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文檔簡介

《散亂污電子垃圾拆解場地復(fù)合污染土壤

異位修復(fù)技術(shù)規(guī)范》

編制說明

(征求意見稿)

《散亂污電子垃圾拆解場地復(fù)合污染土壤異位修復(fù)技術(shù)規(guī)范》

標(biāo)準(zhǔn)編制組

二〇二三年五月

項目名稱:《散亂污電子垃圾拆解場地復(fù)合污染土壤異位修復(fù)技術(shù)規(guī)范》

項目課題編號:2018YFC1802804

項目承擔(dān)單位:廣東華南環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司,航天凱天環(huán)??萍脊煞萦邢薰?,廣東智環(huán)

創(chuàng)新環(huán)境科技有限公司,廣東環(huán)協(xié)科技咨詢開發(fā)中心。

編制組主要成員:

目錄

1項目背景............................................................................................................................................................1

1.1任務(wù)來源................................................................................................................................................1

2標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性..............................................................................................................................................1

2.1標(biāo)準(zhǔn)制定的目的及意義......................................................................................................................1

2.2標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性..............................................................................................................................2

3主要工作過程......................................................................................................................................................2

4國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究........................................................................................................................................3

4.1國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)研究.................................................................................................................................................3

4.2國外標(biāo)準(zhǔn)研究.................................................................................................................................................3

5同類工程調(diào)研....................................................................................................................................................4

5.1篩分淋洗技術(shù)修復(fù)污染土壤的發(fā)展及應(yīng)用......................................................................................4

5.2微波催化氧化技術(shù)修復(fù)污染土壤的發(fā)展及應(yīng)用..............................................................................5

5.3吸附固載技術(shù)修復(fù)污染土壤的發(fā)展及應(yīng)用......................................................................................7

6異位修復(fù)技術(shù)可行性........................................................................................................................................8

6.1篩分淋洗技術(shù)可行性評估..................................................................................................................8

6.2微波催化氧化技術(shù)可行性評估..........................................................................................................9

6.3吸附固載技術(shù)可行性評估..................................................................................................................9

6.4異位修復(fù)技術(shù)選擇的創(chuàng)新性............................................................................................................10

7主要技術(shù)內(nèi)容及說明......................................................................................................................................10

7.1適用范圍............................................................................................................................................10

7.2規(guī)范性引用文件................................................................................................................................10

7.3術(shù)語和定義........................................................................................................................................10

7.4污染物與負(fù)荷....................................................................................................................................11

7.5總體要求.............................................................................................................................................11

7.6工藝設(shè)計............................................................................................................................................12

7.7工藝設(shè)備............................................................................................................................................13

7.8檢測與過程控制................................................................................................................................13

7.9主要輔助工程....................................................................................................................................13

7.10勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生......................................................................................................................13

7.11施工...................................................................................................................................................13

7.12運行與維護(hù)......................................................................................................................................14

8標(biāo)準(zhǔn)實施的環(huán)境效益和經(jīng)濟技術(shù)分析..........................................................................................................14

9標(biāo)準(zhǔn)實施建議..................................................................................................................................................14

10參考文獻(xiàn)..........................................................................................................................................................15

《散亂污電子垃圾拆解場地復(fù)合污染土壤異位修復(fù)技術(shù)規(guī)范》(征

求意見稿)編制說明

1項目背景

1.1任務(wù)來源

為順利實施華南理工大學(xué)組織的國家重點研發(fā)計劃“場地土壤污染成因與治理技術(shù)”重點專項2018

年度項目“電子廢物拆解場地復(fù)合污染土修復(fù)、風(fēng)險管控與工程示范(項目編號:2018YFC1802800)”,

廣東華南具體負(fù)責(zé)落實華南地區(qū)示范工程場地;協(xié)助示范工程開展;編制散亂污電子垃圾拆解場地復(fù)合

污染土壤異位修復(fù)技術(shù)規(guī)范。本項目主承擔(dān)單位為廣東華南環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司。

2標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性

2.1標(biāo)準(zhǔn)制定的目的及意義

電子垃圾,也稱為電子廢棄物,是指不具有使用價值而被廢棄的電子或電器設(shè)備。電子垃圾在含有

大量的貴金屬的同時,也含有多種有毒物質(zhì),比如說Pb、Cu、Hg、Cd、Ni等引起的重金屬污染,以及

多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)和多氯聯(lián)苯(PCBs)、多環(huán)芳烴(PAHs)等引起的有機污染。

電子垃圾拆解過程中產(chǎn)生的金屬污染物會經(jīng)過各種途徑進(jìn)入土壤,從而造成電子垃圾拆解區(qū)附近土

壤金屬超標(biāo)。中國最著名的電子電器拆解地區(qū)為浙江臺州、廣東清遠(yuǎn)和廣東貴嶼,國內(nèi)外大量學(xué)者在當(dāng)

地進(jìn)行了污染調(diào)查和研究。通過對文獻(xiàn)報道的我國典型電子垃圾拆解場地(臺州、清遠(yuǎn)和貴嶼)的重金

屬污染狀況進(jìn)行匯總,結(jié)果表明在臺州和貴嶼電子垃圾拆解場地土壤中的Pb、Cu和Cd,分別是《土壤

環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15168-1995)中二級標(biāo)準(zhǔn)的1.66、2.32和190倍,均有不同程度的超標(biāo)。

目前,國內(nèi)外污染土壤修復(fù)治理技術(shù)發(fā)展迅速,主要有工程措施,包括客土法、換土法和翻土法等;

