污染場(chǎng)地原位化學(xué)氧化還原技術(shù)

技術(shù)名稱技術(shù)名稱：原位化學(xué)氧化/還原，英文名稱：InSitu苯酚類MTB（甲叔丁基醚含氯有機(jī)溶劑多環(huán)芳烴農(nóng)藥等大部分有機(jī)物化學(xué)還原可以處理重金屬類（如六價(jià)鉻）和氯代有機(jī)物等。應(yīng)用限制條件：土壤中存在腐殖酸、還原性金屬等物質(zhì)，會(huì)消耗大量氧化劑；在滲透性較差的區(qū)（如粘土藥劑輸速率可能較慢化學(xué)氧化/還原過程可能會(huì)發(fā)生產(chǎn)熱、產(chǎn)氣等不利影響。同時(shí)，化學(xué)氧化/還原反應(yīng)受值影響較大。技術(shù)介紹原理：通過向土壤或地下水的污染區(qū)域注入氧化劑或還原劑，通過氧化或還原作用使土壤或地下水中的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或相對(duì)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。常見的還原劑包括硫化氫、連二亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、多硫化鈣、二價(jià)鐵、零價(jià)鐵等。1..2系統(tǒng)成和主要設(shè)備由藥劑制備/儲(chǔ)存系統(tǒng)藥劑注入（孔藥劑注入系（注入和攪拌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。表等組成藥劑通過注入井注入到污染區(qū)注入井的數(shù)量和深度根據(jù)污染區(qū)的大小和污染程度進(jìn)行設(shè)計(jì)在注入井的周邊及污染區(qū)的外圍還應(yīng)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)井對(duì)污染區(qū)的污染物及藥劑的分布和運(yùn)移進(jìn)行修復(fù)過程中及修復(fù)后的效果監(jiān)測(cè)?？梢酝ㄟ^設(shè)置抽水井促進(jìn)地下水循環(huán)以增強(qiáng)混合有助于快速處理污染范圍較大的區(qū)域。影響原位化學(xué)氧化/還原技術(shù)修復(fù)效果的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)包括：藥劑投加量、污染物類型和質(zhì)量、土壤均一性、土壤滲透性、地下水位、pH和緩沖容量、地下基礎(chǔ)設(shè)施等。（1）藥劑投加量：藥劑的用量由污染物藥劑消耗量、土壤藥劑消耗量、還原性金屬的藥劑消耗量等因素決定。由于原位化學(xué)氧化/還原技術(shù)可能會(huì)在地下產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致土壤和地下水中的污染物揮發(fā)到地表，因此需要控制藥劑注入的速率，避免發(fā)生過熱現(xiàn)象。（2）污染物類型和質(zhì)量：不同藥劑適用的污染物類型不同。如果存在非水相液體（L，由于溶液中的氧化劑只能和溶解相中的污染物反應(yīng)，因此反應(yīng)會(huì)限制在氧化劑它技術(shù)進(jìn)行清除。（3）土壤均一性：非均質(zhì)土壤中易形成快速通道，使注入的藥劑難以接觸到全部處理區(qū)域，因此均質(zhì)土壤更有利于藥劑的均勻分布。（4）土壤滲透性：高滲透性土壤有利于藥劑的均勻分布，更適合使用原位化學(xué)氧化/還原技術(shù)由于藥劑難以穿透低滲透性土壤在處理完成后可能會(huì)釋放污染物導(dǎo)致污染物濃度反彈，因此可采用長(zhǎng)效藥劑（如高錳酸鹽、過硫酸鹽）來減輕這種反彈。（5）地下水水位：該技術(shù)通常需要一定的壓力以進(jìn)行藥劑注入，若地下水位過低，則系統(tǒng)很難達(dá)到所需的壓力。但當(dāng)?shù)孛嬗蟹馍w時(shí)，即使地下水位較低也可以進(jìn)行藥劑投加。（6）pH和緩沖容量會(huì)影響藥劑的活性，藥劑在適宜的pHpH金屬溶出。（7）地下礎(chǔ)設(shè)施：若存在地下基礎(chǔ)設(shè)施（如電纜、管道等，則需慎使用該技術(shù)。原位化學(xué)氧化/還原技術(shù)的應(yīng)用需要充分了解原位化學(xué)氧化/還原反應(yīng)和傳質(zhì)過程。應(yīng)用該技術(shù)之前需通過實(shí)驗(yàn)室研究確定藥劑處理效果和投加量并進(jìn)行中試試驗(yàn)進(jìn)一步確定和優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)確定注入點(diǎn)的水平和垂向有效影響半徑土壤結(jié)構(gòu)分布污染去除率反應(yīng)產(chǎn)物等還可以通過建立場(chǎng)地概念模型反應(yīng)傳質(zhì)模型等方式指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行。進(jìn)行原位化學(xué)氧化/還原修復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需重點(diǎn)考慮注入井布設(shè)的間距和深度、藥劑注入量監(jiān)測(cè)井布設(shè)的間距和深度等還要注意工人的培訓(xùn)化學(xué)藥劑的安全操作以及修復(fù)產(chǎn)生廢物的管理。（1）處理系統(tǒng)建設(shè)：依據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)中試試驗(yàn)確定的注入井位置和數(shù)量，建立原位化學(xué)氧化或還原處理系統(tǒng)（2藥劑注入過程依據(jù)前期實(shí)驗(yàn)確定的藥劑對(duì)污染物的降解效果選擇適用的藥劑再結(jié)合中試試驗(yàn)確定注入濃度注入量和注入速率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)藥劑注入過程中的溫度和壓力變化藥劑注入前需要通過藥劑攪拌系統(tǒng)進(jìn)行充分混合（3行污染土壤和地下水原位化學(xué)氧化/還原的修復(fù)過程監(jiān)測(cè)以及修復(fù)后的監(jiān)測(cè)主要包括對(duì)污染物濃度、原位化學(xué)氧化/還原修復(fù)技術(shù)的運(yùn)行維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行過程中需對(duì)藥劑注入系統(tǒng)以及注入井和監(jiān)測(cè)井進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)。監(jiān)測(cè)包括修復(fù)過程監(jiān)測(cè)和效果監(jiān)測(cè)修復(fù)過程監(jiān)測(cè)通常在藥劑注射前注射中和注射后很短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)參數(shù)包括藥劑濃度溫度和壓力等若修復(fù)過程中產(chǎn)生大量氣體或場(chǎng)監(jiān)測(cè)的主要目的是依據(jù)修復(fù)前的背景條件確認(rèn)污染物的去除釋放和遷移情況監(jiān)測(cè)參數(shù)為污染物濃度、副產(chǎn)物濃度、金屬濃度、pH、氧化還原電位和溶解氧。若監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示污染物濃度上升，則說明場(chǎng)地中存在未處理的污染物，需要進(jìn)行補(bǔ)充注入。該技術(shù)處理周期與污染物特性污染土壤及地下水的埋深和分布范圍極為相關(guān)使用該技術(shù)清理污染源區(qū)的速度相對(duì)較快，通常需要3-24常需要更長(zhǎng)的時(shí)間。其處理成本與特征污染物滲透系數(shù)藥劑注入影響半徑修復(fù)目標(biāo)和工程規(guī)模等因素相關(guān)，主要包括注入井/監(jiān)測(cè)井的建造費(fèi)用、藥劑費(fèi)用、樣品檢測(cè)費(fèi)用以及其他配套費(fèi)用。美國使用該技術(shù)修復(fù)地下水處理成本約為美元該技術(shù)在國外已經(jīng)形成了較完善的技術(shù)體系應(yīng)用廣泛據(jù)美國環(huán)保署統(tǒng)計(jì)205-208年應(yīng)用該技術(shù)的案例占修復(fù)工程案例總數(shù)的7-1表7-1序號(hào)場(chǎng)地名稱目標(biāo)污染物規(guī)模污染介質(zhì)氧化劑/還原劑1Inc.Site,/地下水溶氧RI美國超級(jí)基金項(xiàng)目State2美國華盛頓州某

