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文檔簡介
《散亂污電子垃圾拆解場地復合污染土壤
異位修復技術規(guī)范》
編制說明
(征求意見稿)
《散亂污電子垃圾拆解場地復合污染土壤異位修復技術規(guī)范》
標準編制組
二〇二三年五月
項目名稱:《散亂污電子垃圾拆解場地復合污染土壤異位修復技術規(guī)范》
項目課題編號:2018YFC1802804
項目承擔單位:廣東華南環(huán)保產業(yè)技術研究院有限公司,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任務來源................................................................................................................................................1
2標準制定的必要性..............................................................................................................................................1
2.1標準制定的目的及意義......................................................................................................................1
2.2標準制定的必要性..............................................................................................................................2
3主要工作過程......................................................................................................................................................2
4國內外相關標準研究........................................................................................................................................3
4.1國內標準研究.................................................................................................................................................3
4.2國外標準研究.................................................................................................................................................3
5同類工程調研....................................................................................................................................................4
5.1篩分淋洗技術修復污染土壤的發(fā)展及應用......................................................................................4
5.2微波催化氧化技術修復污染土壤的發(fā)展及應用..............................................................................5
5.3吸附固載技術修復污染土壤的發(fā)展及應用......................................................................................7
6異位修復技術可行性........................................................................................................................................8
6.1篩分淋洗技術可行性評估..................................................................................................................8
6.2微波催化氧化技術可行性評估..........................................................................................................9
6.3吸附固載技術可行性評估..................................................................................................................9
6.4異位修復技術選擇的創(chuàng)新性............................................................................................................10
7主要技術內容及說明......................................................................................................................................10