物理修復(fù)技術(shù),包括固化/穩(wěn)定化、物理分離修復(fù)、電動修復(fù)等;化學(xué)修復(fù)技術(shù),包括原位異位化學(xué)淋洗

技術(shù)、土壤性能改良技術(shù)等;生物修復(fù)技術(shù),包括動物修復(fù)、微生物修復(fù)、植物修復(fù)等。

固化/穩(wěn)定化技術(shù)通過將重金屬污染的土壤與特定的粘結(jié)藥劑結(jié)合,使得土壤中的重金屬被藥劑固定,

使其長期處于穩(wěn)定狀態(tài),降低其遷移性,工藝成熟可靠,可以處理多種復(fù)雜金屬廢物和部分有機物污染

物,具有處理時間短、適用范圍較廣等優(yōu)勢。

篩分淋洗屬于物化修復(fù)技術(shù),通常是指借助能促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移的水、表面活性劑

溶液或含有助溶劑的溶液來淋洗污染土壤,使吸附或固定在土壤顆粒上的污染物脫附、溶解而去除的技

術(shù)。該技術(shù)可用于修復(fù)重金屬污染土壤,操作簡單,是一種成本效益高且可持續(xù)、環(huán)境友好型的修復(fù)方

法。異位清洗技術(shù)是把受污染的土壤挖出后,采用專門的清洗設(shè)備和藥劑對其進(jìn)行清洗,從而使吸附、

固定或沉淀在土壤中的污染物被去除,再對含有污染物的清洗廢水或廢液進(jìn)行處理,潔凈土可以回填或

1

運到其他地點回用。

化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是向污染土壤中加入化學(xué)氧化劑,依靠化學(xué)氧化劑的氧化能力,分解破壞污染物

的結(jié)構(gòu),是污染物降解或轉(zhuǎn)化為低毒、低移動性物質(zhì)的一種修復(fù)技術(shù)。微波催化氧化技術(shù)屬于化學(xué)氧化

修復(fù)技術(shù)的一種,異位的修復(fù)方式是將污染土壤挖掘出來進(jìn)行拌合處理,使得氧化劑與污染土壤充分接

觸,化學(xué)氧化技術(shù)可以和其他技術(shù)聯(lián)合使用。

水泥窯協(xié)同處置技術(shù)目前主要應(yīng)用于現(xiàn)有的先進(jìn)工藝技術(shù)裝備的新型干法水泥生產(chǎn)線,其技術(shù)原理

是將污染土壤按一定比例添加到水泥生料中,利用水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的高溫、氣體長時間停留、熱容量大、

熱穩(wěn)定性好、堿性氣氛、無廢渣排放等特點,將污染廢物作為水泥生料的一小部分制成水泥,在生產(chǎn)水

泥熟料的同時,焚燒處理有機污染土壤,既可有效節(jié)省資源,又能保護(hù)環(huán)境,具有良好的經(jīng)濟、社會效

益。

本標(biāo)準(zhǔn)主要針對修復(fù)污染土壤的污染物性質(zhì)及污染程度,以確定最終最合適需修復(fù)污染特性工藝技

術(shù)的實施。異位修復(fù)技術(shù)環(huán)境風(fēng)險較低,系統(tǒng)處理的預(yù)測性高于原位修復(fù)。較大面積的污染土壤,必須

大量挖掘土壤并進(jìn)行處理,工程造價太高,異位修復(fù)更適合面積不較大的污染土壤,并保障修復(fù)后重金

屬污染場地的安全利用。

2.2標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性

本標(biāo)準(zhǔn)以削減污染物含量、同步去除重金屬和有機物污染并無害化處理為目的,充分利用自主開發(fā)

的異位土壤修復(fù)裝備,開展異位修復(fù)與再利用工程示范。集成篩分淋洗、微波催化氧化、吸附固載等協(xié)

同修復(fù)技術(shù),建立具有針對性的異位修復(fù)技術(shù)體系,充分論證修復(fù)技術(shù)經(jīng)濟和可行性,優(yōu)化修復(fù)協(xié)同工

藝。采用自主開發(fā)的智能化異位土壤修復(fù)技術(shù)與裝備,開展異位修復(fù)與再利用工程示范。檢測修復(fù)前后

復(fù)合污染土壤中污染物種類和含量變化,分析協(xié)同技術(shù)的經(jīng)濟和可行性,對完善我國復(fù)合污染場地修復(fù)

技術(shù)體系研發(fā)和裝備研制具有重大的意義。

3主要工作過程

2020年12月至2021年5月,課題啟動。開展場地調(diào)研,在華南地區(qū)落實工程示范場地,完成場地

調(diào)研、污染指標(biāo)分析、技術(shù)方案及工程初步設(shè)計。

2021年8月至2022年1月,文獻(xiàn)調(diào)研。搜集國內(nèi)外重金屬及有機污染物復(fù)合污染場地修復(fù)技術(shù)相

關(guān)文獻(xiàn)及實際案例并對其進(jìn)行總結(jié)和歸納。

2021年5月至2022年10月,數(shù)據(jù)整理。對本項目的實驗室成果及現(xiàn)場示范工程數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整

理。

2022年11月至2022年12月,標(biāo)準(zhǔn)立項。標(biāo)準(zhǔn)編制組準(zhǔn)備立項資料,具體工作包括立項申請表、

標(biāo)準(zhǔn)框架草案和立項論證會匯報PPT。標(biāo)準(zhǔn)編制組召開了標(biāo)準(zhǔn)草案專家研討會。會后標(biāo)準(zhǔn)編制組根據(jù)專

2

家意見對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容對標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了修改完善。

