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先进的土壤修复技术有什么?

提问者:12345浏览次数:125次2017/6/23 15:51:49
先进的土壤修复技术有什么?

满意答案

土壤修复的技术众多,但根据工程原理的不同,大致可以划分为物理法、化学法以及生物法三大类,也有一些技术将以上三种方法复合应用。


1.物理方法


土壤的物理修复主要是根据污染物的某些特性,运用物理方法将污染物与土壤分离。物理修复技术目前运用较多的主要包括常温解析、热解析、热脱附技术、洗脱技术、土壤阻隔填埋技术、多相抽提技术、水泥窑协同处置技术等。


常温解析


常温解析技术常温解析修复技术,其原理是利用土壤中有机污染物易挥发的特点,常温下通过土壤解析机械设备(如翻抛机、土壤改良机和筛分机等)对污染土壤进行强制扰动,必要时向污染土壤中均匀混入常温解析用剂,增加土壤的孔隙度,使吸附于污染土壤颗粒内的挥发性有机物解析和挥发,并最终通过密闭车间配备的通风管路及尾气处理系统得以收集去除。


热解析、热脱附


热解析、热脱附技术通过直接或间接加热,将污染土壤加热至目标污染物的沸点以上,通过控制系统温度和物料停留时间有选择地促使污染物气化挥发,使目标污染物与土壤颗粒分离、去除。适用于挥发及半挥发性有机污染物(如石油烃、农药、多氯联苯)和汞,不适用于无机物污染土壤(汞除外),也不适用于腐蚀性有机物、活性氧化剂和还原剂含量较高的土壤。目前该技术在国外已广泛应用,国内有少量工程应用。


该技术处理土壤污染周期从几周到几年不等,国际上处理成本中小型场地(2万吨以下,约合2.68万m3)处理成本约为100–300美元/m3,对于大型场地处理成本可降低至50美元/m3;国内处理成本约为150–500元/m3。


淋洗


土壤洗脱技术采用物理分离或增效洗脱等手段,通过添加水或合适的增效剂,分离重污染土壤组分或使污染物从土壤相转移到液相,并有效地减少污染土壤的处理量,实现减量化。洗脱系统废水应处理去除污染物后回用或达标排放。可用于处理重金属及半挥发性有机污染物、难挥发性有机污染物,不宜用于土壤细粒(粘/粉粒)含量高于25%的土壤。美国、加拿大、欧洲及日本等已有较多的应用案例,国内已有工程案例。


该技术处理周期约为3–12个月,美国处理成本约为53–420美元/m3;欧洲处理成本约为15–456欧元/m3,平均为116欧元/m3;国内处理成本约为600–3000元/m3。


阻隔填埋


土壤阻隔填埋技术将污染土壤或经过治理后的土壤置于防渗阻隔填埋场内,或通过敷设阻隔层阻断土壤中污染物迁移扩散的途径,使污染土壤与四周环境隔离,避免污染物与人体接触和随土壤水迁移进而对人体和周围环境造成危害。该技术适用于重金属、有机物及重金属有机物复合污染土壤的阻隔填埋;不宜用于污染物水溶性强或渗透率高的污染土壤,不适用于地质活动频繁和地下水水位较高的地区。


该技术在国外应用广泛技术成熟,在国内已有较多工程应用。这种技术处理周期较短,国内处理成本为300–800元/m3。


多相抽提


多相抽提技术通过真空提取手段,抽取地下污染区域的土壤气体、地下水和浮油等到地面进行相分离及处理。适用于污染土壤和地下水,可处理易挥发、易流动的NAPL(非水相液体,如汽油、柴油、有机溶剂等)。不宜用于渗透性差或者地下水水位变动较大的场地。该项技术成熟在国外应用广泛,而且在国内已有少量工程应用。


该技术清理污染源区域的速度相对较快,通常需要1–24个月的时间。在国外处理成本约为35美元/m3水,国内修复成本为400元每千克NAPL左右。


水泥窑协同处置


水泥窑协同处置技术利用水泥回转窑内的高温、气体长时间停留、热容量大、热稳定性好、碱性环境、无废渣排放等特点,在生产水泥熟料的同时,焚烧固化处理污染土壤。该技术国外发展较成熟,广泛应用于危险废物处理,但应用于污染土壤处理相对较少;国内已有工程应用。


对污染土壤处理周期与水泥生产线的生产能力及污染土壤添加量相关,添加量一般低于水泥熟料量的4%。目前国内的应用成本约为800–1000元/m3。


2.化学方法


土壤的化学修复主要是运用化学药剂与土壤中的污染物发生化学反应的原理来处理被污染的土壤。化学修复方法目前运用比较多的有异位固化/稳定化技术、异位化学氧化/还原技术、原位固化/稳定化技术、原位化学氧化/还原技术等。


固化/稳定化


异位固化/稳定化


异位固化/稳定化技术是通过向污染土壤中添加固化剂/稳定化剂,经充分混合,使其与污染介质、污染物发生物理、化学作用,将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透系数的固化体,或将污染物转化成化学性质不活泼形态,降低污染物在环境中的迁移和扩散。其适用于污染土壤,可处理金属类、石棉、放射性物质、腐蚀性无机物、氰化物以及砷化合物等无机物;农药/除草剂、石油或多环芳烃类、多氯联苯类以及二噁英等有机化合物,但不适用于挥发性有机化合物和以污染物总量为验收目标的项目,而且当需要添加较多的固化/稳定剂时,对土壤的增容效应较大,会显著增加后续土壤处置费用。该项技术在国外应用广泛,据美国环保署统计,在1982–2008年已有200余项超级基金项目应用该技术,同时国内有较多工程应用这项技术。