7.1適用范圍............................................................................................................................................10
7.2規(guī)范性引用文件................................................................................................................................10
7.3術語和定義........................................................................................................................................10
7.4污染物與負荷....................................................................................................................................11
7.5總體要求.............................................................................................................................................11
7.6工藝設計............................................................................................................................................12
7.7工藝設備............................................................................................................................................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......................................................................................................................................14
8標準實施的環(huán)境效益和經濟技術分析..........................................................................................................14
9標準實施建議..................................................................................................................................................14
10參考文獻..........................................................................................................................................................15
《散亂污電子垃圾拆解場地復合污染土壤異位修復技術規(guī)范》(征
求意見稿)編制說明
1項目背景
1.1任務來源
為順利實施華南理工大學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”重點專項2018
年度項目“電子廢物拆解場地復合污染土修復、風險管控與工程示范(項目編號:2018YFC1802800)”,
廣東華南具體負責落實華南地區(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合
污染土壤異位修復技術規(guī)范。本項目主承擔單位為廣東華南環(huán)保產業(yè)技術研究院有限公司。
2標準制定的必要性
2.1標準制定的目的及意義
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,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生的金屬污染物會經過各種途徑進入土壤,從而造成電子垃圾拆解區(qū)附近土
壤金屬超標。中國最著名的電子電器拆解地區(qū)為浙江臺州、廣東清遠和廣東貴嶼,國內外大量學者在當
地進行了污染調查和研究。通過對文獻報道的我國典型電子垃圾拆解場地(臺州、清遠和貴嶼)的重金
屬污染狀況進行匯總,結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)境質量標準》(GB15168-1995)中二級標準的1.66、2.32和190倍,均有不同程度的超標。
目前,國內外污染土壤修復治理技術發(fā)展迅速,主要有工程措施,包括客土法、換土法和翻土法等;
物理修復技術,包括固化/穩(wěn)定化、物理分離修復、電動修復等;化學修復技術,包括原位異位化學淋洗
技術、土壤性能改良技術等;生物修復技術,包括動物修復、微生物修復、植物修復等。
固化/穩(wěn)定化技術通過將重金屬污染的土壤與特定的粘結藥劑結合,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技術,通常是指借助能促進土壤環(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。該技術可用于修復重金屬污染土壤,操作簡單,是一種成本效益高且可持續(xù)、環(huán)境友好型的修復方