2023年1月至2023年5月,標(biāo)準(zhǔn)起草與專家咨詢。起草標(biāo)準(zhǔn)初稿及編制說明,同時搜集標(biāo)準(zhǔn)編制

組針對專家意見對標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行修改完善。

4國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究

4.1國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)研究

《中華人民共和國土壤污染防治法》第十二條規(guī)定國務(wù)院生態(tài)環(huán)境主管部門根據(jù)土壤污染狀況、公

眾健康風(fēng)險、生態(tài)風(fēng)險和科學(xué)技術(shù)水平,并按照土地用途,制定國家土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn),加強土壤

污染防治標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)是強制性標(biāo)準(zhǔn)。

《土壤污染防治行動計劃》第二條規(guī)定健全土壤污染防治相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。2017年底前,發(fā)布

農(nóng)用地、建設(shè)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);完成土壤環(huán)境監(jiān)測、調(diào)查評估、風(fēng)險管控、治理與修復(fù)等技術(shù)規(guī)

范以及環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則制修訂工作。適時修訂污染物排放標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步明確污染物特別排放限值

要求。完善土壤中污染物分析測試方法,研制土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品。各地可制定嚴(yán)于國家標(biāo)準(zhǔn)的地方土壤

環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

基于《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》計算出的場地土壤風(fēng)險控制值,為異位篩分淋洗、微波催化氧

化及吸附固載技術(shù)修復(fù)污染土壤工程的修復(fù)目標(biāo)提出了要求。國家和地方頒布的大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn),對

廢氣中顆粒物、有機污染物和氯化氫等的排放限值進(jìn)行了規(guī)定。國家和地方頒布的水污染排放標(biāo)準(zhǔn),對

廢水中COD、BOD、有機污染物等的排放限值進(jìn)行了規(guī)定。

2018年我國生態(tài)環(huán)境部和國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布了《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)

險管控標(biāo)準(zhǔn)》(試行)(GB36600-2018)其中提出了建設(shè)用地下各種污染物的土壤風(fēng)險篩選值和土壤風(fēng)

險管制值限值,并規(guī)定當(dāng)?shù)貕K中污染物濃度超過土壤風(fēng)險篩選值時,則應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和風(fēng)險評估,

并計算其風(fēng)險水平,確定其污染范圍,當(dāng)?shù)貕K中的污染物濃度超過土壤風(fēng)險管制值,則認(rèn)為地塊存在不

可接受的風(fēng)險,應(yīng)采取必要的管制和修復(fù)的措施。

針對重金屬和毒害有機物修復(fù)單項技術(shù)多、選用難的問題,通過對單線技術(shù)組裝集成,結(jié)合電子廢

物拆解場地土壤不同污染組分及污染程度、土壤理化性質(zhì)、環(huán)境條件,因地制宜構(gòu)建異位散亂污電子廢

物拆解場地復(fù)合污染土壤修復(fù)技術(shù)集成體系,為電子廢物拆解場地土壤污染治理協(xié)同修復(fù)與再利用工程

示范提供有效的技術(shù)支撐。

4.2國外標(biāo)準(zhǔn)研究

英國在2002年在《污染土地評價與再開發(fā)準(zhǔn)則》(LCRCL59/83)之后頒布了《污染場地風(fēng)險評

價技術(shù)規(guī)范》,其核心內(nèi)容是根據(jù)人群暴露途徑及污染物的毒理學(xué)性質(zhì),開展污染場地的土壤污染風(fēng)險

評價,用以指導(dǎo)土壤修復(fù)工作。

3

美國在污染場地的管理方面,走在世界的前列,美國在嚴(yán)重的環(huán)境污染事故“拉夫運河事件”之后,

在公眾輿論的巨大壓力下,頒布了著名的針對污染場地管理的“超級基金”法案,該法案是美國第一部關(guān)

于土壤污染防治方面的具有法律性管理文件。隨后美國發(fā)布了一系列針對土壤污染和管理的規(guī)范文件,

其中包括《致癌風(fēng)險評價指南》、《致畸風(fēng)險評價指南》、《致畸風(fēng)險評價》等,并于1998年提出了

著名的污染場地風(fēng)險評價模型RBCA(Risk-BasedCorrectiveAction),且分別于2002和2003年對該模

型進(jìn)行了審定與完善。1996年,美國環(huán)保部發(fā)布了基于健康風(fēng)險評價建立的土壤篩選值的技術(shù)導(dǎo)則并

與2001年發(fā)布了補充文件,提出了在住宅、商業(yè)和工業(yè)等用地情況下基于風(fēng)險評價結(jié)果推導(dǎo)污染土壤

篩選值的技術(shù)方法。

荷蘭是最早歐盟中最早制定土壤方面有關(guān)立方的國家。荷蘭于1987年頒布實施的《土壤保護(hù)法》

規(guī)定土壤污染必須區(qū)分對待歷史污染和新污染,土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為目標(biāo)值、干涉值和限制值,其標(biāo)

準(zhǔn)的制定也是基于健康風(fēng)險研究以及生態(tài)毒理研究和結(jié)合大量數(shù)據(jù)而確定的。當(dāng)土壤和地下水污染物濃

度超過干涉值時,表明土壤環(huán)境已遭受到嚴(yán)重污染,需采取行動對其進(jìn)行修復(fù),其指導(dǎo)意義相當(dāng)于我國

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中篩選值;同時其規(guī)定了土壤的目標(biāo)值和限制值,指導(dǎo)土壤修復(fù)的總體目標(biāo)時達(dá)到目標(biāo)值。

