土壤及地下水修复技术.docx
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土壤及地下水修复技术
土壤原位修复技术
表1土壤原位修复技术选择矩阵
序号
技术名称
技术路线简介
应用参考因素
适用条件
不适用条件
成熟性
时间条件
资金水平
1
自然衰减
依靠土壤中原生态微生物、地表植物及土壤中的动物降解污染物；污染物同时通过自然衰减、分解、挥发和光解等途径降低浓度。
技术成熟/国内偶有应用
需很长时间/时间不确定
很低
场地长时间内不开发利用，资金短缺、或无其它修复途径，可考虑该技术路线。
不适用于高浓度有机污染修复。
2
生物通风
通过向包气带土壤注入低流量气体，加强污染土壤的生物降解。
注入空气会加强好氧生物的活性，强化降解过程。
有时还需向土壤中加入特定的微生物群落或特定的养分。
技术成熟/国内偶见应用报道
最优条件下4-24个月
较低
适用于处理小分子石油组分等可生物降解污染物。
设备技术成熟，施工与运行简单。
不适用于生物不可降解污染物；不适用于处理低渗透率、高含水率、高粘度土壤。
3
植物修复
在污染场地上种植植物进行修复，修复途径包括：
植物吸收、蒸腾及植物本身对污染物的降解，植物根系提供污染物降解微生物生态环境，植物根系对某些污染物的固定等。
技术成熟/国内有一定应用
需要长时间，5年，甚至更长时间
较低
可去除土壤表层的污染物。
修复时间较长；对深度污染的土壤不适用。
4
土壤气相抽提
在场地包气带土壤中设立多处抽气井，通过抽取空气使得挥发性有机物和部分半挥发性有机物脱离土壤，随着地层中的空气进入抽气井被抽出。
抽出的气体经过处理（例如活性碳过滤）后，达标排放。
技术成熟/国内偶有应用
需要较长时间，如2-5年
较低
适用于挥发性有机污染物和一些半挥发性有机污染物。
适用于通气性好、土壤质地相对均一、非饱和土壤。
不适用于低挥发性有机污染物修复和重金属污染修复。
5
（原位）化学氧化
通过在地层中建立扩散井，将化学氧化剂注入土壤中，将污染物质氧化为低毒、稳定的化合物。
常用的氧化剂包括含催化剂的过氧化氢类物质、高锰酸钾、臭氧、过硫酸钠等。
技术成熟/国内有较多应用
需要时间较短，如1-2年
中等
对于较高浓度、难生物降解的有机污染物相对有效和经济。
化学氧化效果受土壤迁移作用影响较大，化学氧化剂的注入半径需根据具体土质、经验及试验后确定，存在不能处理处理的污染物。
6
原位加热
将热输入土壤中，增加有机污染物的挥发速率，提高有机污染物在气相浓度，实现对土壤中污染物的去除，具有较高的污染物去除率。
技术不成熟/国内未见应用报道
需要时间较短，如0.5-1年
较高
针对挥发性和半挥发性有机化合物比较有效。
适应的污染物浓度水平也比较宽泛。
需要向场地输入大量的能量，即需要在场地上建立高能量源，如电源、热力源。
费用较高。
7
土壤冲洗
通过扩散井/渠，将含有助溶剂的水溶液在上游导入被污染的地层中，使污染物从土壤中分离出来，在下游收集井/渠抽取的污染物溶液，在地表进行处理。
技术成熟/国内未见应用报道
需要时间较短，如0.25-1年
较高
对高浓度的有机污染物有较好的效果。
适用于污染源的处理。
需经过多次冲洗才能达到较好的效果。
对于粉粘类土壤，污染物很难洗出，且后续的固液分离困难。
8
玻璃化
通过对污染土壤进行高强度的加热，例如使土壤温度升到1400-2000℃，将土壤熔化，一方面将有机物热摧毁，另一方面将曾被污染的土壤转变成稳定的玻璃和固态晶体。
加热的方法有电极加热和等离子电弧加热。
技术较成熟/国内未见应用报道
根据需处理土方量各异
高
可一次性有效摧毁包括二恶英在内的所有挥发性和半挥发性有机化合物，只有极少部分伴随尾气排出。
污染物总去除率99.9999%。