法。異位清洗技術是把受污染的土壤挖出后,采用專門的清洗設備和藥劑對其進行清洗,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行處理,潔凈土可以回填或
1
運到其他地點回用。
化學氧化修復技術是向污染土壤中加入化學氧化劑,依靠化學氧化劑的氧化能力,分解破壞污染物
的結構,是污染物降解或轉化為低毒、低移動性物質的一種修復技術。微波催化氧化技術屬于化學氧化
修復技術的一種,異位的修復方式是將污染土壤挖掘出來進行拌合處理,使得氧化劑與污染土壤充分接
觸,化學氧化技術可以和其他技術聯(lián)合使用。
水泥窯協(xié)同處置技術目前主要應用于現有的先進工藝技術裝備的新型干法水泥生產線,其技術原理
是將污染土壤按一定比例添加到水泥生料中,利用水泥回轉窯內的高溫、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,又能保護環(huán)境,具有良好的經濟、社會效
益。
本標準主要針對修復污染土壤的污染物性質及污染程度,以確定最終最合適需修復污染特性工藝技
術的實施。異位修復技術環(huán)境風險較低,系統(tǒng)處理的預測性高于原位修復。較大面積的污染土壤,必須
大量挖掘土壤并進行處理,工程造價太高,異位修復更適合面積不較大的污染土壤,并保障修復后重金
屬污染場地的安全利用。
2.2標準制定的必要性
本標準以削減污染物含量、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)
的異位土壤修復裝備,開展異位修復與再利用工程示范。集成篩分淋洗、微波催化氧化、吸附固載等協(xié)
同修復技術,建立具有針對性的異位修復技術體系,充分論證修復技術經濟和可行性,優(yōu)化修復協(xié)同工
藝。采用自主開發(fā)的智能化異位土壤修復技術與裝備,開展異位修復與再利用工程示范。檢測修復前后
復合污染土壤中污染物種類和含量變化,分析協(xié)同技術的經濟和可行性,對完善我國復合污染場地修復
技術體系研發(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。開展場地調研,在華南地區(qū)落實工程示范場地,完成場地
調研、污染指標分析、技術方案及工程初步設計。
2021年8月至2022年1月,文獻調研。搜集國內外重金屬及有機污染物復合污染場地修復技術相
關文獻及實際案例并對其進行總結和歸納。
2021年5月至2022年10月,數據整理。對本項目的實驗室成果及現場示范工程數據進行收集和整
理。
2022年11月至2022年12月,標準立項。標準編制組準備立項資料,具體工作包括立項申請表、
標準框架草案和立項論證會匯報PPT。標準編制組召開了標準草案專家研討會。會后標準編制組根據專
2
家意見對標準內容對標準草案進行了修改完善。
2023年1月至2023年5月,標準起草與專家咨詢。起草標準初稿及編制說明,同時搜集標準編制
組針對專家意見對標準文本進行修改完善。
4國內外相關標準研究
4.1國內標準研究
《中華人民共和國土壤污染防治法》第十二條規(guī)定國務院生態(tài)環(huán)境主管部門根據土壤污染狀況、公
眾健康風險、生態(tài)風險和科學技術水平,并按照土地用途,制定國家土壤污染風險管控標準,加強土壤
污染防治標準體系建設。土壤污染風險管控標準是強制性標準。
《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標準和技術規(guī)范。2017年底前,發(fā)布
農用地、建設用地土壤環(huán)境質量標準;完成土壤環(huán)境監(jiān)測、調查評估、風險管控、治理與修復等技術規(guī)
范以及環(huán)境影響評價技術導則制修訂工作。適時修訂污染物排放標準,進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)境標準樣品。各地可制定嚴于國家標準的地方土壤
環(huán)境質量標準。
基于《污染場地風險評估技術導則》計算出的場地土壤風險控制值,為異位篩分淋洗、微波催化氧
化及吸附固載技術修復污染土壤工程的修復目標提出了要求。國家和地方頒布的大氣污染排放標準,對
廢氣中顆粒物、有機污染物和氯化氫等的排放限值進行了規(guī)定。國家和地方頒布的水污染排放標準,對
廢水中COD、BOD、有機污染物等的排放限值進行了規(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)境質量建設用地土壤污染風
險管控標準》(試行)(GB36600-2018)其中提出了建設用地下各種污染物的土壤風險篩選值和土壤風
險管制值限值,并規(guī)定當地塊中污染物濃度超過土壤風險篩選值時,則應該進行詳細調查和風險評估,
并計算其風險水平,確定其污染范圍,當地塊中的污染物濃度超過土壤風險管制值,則認為地塊存在不
可接受的風險,應采取必要的管制和修復的措施。
針對重金屬和毒害有機物修復單項技術多、選用難的問題,通過對單線技術組裝集成,結合電子廢
物拆解場地土壤不同污染組分及污染程度、土壤理化性質、環(huán)境條件,因地制宜構建異位散亂污電子廢
物拆解場地復合污染土壤修復技術集成體系,為電子廢物拆解場地土壤污染治理協(xié)同修復與再利用工程
示范提供有效的技術支撐。
4.2國外標準研究
英國在2002年在《污染土地評價與再開發(fā)準則》(LCRCL59/83)之后頒布了《污染場地風險評
價技術規(guī)范》,其核心內容是根據人群暴露途徑及污染物的毒理學性質,開展污染場地的土壤污染風險
評價,用以指導土壤修復工作。
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
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《致癌風險評價指南》、《致畸風險評價指南》、《致畸風險評價》等,并于1998年提出了
著名的污染場地風險評價模型RBCA(Risk-BasedCorrectiveAction),且分別于2002和2003年對該模
型進行了審定與完善。1996年,美國環(huán)保部發(fā)布了基于健康風險評價建立的土壤篩選值的技術導則并
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險評價結果推導污染土壤