5同類工程調(diào)研

5.1篩分淋洗技術(shù)修復(fù)污染土壤的發(fā)展及應(yīng)用

篩分淋洗屬于物化修復(fù)技術(shù),通常是指借助能促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移的水、表面活性劑

溶液或含有助溶劑的溶液來淋洗污染土壤,使吸附或固定在土壤顆粒上的污染物脫附、溶解而去除的技

術(shù)。

此技術(shù)分為原位篩分淋洗和異位篩分淋洗。

原位淋洗技術(shù)即不對土壤進(jìn)行開挖,直接通過水力壓頭或沖洗等方式對污染土壤進(jìn)行淋洗,攜帶污

染物質(zhì)到達(dá)地下水后用泵抽取污染的地下水,并于地面上去除污染物的過程。該技術(shù)對土壤質(zhì)地要求嚴(yán)

格,一般適用于砂土和沙壤土,不適于粘土含量較高的污染土壤的修復(fù)。該技術(shù)若操作不當(dāng)容易造成二

次污染,而且大部分淋洗劑的使用會造成土壤肥力下降,部分淋洗劑的殘留也會對土壤造成二次污染。

異位淋洗技術(shù)是把受污染的土壤挖出后,采用專門的清洗設(shè)備和藥劑對其進(jìn)行清洗,從而使吸附、

固定或沉淀在土壤中的污染物被去除,再對含有污染物的清洗廢水或廢液進(jìn)行處理,潔凈土可以回填或

運到其他地點回用。

發(fā)達(dá)國家針對異位淋洗修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用經(jīng)歷了30多年的發(fā)展,積累了較為豐富的技術(shù)及工

程經(jīng)驗。1989-2012年美國、英國、加拿大、捷克、南韓、馬里等國家開展的38個中試規(guī)模以上的重金

屬污染土壤淋洗工程,下表為部分工程案例。其中典型的污染地塊位于倫敦2012奧運會地塊,土壤以

4

砂質(zhì)土壤為主,土壤污染物為砷、鉛、石油、氰化物等,土壤修復(fù)規(guī)模大約200萬噸。

表5.1部分國外異位淋洗技術(shù)修復(fù)工程案例

序號地塊名稱地點污染類型污染物質(zhì)處理量

KingofPrussiaTechnicalCorporationCr、Cu、Hg、

1美國重金屬19200噸

SuperfundSiteNi

TorontoHarbourCommissioners

Cu、Ni、Pb、

2(THC)/BergmannUSAformer加拿大重金屬820噸

Zn

auto/metalsalvagesite

BESCORP’ssoilwashingprocessat

3JointSmall~ArmsRange5,F(xiàn)ort美國重金屬Pb835噸

Polk,Leesville,LO

TallonMetalTechnologiesInc.atthe

4加拿大重金屬Pb150000噸

LonguePointesiteinMontreal

Biogenesissedimentwashing

As、Cd、Pb、

5technologyforremediationofdredged美國重金屬600000m3

Zn、Hg

materials(90%silt/clay)

表5.2國內(nèi)污染土壤淋洗修復(fù)工程案例

污染工程量處理

序號項目名稱地點污染物質(zhì)

類型(m3)技術(shù)

遼寧省大連某

遼寧有機污重金屬(As、Pb、Hg)

化工集團(tuán)污染

1省大染、重金多環(huán)芳烴(苯并芘等7270000熱脫附、淋洗技術(shù)

地塊修復(fù)治理

連市屬種)、苯系物

工程

無錫胡埭電鍍

江蘇

廠重金屬污染鉻、銅、鎳、鉛、鋅等重淋洗技術(shù)、固化/穩(wěn)定

2省無重金屬4000

地塊土壤修復(fù)金屬化

錫市

示范工程

廣州某船廠二廣東

101373淋洗技術(shù)、固化/穩(wěn)定

3期地塊土壤修省廣重金屬砷、鉛、汞、鋅

復(fù)項目州市

5.2微波催化氧化技術(shù)修復(fù)污染土壤的發(fā)展及應(yīng)用

微波催化氧化技術(shù)將微波催化技術(shù)和化學(xué)氧化相結(jié)合,一方面通過微波的加熱能力,促進(jìn)氧化劑活

化,更快地釋放·OH、·SO4等強氧化自由基,同時溫度的升高,體系中分子的運動速度加快,從而

5

促進(jìn)氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)速率;另一方面,微波的催化作用容易破壞分子化學(xué)鍵,降低反應(yīng)活化能,使

污染物易于降解,提高有機物去除率,不產(chǎn)生二次污染,減少有害物質(zhì)對環(huán)境的危害。因此,微波催化

氧化技術(shù)已逐漸成為了治理難降解有機污染物的研究熱點之一。

微波催化能改變化學(xué)反應(yīng)的歷程,降低反應(yīng)的活化能,加快合成的速度,使平衡轉(zhuǎn)化率提高,減少

副產(chǎn)物,改變立體選擇性等效應(yīng)。利用微波催化與化學(xué)氧化之間的協(xié)同作用處理難降解有機物,其作用

機理是:極性分子吸收微波后運動速度加劇使污染物的分子運動速度也隨之加快,碰撞接觸的幾率就會

增加,進(jìn)而迅速完成氧化過程;微波選擇性加熱溶液中物質(zhì)的分子,對氧化反應(yīng)起到強烈的催化作用,

還可以通過催化介質(zhì)把微波能傳給不能直接吸收微波的污染物,使污染物的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生振動和變形,

