70R7/ MOUAPP\G48UF L‘QRP/P.87U8M9 4H4UP/
"$ L‘Q堆体系统%通过往土堆内部水平埋设两层
抽提管路! 分别位于 B剖面! 第 " 层$ 和 _剖 面! 第 # 层$$ 作为抽提管路"在土堆内部埋设 ; 排竖直进气! 补 气$ 管路! 分别位于 E’<’Q剖面$ "B’_两层管路通过 一干管连接"形 成 抽 提 管 路" 并 与 尾 气 处 理 系 统 连 接& 堆体规模如下%底长 &’ /"底宽 "’ /"堆高 & /"边坡比 为 ""顶长 ;# /"顶宽 # /"堆体体积为 33, /; &
挥发性有机污染物! ‘=E4$ 是指常温下饱 和蒸气 压 大于 *’ 67’常压下沸点在 #(’ c的有机污染物"由 于其种类多’挥发性 强"易 对 附 近 居 民造 成 直 接 影 收$稿$日$期$%#’$", $!""$!$’#
响 (&) "引起了国内外广泛 关 注& 目 前 对 ‘=E4污 染 土 壤的工程修复技术研究甚广"包括土壤气相 抽 提! 4M8N W7XMRP\UR7:U8M9"L‘Q$ ’ 焚 烧’ 热 解 吸’ 常 温 解 吸 和 土 壤淋洗等(,) "其中土壤气相抽 提是一 种 新 兴 的 土 壤 修复技术"因其对挥发性有机污染土壤的有效性和广 泛性"使之逐渐 发展成为 一 种 标 准 化 的 环 境 修 复 技 术"被美国 环 保 局 ! Q6B$ 列 为 , 革 命 性 技 术 - 大 力 倡 导应用(() &
堆体共设置水平抽提管路 # 层"第 " 层!下层"堆 土厚度 ’%, /$ 水平铺设 #’ 根管"第 # 层! 上 层"上 覆 土层厚度 "%, /$ 水平铺设 "3 根管"层间距 # /"各层 相邻管水平间 距 # /# 竖 直 设 进 气 管 道 ; 排" 各 层 相 邻管水平间距 & /& ; 排进气管埋入土堆的深度可交 错布 设" 保 证 进 气 分 布 均 匀& 进 气 管 露 出 土 堆 约 ’%, /"设置控制阀门和测压口"详见图 #&
地铁建设工期很紧"不适合原位修复技术"最终确定
异位气相抽提技术作为该修复工程的施工工艺&
根据当地环保部门审批的风险评估报告"最终确
定场地的修复目标值见表 "&Leabharlann 表 DC主要污染物修复目标值
&:6J=D C %=R=AM:8M@NS@:JP@9=:;Q8:9S=8=AU@JJL8:N8
污染物种类
土壤修复目标 1! /0+Z0!" $
<=>%"’%";#’, 1?@A?0:@#’"(’,’;*
$) $##+’0$&’() 0$!"(*"I5!’&3 !(’+1$#(% "I&%$0&’() ’) $ !3.-$/ %","2’$&’() #%(\"0&’) ."’\’)W
aBCDaFPGYP8" IJBCDT87MG[89" DV=28GN8" 2>LAFGXP90 ! _EQDQ9W8RM9/P9U7NeP/P.87U8M9 EM@" 2U."_P8?890"’’’","EA897$
水平抽提管路 抽 提 流 量 为 *;, b*(’ /; 1A"干 管 压力为 !;%& b!&%( Z67"水平抽提管压力为 !#%*, b !&%#, Z67& 由于 本 工 程 目 标 污 染 物 饱 和 蒸 气 压 很 高"极易挥发"系统 运 行 ( b3 . 即 可 达 到 工 程 要 求&
" $ " "# G二 氯 乙 烷 的 去 除 效 果 & 图 ; 为 ""#G二氯乙烷的浓度随时间的变化曲线" 表明 L‘Q技 术 可 以 高 效 去 除 土 壤 中 的 ""#G二 氯 乙 烷& 修复 & . 时"""#G二氯乙 烷 污 染 物 浓 度 迅 速 降 低 至 "’ /01Z0"略高于修复目标值#修复 ( b"’ . 时"污 染物浓度 降 低 至 低 于 检 出 限 ’%’, /01Z0" 远 低 于 修 复目标值#修复 "# b"& . 时"""#G二 氯 乙 烷 的 浓 度 维 持在较低 水 平"略 有反弹"低于 # /01Z0"仍 远远 低 于 修复目标&
$6789:;8% B4F[Y7H:M9U7/897UP. 4M8NRP/P.87U8M9 XRM?P:U89 _P8?890F4P. P\G48UF 4M8NW7XMRP\UR7:U8M9 UMP94FRP8U44/MMUA 8/XNP/P9U7U8M9@-P .P4809P. UAP :M/XM48U8M9 MOP\G48UF 4M8NW7XMRP\UR7:U8M9 4H4UP/ 7::MR.890 UM UAP O8PN. XMNNFU79U4 :A7R7:UPR4@B9. UAPMXPR7U8M9 X7R7/PUPR4YPRPM[U789P. UARMF0A UAPX8NMUUP4U@SAPRP/P.87U8M9 POOP:UA7. [PP9 WPR8O8P.@SAP RP4FNU4MOUA84XRM?P:U4AMYP. UA7UUAPRP/MW7NR7UPMO"" #G.8:ANMRMPUA79P" W89HN:ANMR8.P" :ANMRMOMR/ 79. UMU7NXPURMNPF/ AH.RM:7R[M94! E( bE) $ ORM/ UAP4M8NY74)#%’#+ b))%’*+ 7OUPRF4890UAPP\G48UF 4M8NW7XMRP\UR7:U8M9@SAP4F::P44OFN 7XXN8:7U8M9 MOP\G48UF 4M8NW7XMRP\UR7:U8M9 :MFN. XRMW8.P UP:A9MNM0H RPOPRP9:P4 OMRUAP 48/8N7R89 48UF RP/P.87U8M9 MO :M9U7/897UP. 48UP489 OFUFRP@ <=>?@9A7% P\G48UF RP/P.87U8M9#4M8NW7XMRP\UR7:U8M9#4M8NRP/P.87U8M9#WMN7U8NPMR0798::M/XMF9.4