篩選值的技術方法。
荷蘭是最早歐盟中最早制定土壤方面有關立方的國家。荷蘭于1987年頒布實施的《土壤保護法》
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)境質量標準分為目標值、干涉值和限制值,其標
準的制定也是基于健康風險研究以及生態(tài)毒理研究和結合大量數據而確定的。當土壤和地下水污染物濃
度超過干涉值時,表明土壤環(huán)境已遭受到嚴重污染,需采取行動對其進行修復,其指導意義相當于我國
國內標準中篩選值;同時其規(guī)定了土壤的目標值和限制值,指導土壤修復的總體目標時達到目標值。
5同類工程調研
5.1篩分淋洗技術修復污染土壤的發(fā)展及應用
篩分淋洗屬于物化修復技術,通常是指借助能促進土壤環(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。
此技術分為原位篩分淋洗和異位篩分淋洗。
原位淋洗技術即不對土壤進行開挖,直接通過水力壓頭或沖洗等方式對污染土壤進行淋洗,攜帶污
染物質到達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。該技術對土壤質地要求嚴
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。該技術若操作不當容易造成二
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。
異位淋洗技術是把受污染的土壤挖出后,采用專門的清洗設備和藥劑對其進行清洗,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行處理,潔凈土可以回填或
運到其他地點回用。
發(fā)達國家針對異位淋洗修復技術的研究與應用經歷了30多年的發(fā)展,積累了較為豐富的技術及工
程經驗。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
砂質土壤為主,土壤污染物為砷、鉛、石油、氰化物等,土壤修復規(guī)模大約200萬噸。
表5.1部分國外異位淋洗技術修復工程案例
序號地塊名稱地點污染類型污染物質處理量
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,Fort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國內污染土壤淋洗修復工程案例
污染工程量處理
序號項目名稱地點污染物質
類型(m3)技術
遼寧省大連某
遼寧有機污重金屬(As、Pb、Hg)
化工集團污染
1省大染、重金多環(huán)芳烴(苯并芘等7270000熱脫附、淋洗技術
地塊修復治理
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、固化/穩(wěn)定
2省無重金屬4000
地塊土壤修復金屬化
錫市
示范工程
廣州某船廠二廣東
101373淋洗技術、固化/穩(wěn)定
3期地塊土壤修省廣重金屬砷、鉛、汞、鋅
化
復項目州市
5.2微波催化氧化技術修復污染土壤的發(fā)展及應用
微波催化氧化技術將微波催化技術和化學氧化相結合,一方面通過微波的加熱能力,促進氧化劑活
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
促進氧化還原反應的反應速率;另一方面,微波的催化作用容易破壞分子化學鍵,降低反應活化能,使
污染物易于降解,提高有機物去除率,不產生二次污染,減少有害物質對環(huán)境的危害。因此,微波催化
氧化技術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反應的歷程,降低反應的活化能,加快合成的速度,使平衡轉化率提高,減少
副產物,改變立體選擇性等效應。利用微波催化與化學氧化之間的協(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,進而迅速完成氧化過程;微波選擇性加熱溶液中物質的分子,對氧化反應起到強烈的催化作用,
還可以通過催化介質把微波能傳給不能直接吸收微波的污染物,使污染物的分子結構發(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合,產生絮凝沉淀去除,進而
進一步的去除有機物。該技術體系關鍵工藝參數包括氧化反應條件、流程控制、氧化反應與微波的場強、
頻率的關系等。
微波催化氧化修復技術可以處理石油烴、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、農藥等大部分有機物。微波催化氧化修復技術可用于不同環(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,由于介質傳導效率的因素,
該技術在低滲透性土壤中的修復效果較差。
化學氧化是較成熟的多環(huán)芳烴及石油類污染物處置技術,異位化學氧化處理技術反應周期短、修復
效果可靠,在國外已經形成了較完善的技術體系,應用廣泛。
表5.3國外化學氧化技術典型案例
序號場地名稱目標污染物修復藥劑
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
異位化學氧化技術在國內應用時間相比國外較晚,據統(tǒng)計,2011-2017年有機污染土壤修復項目中,
化學氧化技術修復項目占有機污染異位修復項目的85%,是主要的有機污染修復技術。
表5.4國內化學氧化技術典型案例
序號項目名稱目標污染物修復藥劑
上海某機械廠污染場地土填修復項
1多環(huán)芳烴芬頓試劑
目
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工程改良芬頓試劑
硝基甲苯
6
序號項目名稱目標污染物修復藥劑
遼寧省某化工集團污染場地修復治多環(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項目多環(huán)芳烴類
酸鹽
6遼寧某污染場地修復治理工程氯苯、多壞芳烴、六六六類芬頓試劑
5.3吸附固載技術修復污染土壤的發(fā)展及應用
吸附固載修復技術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技術,屬于固