改變污染物的熵,使活化自由能降低,氧化反應(yīng)也就更加徹底,明顯提高污染物的降解去除率;氧化后

的氧化礦物中的金屬離子生成聚合類絮凝劑,和部分沒有氧化的有機物結(jié)合,產(chǎn)生絮凝沉淀去除,進(jìn)而

進(jìn)一步的去除有機物。該技術(shù)體系關(guān)鍵工藝參數(shù)包括氧化反應(yīng)條件、流程控制、氧化反應(yīng)與微波的場強、

頻率的關(guān)系等。

微波催化氧化修復(fù)技術(shù)可以處理石油烴、BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、酚類、MTBE(甲基叔

丁基醚)、含氯有機溶劑、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥等大部分有機物。微波催化氧化修復(fù)技術(shù)可用于不同環(huán)境條件

下污染土壤和地下水中污染物的去除,尤其適用于滲透性高的土壤。然而,由于介質(zhì)傳導(dǎo)效率的因素,

該技術(shù)在低滲透性土壤中的修復(fù)效果較差。

化學(xué)氧化是較成熟的多環(huán)芳烴及石油類污染物處置技術(shù),異位化學(xué)氧化處理技術(shù)反應(yīng)周期短、修復(fù)

效果可靠,在國外已經(jīng)形成了較完善的技術(shù)體系,應(yīng)用廣泛。

表5.3國外化學(xué)氧化技術(shù)典型案例

序號場地名稱目標(biāo)污染物修復(fù)藥劑

1韓國光州某軍事基地燃料存儲區(qū)石油烴過氧化氫

2加拿大亞伯達(dá)某廢棄管道場地苯系物過氧化氫

3美國馬里蘭州某賽車場地苯系物、甲基萘水泥,改性蒙脫石

異位化學(xué)氧化技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用時間相比國外較晚,據(jù)統(tǒng)計,2011-2017年有機污染土壤修復(fù)項目中,

化學(xué)氧化技術(shù)修復(fù)項目占有機污染異位修復(fù)項目的85%,是主要的有機污染修復(fù)技術(shù)。

表5.4國內(nèi)化學(xué)氧化技術(shù)典型案例

序號項目名稱目標(biāo)污染物修復(fù)藥劑

上海某機械廠污染場地土填修復(fù)項

1多環(huán)芳烴芬頓試劑

1,2-二氯乙烷、苯并(a)芘、2,6.二

2南方某熱電廠污染場地修復(fù)工程改良芬頓試劑

硝基甲苯

6

序號項目名稱目標(biāo)污染物修復(fù)藥劑

遼寧省某化工集團(tuán)污染場地修復(fù)治多環(huán)芳烴(苯并芘等7種)、苯芬頓試劑+活化過硫

3

理工程系物酸鹽

苯并(a)蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a)

4廣州某造船廠二期地塊芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并過硫酸鹽

(a,h)蒽、石油烴(C10-C40)

芬頓試劑+活化過硫

5南京某煤制氣場地修復(fù)項目多環(huán)芳烴類

酸鹽

6遼寧某污染場地修復(fù)治理工程氯苯、多壞芳烴、六六六類芬頓試劑

5.3吸附固載技術(shù)修復(fù)污染土壤的發(fā)展及應(yīng)用

吸附固載修復(fù)技術(shù)主要是通過吸附土壤中的污染物,并將其固定在土壤中的一種修復(fù)技術(shù),屬于固

化/穩(wěn)定化技術(shù)中的一種。

如果從固化/穩(wěn)定化技術(shù)的分類來看,異位穩(wěn)定化技術(shù)是目前國內(nèi)外使用的主要方法。它是將污染土

壤從最初污染位置挖掘出來,運輸至現(xiàn)場或場外特定場所或處理系統(tǒng)中實現(xiàn)與穩(wěn)定化材料的混合和后續(xù)

養(yǎng)護(hù)。盡管挖掘運輸污染土壤增加了處理成本和污染的可能性,但是異位處理能較好地控制固化/穩(wěn)定化

材料的加入方式和混合攪拌方式,使污染土壤與固化/穩(wěn)定化材料充分混合。

根據(jù)修復(fù)對象不同,可供選擇的固化/穩(wěn)定化藥劑種類較多,比如:膨潤土、海泡石、蒙脫石、石灰、

水泥等可以作為固化劑吸附土壤中的重金屬,大大降低土壤中各種重金屬的遷移性;硫系、鐵系等穩(wěn)定

化藥劑可以與重金屬形成化學(xué)反應(yīng),降低重金屬的遷移性和可溶性。固化/穩(wěn)定化藥劑還可以有效修復(fù)多

種介質(zhì)中的重金屬污染,其適用的pH值及其寬泛,且可短期內(nèi)修復(fù)范圍較廣的污染,處理量最大可達(dá)

數(shù)千噸每天。

固化/穩(wěn)定化是比較成熟的修復(fù)技術(shù),上世紀(jì)八九十年代,美國環(huán)境保護(hù)署率先將固化/穩(wěn)定化技術(shù)

