某焦化厂旧址氰化物污染地下水修复工程实例分析

某焦化厂旧址氰化物污染地下水修复工程实例分析 环境保护科学第卷第期年月.:作者简介:刘继东()?男?硕士?研究方向:污染场地修复与治理?:.引用格式:刘继东?胡佳晨?王欢?等.某焦化厂旧址氰化物污染地下水修复工程实例分析.环境保护科学?():.某焦化厂旧址氰化物污染地下水修复工程实例分析刘继东?胡佳晨?王欢?汪海军(上海康恒环境股份有限公司?上海)摘要:介绍了某焦化厂旧址氰化物污染地下水原位注入修复工程?前期场地调查及风险评估?确定场地污染现状、修复目标及修复工程量?通过修复技术比选?确定适合项目的修复技术路线?小试试验确定适宜的氧化药剂(二氧化氯)及药剂添加范围?现场中试试验?确定单井注入影响半径、注入压力及药剂的最佳投加比?修复施工完成后?由第三方检测机构对修复工程进行采样、检测?根据检测结果评估修复效果?该项修复工程的成功实施能够为其他类似污染场地土壤修复项目提供参考?关键词:焦化厂?氰化物?二氧化氯?原位注入?地下水:文献标志码:./.?(?):.?.()?.?.:?:焦化行业是工业领域的基础产业?其产品包括焦炭、焦油和煤气?均为工业生产的原材料?我国作为世界上焦炭生产、消费和贸易的第一大国?年焦炭产量达?亿?占世界总产量的?煤焦化行业的快速发展?在提升居民生活水平的同时?也对周围环境产生影响?例如?炼焦过程中产生的大量“三废”含有多环芳烃、总石油烃、氰化物和重金属等典型污染物?其中氰化物是焦化废水中的主要污染物之一?根据研究人员对国内家焦化企业调研结果?焦化废水中氰化物的平均浓度为?/?随着城市产业结构调整及“退二进三”战略的实施?许多重污染企业进行搬迁或关停?进而产生大量的疑似污染地块?根据我国相关环保政策?退役工业企业场地再开发利用之前需组织开展场地环境调查和风险评估?对被污染地块需按要求进行环境整治修复后才能进行开发建设?因此?针对受污染的焦化厂地块开展修复技术的研环境保护科学第卷发及工程示范十分必要?文章对已实施的某焦化厂旧址氰化物污染地下水修复工程进行介绍?通过对工程概况、修复工艺、工程实施及修复效果评价及验收等方面内容的介绍?优化工艺参数和积累工程经验?为其他类似焦化厂旧址污染场地修复提供参考与示范?工程概况为响应地区煤改气工程?提升城区煤气供应能力?某焦化厂于年月开工建设?生产周期为年至年?于年整体拆除?厂区主要分布有办公生活区、仓储区、生产区和污水处理区等?工程前期?建设单位委托场调单位对焦化厂旧址开展了场地环境调查与风险评估工作?最终确定了场地主要污染类型、污染程度及范围?并提出场地污染建议修复目标值?为场地后期综合修复施工提供了准确的数据支撑和科学合理的技术指导?项目地块后期规划为消防、警察训练场地?土地利用类型由三类工业用地转变为公共事业用地?场地污染现状焦化厂旧址整体地势较为平坦?主要为粉质粘土?场地内地下水的稳定水位为?相对隔水底板的平均埋深为?流向为自西南向东北?场地环境调查采样结果显示?该场地地下水中共有氰化物、苯和多环芳烃(苊)种污染物超过了该场地风险评估筛选值?最大超标倍数分别为?倍、?倍和?倍?通过风险评估确定地下水中只有氰化物存在健康风险?为非致癌风险?危害商为?修复目标确定该项目污染物修复目标值的计算采用中国科学院南京土壤研究所的评估软件()进行计算的逆推()模式?最终得出场地地下水氰化物修复目标值为/?经与?地下水质量标准:/?类标准、?地下水水质标准:/?类标准、?生活饮用水卫生标准:?、荷兰风险筛选值及地下水中各种污染物分析检出限等相关因素比较?最终确定本场地地下水污染修复标准?见表?表场地地下水氰化物修复目标值项目浓度/?地下水质量标准(/)类地下水水质标准(/)类生活饮用水卫生标准()荷兰地下水风险筛选值方法检出限?该场地地下水修复目标值?修复工程量确定该项目修复对象为位于场地东部区域的的地下水?污染物为氰化物?最大超标倍数为?倍?场地内地下水的稳定水位为?相对隔水底板的平均埋深为?场地土质主要为粉质粘土?孔隙率以?计?则需修复地下水约?修复工艺确定?修复药剂筛选根据文献调研结果?目前含氰废水处理工艺主要包括碱性氯化法、离子交换法、电解法等?在工程实践中?