土壤 硫基專利還原劑重金屬污染場(chǎng)地荷蘭某金屬處理3公司美國丹佛市某制

三氯乙烯、二氯乙烯 / 土壤

芬頓試劑臭氧/過氧化物4 苯系物 地下水 雙氧水造廠加拿大安大略省5某軍事基地

三氯乙烯、四氯乙烯 地下水 高錳酸鉀該技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展較快，已有工程應(yīng)用。（1）工程背景：某原農(nóng)藥生產(chǎn)場(chǎng)地，場(chǎng)地調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地中部分區(qū)域存在土18（3）主要污染物及污染程度：根據(jù)場(chǎng)地調(diào)查數(shù)據(jù)，土壤中的主要污染物為鄰甲苯胺、mg/kg。地下水壤的修復(fù)目標(biāo)值為對(duì)氯甲苯0.7（4）技術(shù)選擇：綜合場(chǎng)地污染物特性、污染物濃度及土壤特征以及項(xiàng)目開發(fā)需求，選定原位化學(xué)氧化技術(shù)進(jìn)行非挖掘區(qū)地下水污染治理。地下水原位化學(xué)氧化現(xiàn)場(chǎng)處置工藝流程如下圖所示。本底調(diào)查本底調(diào)查場(chǎng)地平整及注射井建設(shè)場(chǎng)地平整及注射井建設(shè)藥劑注射過程檢測(cè)不合格藥劑注射過程檢測(cè)不合格采樣自檢合格驗(yàn)收驗(yàn)收堵井堵井圖7-1統(tǒng)設(shè)計(jì)，建設(shè)注射井、降水井及監(jiān)測(cè)井；3）配置適當(dāng)濃度的藥劑溶液，向污染區(qū)域進(jìn)行注射；4）藥劑注射完成一段時(shí)間后，采樣觀察地下水氣味、顏色變化情況，并對(duì)地下水污染物濃度進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)；5）連續(xù)監(jiān)測(cè)達(dá)標(biāo)區(qū)域停止藥劑注射，污染濃度檢出較高，或顏色明顯異常、異味較重的區(qū)域，則增加藥劑注射量或加