用于污染土壤的修復(fù)研究。據(jù)美國超級基金項目統(tǒng)計,1982~2008年污染源處理項目中,有203項應(yīng)用

該技術(shù),占污染源異位修復(fù)項目的21.4%,是使用最多的污染源修復(fù)技術(shù)。2004年,英國環(huán)保署組織編

寫了《污染土壤穩(wěn)定/固化處理技術(shù)導(dǎo)則》。

表5.5固化/穩(wěn)定化技術(shù)國外應(yīng)用案例

序號名稱目標(biāo)污染物固化/穩(wěn)定化藥劑規(guī)模

MassachusettsMilitary

1Pb某M藥劑13601m3

Reservation,USA

2PepperSteel&Alloy,MiamiPb,As,PCBs水泥等47400m3

7

序號名稱目標(biāo)污染物固化/穩(wěn)定化藥劑規(guī)模

Zn,Pb,PCBs、苯

3Douglasville,PAHAZCO水泥等191100m3

酚、石油烴

Formerindustrialsite,Chineham,水泥,改性活性蒙脫

4重金屬、石油烴1200m3

Basingstoke,UK石

固化/穩(wěn)定化技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用時間相比國外較晚,早期多處于實驗室理論階段以及現(xiàn)場的中試階段;

經(jīng)過近些年的發(fā)展,國內(nèi)對于重金屬污染土壤的處理采用固化/穩(wěn)定化技術(shù)的應(yīng)用案例越來越多。據(jù)統(tǒng)計,

2010~2018年重金屬污染土壤修復(fù)項目中,固化/穩(wěn)定化技術(shù)修復(fù)項目占比70%。

表5.6國內(nèi)固化/穩(wěn)定化修復(fù)成功案例

序號項目名稱目標(biāo)污染物固化/穩(wěn)定化藥劑規(guī)模

湖北鄖陽區(qū)某電鍍廠重金屬修Pb、Cd、Cu、Zn、硫化物、鋁鹽、改良膨潤土、160000

1

復(fù)項目Cr(VI)水泥等m3

廣西河池市都安縣某礦區(qū)重金

2Zn、Pb、Cu硫化物、水泥等8700m3

厲污染土填治理項目

湖南省株洲市某冶金廠重金屬

3Pb、Cd、Cu、Zn改良硫化物、改良膨潤土等20050m3

污染土壤治理項目

4廣州某場地土壤修復(fù)項目As某硫化物藥劑10531

廣州某早痔瘡污染場地修復(fù)工

5As、Cu、Zn、Pb硫化物、水泥等81509.64

廣州某造船廠污染土壤修復(fù)項

6As、Pb、Zn、Hg硫化鈉、磷酸鹽、水泥等101373

6異位修復(fù)技術(shù)可行性

6.1篩分淋洗技術(shù)可行性評估

篩分淋洗技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于去除有機物、重金屬復(fù)合污染土壤的修復(fù)技術(shù),以下通過淋洗技術(shù)

原理簡介、小試、中試實驗和應(yīng)用案例說明篩分淋洗技術(shù)的可行性。

6.1.1技術(shù)原理可行性評估

篩分淋洗技術(shù)是一種成本效益高且可持續(xù)、環(huán)境友好型的修復(fù)方法。淋洗修復(fù)技術(shù)的研究目前主要

集中在對重金屬和有機污染物的治理上,歐洲、美國、日本等發(fā)達(dá)國家起步較早,且在20世紀(jì)90年代

進(jìn)入工程應(yīng)用階段,目前在歐洲應(yīng)用較為廣泛。

土壤的物理淋洗(PhysicalSeparation,簡稱PS)可以從土壤中分離污染物。物理淋洗工藝前需預(yù)處

理將40mm的大塊物料篩除,并將干凈的粗顆粒如砂石、礫石與重金屬富集的細(xì)顆粒(如粉粒和黏粒)

分離,得到的細(xì)顆粒進(jìn)一步處理,實現(xiàn)污染土壤的減量化。

8

EPA研究表明,土壤中很大比例的污染物與小顆粒的污染土結(jié)合在一起,在這種情況下,將大粒徑

的土壤與細(xì)小顆粒進(jìn)行物理分離(PS工藝),能有效地濃縮污染物,從而大大減少污染土壤的方量,即

通過PS工藝能夠有效的污染物濃縮和污染土壤的體積減量。淋洗技術(shù)處理土壤中多種污染物復(fù)合污染

土壤具有明顯的優(yōu)勢,淋洗技術(shù)十分適合電子垃圾拆解場地重金屬污染物種類多(鉛、銅、鎘)的情況。

6.2微波催化氧化技術(shù)可行性評估

6.2.1技術(shù)原理可行性評估

微波催化氧化技術(shù)將微波催化技術(shù)和化學(xué)氧化相結(jié)合?;瘜W(xué)氧化技術(shù)是指向污染土壤添加氧化劑,

通過氧化作用,使土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或相對毒性較小的物質(zhì)。常見的氧化劑包括高錳酸鹽、過

氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧。

過硫酸鹽(M2S2O8,M=Na、K、NH4)是一種常見的氧化劑,近幾年在環(huán)境污染治理領(lǐng)域成為一

類新的“高級氧化技術(shù)”?;钚孕问降倪^硫酸鹽氧化強度幾乎同于Fenton試劑。過硫酸鹽活化是指通過加

熱、過度金屬等方式活化后,分子結(jié)構(gòu)中-O-O-鍵斷裂,生成強氧化性的SO4-?(E0=+2.5V~+3.1V)。

土壤中的過硫酸鹽非常穩(wěn)定,通??稍谕寥乐写嬖跀?shù)月,而且活性過硫酸鹽可用于分解污染物的種類廣

泛。

6.3吸附固載技術(shù)可行性評估

6.3.1技術(shù)原理可行性評估

固化/穩(wěn)定化技術(shù)是通過物理、化學(xué)的方法,將重金屬污染的土壤按一定比例與改良劑或固化劑混合,

通過添加試劑對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用,以降低重金屬在環(huán)境中的遷移滲透和生物

有效性。根據(jù)固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)適用于處理土壤中的重金屬類、石棉、放射性物質(zhì)、腐蝕性無機物、