技术要求高，费用高，等离子弧加热尚未完全商业化。
土壤异位修复技术
序号
技术名称
技术路线简介
应用参考因素
适用条件
不适用条件
成熟性
时间条件
资金水平
1
异位安全填埋
将污染土壤运入危险废物填埋场进行安全填埋，阻止污染物扩散。
危险废物填埋场底部和侧壁均有防渗处理，且设有完善的导排导渗设施。
技术成熟/国内有工程案例
需要时间较短，如0.5-1年
中等
实施过程简单易行，对于各种污染物都有广泛的适用性。
受项目所在地填埋场的位置和库容限制。
2
热解吸
将土壤放入旋转器中，保持旋转器的真空以及低氧条件，通过火焰、蒸汽、热油等方式加热容器，使污染物和水分脱吸附土壤，再进入燃烧室焚烧摧毁其中的有机物质。
尾气需经洗涤处理后排放。
技术成熟/国内有工程案例
需要时间中等，如1-2年
中等
对挥发性和半挥发性有机化合物比较有效，可原地异位修复。
技术要求严格，需要较准确的控制反应器的温度和土壤的停留时间。
3
常温解吸
国内自主研发技术，是一种异位SVE增强技术，统称为土壤通风技术。
将污染土壤堆置于密闭车间内，常温下添加药剂增加土壤的温度、定时机械扰动等，促进土壤中的有机污染物的解吸和挥发，并通过尾气处理系统进行去除。
技术成熟/国内有工程案例
需要时间较短，如0.5-1年
较低
简单易行、便于管理，对VOCs类污染土壤修复成本较低；相对SVE技术修复周期大幅度减少。
高含水率土壤需采取措施降低其含水率；粘性土的机械扰动需专门破碎设备。
4
化学氧化
在反应池中，通过向土壤中注入化学氧化剂，将污染物质氧化低毒、稳定的化合物。
常用的氧化剂有含催化剂的过氧化氢类物质、高锰酸钾、臭氧、过硫酸钠等。
技术成熟/国内已有应用
需要时间较短，如1-2年
中等
修复周期短，适应范围广，可处理多种有机物污染土壤。
对处理氯代烃及苯系物比较有效和经济。
不适合土壤重金属污染修复。
不适用于农业用地污染土壤的修复。
5
化学还原
向污染土壤添加还原剂，通过还原作用，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。
技术成熟/国内已有应用
需要时间较短，如1-2年
中等
修复周期短，适应范围广，化学还原可处理重金属类（如六价铬）和氯代有机物等。
不适用于石油烃污染物的处理。
6
生物处理—土壤生物反应器
将受污染土壤放置到带有防渗漏、沥滤液收集、通风、有覆盖和有分格的地上池子，或地下填埋场中。
通过控制加入的微生物，强化污染物生物降解的过程。
通常有厌氧过程、好氧或混合过程。
技术成熟/国内有应用
需要时间长，如0.5-3年
较低
运行管理简单，费用较低，不用引入新的化学物质，对于苯系物和总石油烃类处理效果较好。
需要时间长，需要占用较大的场地。
7
土壤淋洗
用水或添加表面活性剂、螯合剂的水溶液淋洗土壤，将污染物淋洗到溶液中。
被清洗的土壤经检测合格后可回收利用。
淋洗后的溶液需要收集进行无害化处理。
技术成熟/国内未见应用报道
需要时间较长
较低到中等
可去除土壤中的多环芳烃污染物和重金属。
对于大粒径、低有机碳的土壤较适合。
不适用于粘土含量较高场地。
8
焚烧固化法
和水泥生料一起进入回转窑，控制污染土壤的配比。
较成熟/国内有工程案例
受水泥品质限制，添加配比较低
高
适用于重金属污染土壤的固化，可去除多环芳烃等物质。
需要消耗大量燃料，常规水泥窑尾气处理系统需改造以减少二噁英排放。
地下水修复技术比选
地下含水层修复技术有多种分类，按修复方式可分为原位修复、异位修复和监测自然衰减技术。
异位修复是将污染地下水先用收集系统或抽提系统转移到地上，然后再处理的技术，异位修复技术主要是被动收集和抽出处理。
原位修复技术是指在基本不破坏土体和地下水自然环境条件下，对受污染对象不作搬运或运输，而在原地进行修复的方法。