化/穩(wěn)定化技術中的一種。
如果從固化/穩(wěn)定化技術的分類來看,異位穩(wěn)定化技術是目前國內外使用的主要方法。它是將污染土
壤從最初污染位置挖掘出來,運輸至現場或場外特定場所或處理系統(tǒng)中實現與穩(wěn)定化材料的混合和后續(xù)
養(yǎng)護。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。
根據修復對象不同,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反應,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多
種介質中的重金屬污染,其適用的pH值及其寬泛,且可短期內修復范圍較廣的污染,處理量最大可達
數千噸每天。
固化/穩(wěn)定化是比較成熟的修復技術,上世紀八九十年代,美國環(huán)境保護署率先將固化/穩(wěn)定化技術
用于污染土壤的修復研究。據美國超級基金項目統(tǒng)計,1982~2008年污染源處理項目中,有203項應用
該技術,占污染源異位修復項目的21.4%,是使用最多的污染源修復技術。2004年,英國環(huán)保署組織編
寫了《污染土壤穩(wěn)定/固化處理技術導則》。
表5.5固化/穩(wěn)定化技術國外應用案例
序號名稱目標污染物固化/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)定化技術在國內應用時間相比國外較晚,早期多處于實驗室理論階段以及現場的中試階段;
經過近些年的發(fā)展,國內對于重金屬污染土壤的處理采用固化/穩(wěn)定化技術的應用案例越來越多。據統(tǒng)計,
2010~2018年重金屬污染土壤修復項目中,固化/穩(wěn)定化技術修復項目占比70%。
表5.6國內固化/穩(wěn)定化修復成功案例
序號項目名稱目標污染物固化/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項目As某硫化物藥劑10531
廣州某早痔瘡污染場地修復工
5As、Cu、Zn、Pb硫化物、水泥等81509.64
程
廣州某造船廠污染土壤修復項
6As、Pb、Zn、Hg硫化鈉、磷酸鹽、水泥等101373
目
6異位修復技術可行性
6.1篩分淋洗技術可行性評估
篩分淋洗技術是一種廣泛應用于去除有機物、重金屬復合污染土壤的修復技術,以下通過淋洗技術
原理簡介、小試、中試實驗和應用案例說明篩分淋洗技術的可行性。
6.1.1技術原理可行性評估
篩分淋洗技術是一種成本效益高且可持續(xù)、環(huán)境友好型的修復方法。淋洗修復技術的研究目前主要
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)達國家起步較早,且在20世紀90年代
進入工程應用階段,目前在歐洲應用較為廣泛。
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顆粒(如粉粒和黏粒)
分離,得到的細顆粒進一步處理,實現污染土壤的減量化。
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合在一起,在這種情況下,將大粒徑
的土壤與細小顆粒進行物理分離(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。淋洗技術處理土壤中多種污染物復合污染
土壤具有明顯的優(yōu)勢,淋洗技術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微波催化氧化技術可行性評估
6.2.1技術原理可行性評估
微波催化氧化技術將微波催化技術和化學氧化相結合?;瘜W氧化技術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化為無毒或相對毒性較小的物質。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)境污染治理領域成為一
類新的“高級氧化技術”?;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,分子結構中-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??稍谕寥乐写嬖跀翟?,而且活性過硫酸鹽可用于分解污染物的種類廣
泛。
6.3吸附固載技術可行性評估
6.3.1技術原理可行性評估
固化/穩(wěn)定化技術是通過物理、化學的方法,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。根據固化/穩(wěn)定化修復技術適用于處理土壤中的重金屬類、石棉、放射性物質、腐蝕性無機物、
氰化物以及砷化合物等無機物。
根據修復對象不同,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反應,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多
種介質中的重金屬污染,其適用的pH值及其寬泛,且可短期內修復范圍較廣的污染,處理量最大可達
數千噸每天。
在固化/穩(wěn)定化修復實施過程中無需特制設備,對各種地塊情況都有成熟的施工方案。與其他重金屬
污染修復技術相比,其技術經濟實用性更佳,設備通用性更強。
固化/穩(wěn)定化修復技術按處置位置的不同,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)定化修復技術可充分與未來用地規(guī)劃相結合,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)劃主要為建設用地,故挖掘后產生的基坑可不做回填,直接與將來建設用地的地
9
基建設相結合,從而簡化工序。
綜上,固化/穩(wěn)定化修復技術應用于電子垃圾拆解場地重金屬和有機物復合污染土壤的修復具有較好
可行性。
6.4異位修復技術選擇的創(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合污染,污染情況復雜,污染物種類多樣。單一