氰化物以及砷化合物等無機物。

根據(jù)修復(fù)對象不同,可供選擇的固化/穩(wěn)定化藥劑種類較多,比如:膨潤土、海泡石、蒙脫石、石灰、

水泥等可以作為固化劑吸附土壤中的重金屬,大大降低土壤中各種重金屬的遷移性;硫系、鐵系等穩(wěn)定

化藥劑可以與重金屬形成化學(xué)反應(yīng),降低重金屬的遷移性和可溶性。固化/穩(wěn)定化藥劑還可以有效修復(fù)多

種介質(zhì)中的重金屬污染,其適用的pH值及其寬泛,且可短期內(nèi)修復(fù)范圍較廣的污染,處理量最大可達(dá)

數(shù)千噸每天。

在固化/穩(wěn)定化修復(fù)實施過程中無需特制設(shè)備,對各種地塊情況都有成熟的施工方案。與其他重金屬

污染修復(fù)技術(shù)相比,其技術(shù)經(jīng)濟實用性更佳,設(shè)備通用性更強。

固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)按處置位置的不同,分為原位和異位固化/穩(wěn)定化,具體處置方式可與本地塊

未來用地規(guī)劃緊密聯(lián)系起來,從技術(shù)實施角度考慮,不僅可簡化實施工序,增加處置效率,且從地塊規(guī)

劃角度考慮,固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)可充分與未來用地規(guī)劃相結(jié)合,如:對污染土壤采取開挖異地處置的

方式,由于未來用地規(guī)劃主要為建設(shè)用地,故挖掘后產(chǎn)生的基坑可不做回填,直接與將來建設(shè)用地的地

9

基建設(shè)相結(jié)合,從而簡化工序。

綜上,固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于電子垃圾拆解場地重金屬和有機物復(fù)合污染土壤的修復(fù)具有較好

可行性。

6.4異位修復(fù)技術(shù)選擇的創(chuàng)新性

電子垃圾拆解場地污染多為重金屬和有機污染物復(fù)合污染,污染情況復(fù)雜,污染物種類多樣。單一

修復(fù)技術(shù)難以滿足電子垃圾拆解場地復(fù)合污染修復(fù)的要求。因此,針對復(fù)合污染物的集成修復(fù)技術(shù)研發(fā)

顯得尤為重要。針對散亂污電子廢物拆解場地,異位修復(fù)技術(shù)存在淋洗劑回用處理難、氧化不徹底等難

題,研制基于基于精細(xì)多級篩分、表面活性劑增溶淋洗、微波催化氧化等原理的智能化異位修復(fù)裝備,

在此基礎(chǔ)上建立基于篩分淋洗、催化氧化、吸附固載協(xié)同的復(fù)合污染土壤修復(fù)技術(shù)體系,為污染土地再

利用提供技術(shù)支持。微波催化氧化技術(shù)、吸附固載修復(fù)技術(shù)、篩分淋洗技術(shù)在治理復(fù)合污染土壤方面具

有巨大的應(yīng)用前景。

7主要技術(shù)內(nèi)容及說明

本文件分12章,包括適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、污染物與負(fù)荷、總體要求、工藝

設(shè)計、檢測與過程控制、主要輔助工程、勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生、施工、運行與維護(hù),下面對標(biāo)準(zhǔn)主要技

術(shù)內(nèi)容進(jìn)行說明。

7.1適用范圍

本文件規(guī)定了電子廢物拆解場地復(fù)合污染土壤篩分淋洗、微波催化氧化及吸附固載等異位修復(fù)技術(shù)

的總體要求、工藝設(shè)計要求、污染負(fù)荷、工程實施等技術(shù)內(nèi)容。

本文件適用于散亂污電子垃圾拆解場地復(fù)合污染土壤篩分淋洗、微波催化氧化及吸附固載等異位修

復(fù)技術(shù)。篩分淋洗技術(shù)適用于重金屬及有機物等污染物導(dǎo)致的土壤污染治理;微波催化氧化技術(shù)適用于

有機物導(dǎo)致的土壤污染治理;吸附固載技術(shù)適用于重金屬、有機物以及復(fù)合污染的土壤污染治理。

本文件不適用于阻隔填埋法、水泥窯協(xié)同修復(fù)等異位修復(fù)技術(shù)。

7.2規(guī)范性引用文件

本節(jié)列出了規(guī)范條文中出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。引用標(biāo)準(zhǔn)和文件共計13項,其中國家標(biāo)準(zhǔn)4項,環(huán)境行業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)9項。

7.3術(shù)語和定義

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了篩分淋洗、微波催化氧化及吸附固載等技術(shù)修復(fù)污染土壤工程技術(shù)規(guī)范涉及到的有關(guān)

術(shù)語及定義,給出了散亂污、電子垃圾拆解場地、復(fù)合污染土壤、目標(biāo)污染物、異位修復(fù)技術(shù)、微波催

化氧化技術(shù)、吸附固載技術(shù)及篩分淋洗技術(shù)、預(yù)處理等9個術(shù)語的定義。主要參考了《污染場地術(shù)語手

冊》(HJ682-2014)中對相關(guān)術(shù)語的定義。

10

7.4污染物與負(fù)荷

本節(jié)給出了異位修復(fù)技術(shù)的適用范圍及目標(biāo)污染物的種類。

本節(jié)規(guī)定了根據(jù)異位修復(fù)技術(shù)工程設(shè)計需要,需對污染地塊進(jìn)行全面和深入的調(diào)查,收集相關(guān)資料。