该项技术的日处理能力通常为100–1200m3。据美国环保署数据显示,对于小型场地(1000立方码,约合765m3)处理成本约为160–245美元/m3,对于大型场地(50000立方码,约合38228m3)处理成本约为90–190美元/m3;国内处理成本一般为500–1500/m3。


原位固化/稳定化


原位固化/稳定化技术是通过一定的机械力在原位向污染介质中添加固化剂/稳定化剂,在充分混合的基础上,使其与污染介质、污染物发生物理、化学作用,并将污染土壤固封为结构完整的具有低渗透系数的固化体,或将污染物转化成化学性质不活泼形态,降低污染物在环境中的迁移和扩散。该项技术比较适用于污染土壤,可用来处理金属类、石棉、放射性物质、腐蚀性无机物、氰化物以及砷化合物等无机物;农药/除草剂、石油或多环芳烃类、多氯联苯类以及二噁英等有机化合物。不宜用于挥发性有机化合物和以污染物总量为验收目标的项目。该项技术在国外已经形成了比较完善的技术体系,而且应用广泛,根据美国环保署统计,在2005–2008年间应用该技术的案例占修复工程案例的7%。与此同时该项技术在国内仍处于中试阶段。


该项技术的处理周期一般为3–6个月。根据美国环保署数据显示,应用于浅层污染介质处理成本约为50–80美元/m3,应用于深层处理成本约为195–330美元/m3。


氧化/还原技术


异位化学氧化/还原


异位化学氧化/还原技术是通过向污染土壤添加氧化剂或还原剂,通过氧化或还原作用,使土壤中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。常见的氧化剂包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧。常见的还原剂包括连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、多硫化钙、二价铁、零价铁等。其中,化学氧化可处理石油烃、BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、酚类、MTBE(甲基叔丁基醚)、含氯有机溶剂、多环芳烃、农药等大部分有机物;化学还原可处理重金属类(如六价铬)和氯代有机物等。异位化学氧化不适用于重金属污染土壤的修复,对于吸附性强、水溶性差的有机污染物应考虑必要的增溶、脱附方式;异位化学还原不适用于石油烃污染物的处理。在国外已经形成了较完善的技术体系,应用广泛,国内发展也较快,已经有工程应用的案例。


该项技术的处理周期较短,一般为数周到数月。国外处理成本为200–660美元/m3;国内处理成本一般为500–1500元/m3。


原位化学氧化/还原


原位化学氧化/还原技术是通过向土壤或地下水的污染区域注入氧化剂或还原剂,通过氧化或还原作用,使土壤或地下水中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。常见的氧化剂包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧。常见的还原剂包括硫化氢、连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、多硫化钙、二价铁、零价铁等。其中,化学氧化可处理石油烃、BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、酚类、MTBE(甲基叔丁基醚)、含氯有机溶剂、多环芳烃、农药等大部分有机物;化学还原可处理重金属类(如六价铬)和氯代有机物等,受腐殖酸含量、还原性金属含量、土壤渗透性、pH值变化影响较大。该项技术比较适用于污染土壤和地下水,在国外已经形成了较完善的技术体系,应用广泛;另外据美国环保署统计,2005–2008年应用该技术的案例占修复工程案例总数的4%,同时该项技术在国内发展较快,已有工程应用的案例。


该项技术清理污染源区的速度相对较快,通常需要3–24个月的时间,但使用该技术修复地下水污染羽流区通常需要更长的时间,在美国使用该技术修复地下水处理成本约为123美元/m3。


3.生物方法


土壤的生物修复方法主要是应用微生物在土壤中的生物作用来进行土壤修复,主要技术有生物堆技术、原位生物通风技术、土壤植物修复技术等。


生物堆技术


生物堆技术是通过对污染土壤堆体采取人工强化措施,促进土壤中具备降解特定污染物能力的土著微生物或外源微生物的生长,降解土壤中的污染物。该项技术适用于污染土壤,可处理石油烃等易生物降解的有机物,不适用于重金属、难降解有机污染物污染土壤的修复,对粘土类污染土壤修复效果较差。在国外已广泛应用于石油烃等易生物降解污染土壤的修复,技术成熟。在国内已有用于处理石油烃污染土壤及油泥的工程应用案例。


该项技术的处理周期一般为1–6个月。在美国应用的成本约为130–260美元/m3,国内的工程应用成本为300–400元/m3。


原位生物通风技术


原位生物通风技术是通过向土壤中供给空气或氧气,依靠微生物的好氧活动,促进污染物降解;同时利用土壤中的压力梯度促使挥发性有机物及降解产物流向抽气井,被抽提去除。可通过注入热空气、营养液、外源高效降解菌剂的方法对污染物去除效果进行强化。适用于非饱和带污染土壤,可处理挥发性、半挥发性有机物,不适合于重金属、难降解有机物污染土壤的修复,不宜用于粘土等渗透系数较小的污染土壤修复。在国外应用广泛,国内尚处于中试阶段。


该项技术的处理周期为6–24个月,根据国外处理经验,其处理成本约为13–27美元/m3。


0wangyou2017/6/29 16:41:08
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