修复技术特性如表4-2所示，对地下水修复技术汇总，对各种技术的优缺点、成熟性、时间条件及资金条件进行综合对比，并分析了各种技术的适应性。
基于场地水文地质条件、污染物特征，优选化学还原技术、抽出处理技术、监测自然衰减技术。
表3地下水修复技术筛选矩阵
序号
技术
优点
缺点/适用性
发展历程
技术联用
效率
时间
治理成本
环境风险
1
监测自然衰减技术
费用低于其他技术；不产生二次污染，对生态环境干扰小
适用于污染程度较低、污染物自然衰减能力较强的区域；实施前需要详细评估地下水自然衰减能力，后期需要较长监测时间
90年代开始应用，目前应用较为普遍
可与多种原位处理技术联用
低到中
较长
低
低
2
阻隔技术
泥浆墙施工相对简单，使用的泥浆及回填材料也较为普遍，可有效将污染物阻隔在特定区域中
泥浆墙深度受一定限制，泥浆墙底部须进入到低渗透性土层（比如粘土）足够深度，一般情况下需要与地下水抽出处理系统联用；效果受地下水中酸碱组分、污染物类型、活性、分布、墙体的深度、长度和宽度、场地水文地质条件等影响
80年代开始应用
可与抽出处理技术联用
较高，可以有效阻隔地下水污染
较长
低到中
低
3
抽出处理技术
适用范围广；对于污染范围大、污染羽埋藏深的污染场地治理具有优势；系统运行初期的污染物去除率较高；设备简单易于安装
一般仅适用于渗透性较好的含水层；修复周期较长；对修复区干扰大；可能导致地下水资源的浪费；非水相液体难以清除干净；若不去除污染源，停止抽水时，拖尾和反弹现象严重；需要持续的能量供给和系统维护
80年代开始应用，属于应用最广泛、成熟度最高的技术之一，但目前应用已大幅下降，主要作为污染羽水力控制手段
可与原位微生物修复技术、空气喷射技术、原位热处理技术联用
初期效果较好，后期较差
数年到数十年
初期投资中等，但运行周期长且总运行成本较高
低
4
原位微生物修复技术
适用于大面积污染区域的治理；成本较低；对环境影响较低
地下水环境需适宜所需微生物的生长，在非均质性介质中难以覆盖整个污染区
90年代后期开始应用
可与地下水曝气、抽出处理技术等联用
适合条件下较高
数年到数十年
中到高
中
5
植物修复技术
施工简单，成本相对较低；不破坏地质结构，生态风险小
效果受地下水埋深、环境因素、污染物性质和浓度影响；修复周期较长；需考虑植物的后续处理
实际应用较少
低
数年到数十年
低到中
低
6
地下水曝气技术
对修复场地干扰小；设备简单，安装方便；修复（防控）效率高，治理时间短；运行和维护费用较低
对于非挥发性的污染物不适用；不适合在低渗透率或高黏土含量的地区使用；不能应用于承压含水层的污染物治理；控制不当可能导致地下水中污染羽迁移；蒸气可能会迁移和释放到地表，造成二次污染
80年代中期开始应用，90年代迅速发展。
在1982～1999年美国地下水污染“超级基金”治理项目中占51%
通常与土壤气体抽提技术联用
较高
数月到数年
中
较高
7
自由产品回收
可在短时间内去除非水相液体中大量污染物，从而加快地下水修复（防控）效率
受场地水文地质条件限制，特定情况下需与表面活性剂联用以提高回收效率；残留污染物需要进一步处理；DNAPL的回收较为困难
通常与土壤气体抽提、双相抽提、或微生物修复技术联用
一般
数月到数年
中
中
8
原位化学氧化技术
反应速度快，清除时间短；反应强度大，对污染物性质和浓度不敏感
在渗透性较差区域（如粘土层中），氧化剂传输速率可能较慢；土壤中存在腐殖酸、还原性金属等，会影响修复效果，由于成本限制通常只应用于污染源或残余污染源的处理
80年代中期开始应用，90年代后作为高效修复技术迅速发展
可与监测自然衰减技术联用
较高
数月到数年
中到高
较高
9
原位化学还原技术
反应速度快，清除时间短；反应强度大
场地
升级会员 