異位修復(fù)技術(shù)在工程實施過程中產(chǎn)生的二次污染較小,主要包括:

篩分淋洗修復(fù)技術(shù)工程運行中產(chǎn)生的二次污染主要包括:

a)廢氣:包括污染土壤預(yù)處理及進(jìn)料產(chǎn)生的揚塵、;

b)廢水:包括篩分后石塊清洗廢水、泥水分離產(chǎn)生的廢水、噴淋廢水等;

c)固體廢物:包括污染土壤預(yù)處理產(chǎn)生的固體廢物、泥水分離及噴淋廢水處理產(chǎn)生的污泥及更換

的活性炭吸附柱等。

d)噪聲:設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的噪聲等。

微波催化氧化修復(fù)技術(shù)工程運行中產(chǎn)生的二次污染主要包括:

a)廢氣:包括污染土壤預(yù)處理、進(jìn)料及催化氧化藥劑攪拌產(chǎn)生的揚塵、微波處置過程中產(chǎn)生的尾

氣;

b)廢水:包括微波設(shè)備冷卻水塔的循環(huán)冷卻水;

c)固體廢物:包括污染土壤預(yù)處理產(chǎn)生的固體廢物、尾氣處理裝置中更換的活性炭等。

d)噪聲:設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的噪聲等。

吸附固載修復(fù)技術(shù)工程運行中產(chǎn)生的二次污染主要包括:

a)廢氣:包括污染土壤預(yù)處理、人工添加藥劑及藥劑攪拌產(chǎn)生的揚塵;

b)廢水:包括灑水養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生的廢水;

c)固體廢物:包括污染土壤預(yù)處理產(chǎn)生的固體廢物等。

7.5總體要求

7.5.1一般規(guī)定

在一般規(guī)定中列出了與異位修復(fù)技術(shù)工程設(shè)計有關(guān)的地塊地層、土壤特性和污染分布等信息;規(guī)定

了異位修復(fù)技術(shù)修復(fù)污染土壤工程在運行過程中所產(chǎn)生的各種二次污染問題所應(yīng)滿足的環(huán)境管理要求。

包括:處理后的土壤應(yīng)滿足修復(fù)目標(biāo)值的要求;大氣污染防治應(yīng)滿足GB16297要求;廢水可經(jīng)處理后

回用或經(jīng)處理后達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)作其它用處;廠界噪聲應(yīng)執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348);

產(chǎn)生的危險廢物,應(yīng)按照危險廢物進(jìn)行管理;一般固體廢物按一般固體廢物進(jìn)行管理。

7.5.2工程組成

本節(jié)規(guī)定了污染土壤異位技術(shù)修復(fù)工程的主體工程、輔助工程和配套設(shè)施的范圍。

7.5.3總平面布置

對土壤處理場址選擇、設(shè)備排列總平面布置、功能區(qū)劃等方面做出了比較細(xì)致和具體的規(guī)定。

處理場的行車道路宜環(huán)形設(shè)置,路面寬度不宜小于6m。處理場外應(yīng)設(shè)消防道路,道路的寬度不應(yīng)

11

小于3.5m。處理場周圍應(yīng)設(shè)置圍墻或其它防護(hù)柵欄,防止家畜和無關(guān)人員進(jìn)入。

7.6工藝設(shè)計

7.6.1一般規(guī)定

本節(jié)列出了工程設(shè)計的內(nèi)容和工藝參數(shù)確定的要求。工藝設(shè)計和參數(shù)的選取一般應(yīng)根據(jù)污染物和地

塊特征依靠小試或中試來確定,工程經(jīng)驗可作為設(shè)計的參考。

本節(jié)規(guī)定了本標(biāo)準(zhǔn)涉及的工藝應(yīng)遵循的設(shè)計要求,包括暫存、預(yù)處理、進(jìn)料、出料與存放、二次污

染控制等工藝環(huán)節(jié)。

7.6.2工藝選擇

本節(jié)列出了異位修復(fù)技術(shù)的工藝流程圖。

圖7.1異位修復(fù)技術(shù)工藝流程圖

7.6.3材料和藥劑的選擇

本節(jié)規(guī)定了本標(biāo)準(zhǔn)涉及的異位修復(fù)技術(shù)的材料及藥劑的選擇范圍。

藥劑的選擇應(yīng)根據(jù)土壤污染物種類、污染程度和土壤理化性質(zhì)等指標(biāo)確定。

針對重金屬和有機物復(fù)合污染土壤可以采用合成螯合劑與表面活性劑聯(lián)用處置。乙二胺四乙酸

EDTA在較寬泛的pH范圍內(nèi)對多種重金屬具有很強的螯合作用,是一種常見的土壤淋洗劑。檸檬酸(CA)

是一種低分子量天然有機酸,可與重金屬形成易溶于水的絡(luò)合物,且本身可被生物降解,環(huán)境風(fēng)險較小。

微波催化氧化是將微波催化與化學(xué)氧化相結(jié)合,是一種在微波和催化劑協(xié)同催化作用下產(chǎn)生活性物

質(zhì)降解土壤中污染物的方法。生物炭材料作為一種良好的微波吸收材料,可利用微波的熱效應(yīng)與非熱效

12

應(yīng)在微波場中迅速升溫。而過硫酸鹽在高溫下也會被活化產(chǎn)生硫酸根自由基和羥基自由基等活性物質(zhì)對

土壤中的污染物進(jìn)行氧化與礦化,最終完成土壤中污染物的去除。微波催化氧化修復(fù)技術(shù)對土壤的物化

性質(zhì)影響較小。

水泥、粉煤灰

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