修復技術難以滿足電子垃圾拆解場地復合污染修復的要求。因此,針對復合污染物的集成修復技術研發(fā)
顯得尤為重要。針對散亂污電子廢物拆解場地,異位修復技術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裝備,
在此基礎上建立基于篩分淋洗、催化氧化、吸附固載協(xié)同的復合污染土壤修復技術體系,為污染土地再
利用提供技術支持。微波催化氧化技術、吸附固載修復技術、篩分淋洗技術在治理復合污染土壤方面具
有巨大的應用前景。
7主要技術內容及說明
本文件分12章,包括適用范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、污染物與負荷、總體要求、工藝
設計、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,下面對標準主要技
術內容進行說明。
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技術
的總體要求、工藝設計要求、污染負荷、工程實施等技術內容。
本文件適用于散亂污電子垃圾拆解場地復合污染土壤篩分淋洗、微波催化氧化及吸附固載等異位修
復技術。篩分淋洗技術適用于重金屬及有機物等污染物導致的土壤污染治理;微波催化氧化技術適用于
有機物導致的土壤污染治理;吸附固載技術適用于重金屬、有機物以及復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)同修復等異位修復技術。
7.2規(guī)范性引用文件
本節(jié)列出了規(guī)范條文中出現的標準。引用標準和文件共計13項,其中國家標準4項,環(huán)境行業(yè)標
準9項。
7.3術語和定義
本標準規(guī)定了篩分淋洗、微波催化氧化及吸附固載等技術修復污染土壤工程技術規(guī)范涉及到的有關
術語及定義,給出了散亂污、電子垃圾拆解場地、復合污染土壤、目標污染物、異位修復技術、微波催
化氧化技術、吸附固載技術及篩分淋洗技術、預處理等9個術語的定義。主要參考了《污染場地術語手
冊》(HJ682-2014)中對相關術語的定義。
10
7.4污染物與負荷
本節(jié)給出了異位修復技術的適用范圍及目標污染物的種類。
本節(jié)規(guī)定了根據異位修復技術工程設計需要,需對污染地塊進行全面和深入的調查,收集相關資料。
異位修復技術在工程實施過程中產生的二次污染較小,主要包括:
篩分淋洗修復技術工程運行中產生的二次污染主要包括:
a)廢氣:包括污染土壤預處理及進料產生的揚塵、;
b)廢水:包括篩分后石塊清洗廢水、泥水分離產生的廢水、噴淋廢水等;
c)固體廢物:包括污染土壤預處理產生的固體廢物、泥水分離及噴淋廢水處理產生的污泥及更換
的活性炭吸附柱等。
d)噪聲:設備運行過程中產生的噪聲等。
微波催化氧化修復技術工程運行中產生的二次污染主要包括:
a)廢氣:包括污染土壤預處理、進料及催化氧化藥劑攪拌產生的揚塵、微波處置過程中產生的尾
氣;
b)廢水:包括微波設備冷卻水塔的循環(huán)冷卻水;
c)固體廢物:包括污染土壤預處理產生的固體廢物、尾氣處理裝置中更換的活性炭等。
d)噪聲:設備運行過程中產生的噪聲等。
吸附固載修復技術工程運行中產生的二次污染主要包括:
a)廢氣:包括污染土壤預處理、人工添加藥劑及藥劑攪拌產生的揚塵;
b)廢水:包括灑水養(yǎng)護產生的廢水;
c)固體廢物:包括污染土壤預處理產生的固體廢物等。
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技術工程設計有關的地塊地層、土壤特性和污染分布等信息;規(guī)定
了異位修復技術修復污染土壤工程在運行過程中所產生的各種二次污染問題所應滿足的環(huán)境管理要求。
包括:處理后的土壤應滿足修復目標值的要求;大氣污染防治應滿足GB16297要求;廢水可經處理后
回用或經處理后達到相應標準作其它用處;廠界噪聲應執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》(GB12348);
產生的危險廢物,應按照危險廢物進行管理;一般固體廢物按一般固體廢物進行管理。
7.5.2工程組成
本節(jié)規(guī)定了污染土壤異位技術修復工程的主體工程、輔助工程和配套設施的范圍。
7.5.3總平面布置
對土壤處理場址選擇、設備排列總平面布置、功能區(qū)劃等方面做出了比較細致和具體的規(guī)定。
處理場的行車道路宜環(huán)形設置,路面寬度不宜小于6m。處理場外應設消防道路,道路的寬度不應
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小于3.5m。處理場周圍應設置圍墻或其它防護柵欄,防止家畜和無關人員進入。
7.6工藝設計
7.6.1一般規(guī)定
本節(jié)列出了工程設計的內容和工藝參數確定的要求。工藝設計和參數的選取一般應根據污染物和地
塊特征依靠小試或中試來確定,工程經驗可作為設計的參考。
本節(jié)規(guī)定了本標準涉及的工藝應遵循的設計要求,包括暫存、預處理、進料、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)列出了異位修復技術的工藝流程圖。
圖7.1異位修復技術工藝流程圖
7.6.3材料和藥劑的選擇
本節(jié)規(guī)定了本標準涉及的異位修復技術的材料及藥劑的選擇范圍。
藥劑的選擇應根據土壤污染物種類、污染程度和土壤理化性質等指標確定。
針對重金屬和有機物復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合物,且本身可被生物降解,環(huán)境風險較小。
微波催化氧化是將微波催化與化學氧化相結合,是一種在微波和催化劑協(xié)同催化作用下產生活性物
質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與非熱效
12
應在微波場中迅速升溫。而過硫酸鹽在高溫下也會被活化產生硫酸根自由基和羥基自由基等活性物質對
土壤中的污染物進行氧化與礦化,最終完成土壤中污染物的去除。微波催化氧化修復技術對土壤的物化
性質影響較小。
水泥、粉煤灰
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