多采用两级碱性氯化法处理工艺?该方法稳定、可靠?且成本较低?易于自控?氯化剂可采用液氯、次氯酸钠、二氧化氯、漂白粉等?根据研究数据?种氯氧化剂消耗量与处理效果比较?见表?表种氯氧化剂氧化氰化物效果比较氧化剂完全氧化(理论值)完全氧化(实际值)处理成本危险性产渣量去氰能力?()中低低高液氯?()低中低中次氯酸钠?()高高高低漂白粉漂白粉?漂白粉()高中高低第期刘继东等:某焦化厂旧址氰化物污染地下水修复工程实例分析对比上述种氧化剂的优缺点?液氯中含有较高的有效氯含量?但液氯的储存和投加设备比较复杂?实用过程中安全隐患较大?漂白粉和次氯酸钠中有效氯含量较低?实际使用过程会导致药剂投加量大等不利因素?二氧化氯具有效氯含量高?现场操作简便?使用过程中安全性较高?的值为?接近原始地下水值?因此在使用过程中对地下水酸碱性影响较小?另外?具有很强的氧化性?当氯气的氧化能力为氧化当量?的理论氧化能力是氯气的?倍?同()和相比?也有较高的氧化效率等优势?并且?其在水中不会与有机物结合?不会生成三氯甲烷等致癌物?世界卫生组织()已将其列为剧级高效安全消毒剂?二氧化氯在含氰废水中的反应机理为:与游离能迅速发生反应?其反应方程式如下:基于成该和修复效率?该项目拟采用?根据文献研究?的?反应时间为时?去除率可以达到?当浓度仍为?将温度升高为?反应时间为时?去除率能够达到?综上?此项目采用作为地下水中氰化物的氧化药剂?修复技术路线根据对地下水修复技术的筛选以及场地的污染特征?确定该次修复工程的总体技术路线?见图?地下水污染区域位于场地东侧?污染面积为?场地较为平整?表面无建筑垃圾等杂物堆积的现象?前期施工准备需将场地进行平整?之后定位放线确定修复边界?然后开始根据设计进行注入井建设?经过注入修复药剂修复阶段?定时自检监测直至地下水达到修复目标值?图总体修复技术路线?现场中试试验由于各个场地土质类型不同?项目开工之前?需针对本场地内的地质条件进行现场中试试验?以确定原位注入井影响半径及修复药剂的注入量、注入压力等工艺参数?通过中试试验?最终确定了原位注入氧化药剂最佳投加比为?原位注入井影响半径为?注入压力?工程实施该项目的修复施工过程主要包括测量放线?药剂预处理区地面水泥硬化、临时设施搭建(临时办公室、监控室)、注入井建设、原位化学注入、自检检测等?修复施工工艺流程?见图?注入井建设?场地水文地质条件根据前期调查结果?场地土层分布如下:第层:杂填土()褐黄?湿?松散稍密?大孔发育?含云母片、氧化铁?夹工业废渣、砖块等?本层厚度为?层底埋深?第层:粉土()褐黄褐灰色?稍湿?松散稍密?含云母片、氧化铁?夹粉质粘土薄层透镜体?本层厚度为?层底埋深?第层:粉质粘土()褐黄色?稍湿?可塑?含云母?局部夹粉土薄层透镜体?无摇振反应?无光泽?干强度中等?中等韧性?本层厚度为?层底埋深?第层:细砂()褐黄色?饱和?局部夹粉土薄层透镜体?本层环境保护科学第卷图修复施工工艺流程厚度为?层底埋深?第层:粉土()褐黄色?湿?中密?含云母片、一化铁?局部夹中粗砂、粉质粘土薄层透镜体?本层厚度约?层底埋深?第层:粉质粘土()褐黄色?湿?可塑?含云母?局部夹粉土薄层透镜体?无摇振反应?无光泽?干强度中等?中等韧性?本层厚度为?该层本次钻探未穿透?第层:细砂()褐黄色?饱和?局部夹粉土薄层透镜体?本层厚度为?该层本次钻探未穿透?场地勘察钻探揭露?地下水类型为孔隙潜水?勘察期间测得场地地下水静止水位埋深为现地面下?高程为?第层粉质粘土()为相对隔水层?径流方向为由西南向东北?场地钻孔柱状?见图?图场地钻孔柱状图?场地注入井建设根据前期现场中试试验结果?注入井影响半径()为?为保证污染区域所有均覆盖?注入井按梅花型分布?钻孔深度均为?其中?污染区以下为白管?污染区域深度为筛管?地面以下?至地面以上?为白管?为确保注射压力?筛管距地面的距离设计为?在确定注射井的相应位置场地平整后?利用专业钻机或普通钻机进行钻探?每个点位钻探形成一个钻孔?在钻孔内放入外径为、符合质量标准的管来安装成注入井?管由滤管和白管两部分组成?其中滤管部分含有滤缝?滤缝由专业设备加工?滤缝宽度为?钻孔孔壁和井管之间填充经过第期刘继东等:某焦化厂旧址氰化物污染地下水修复工程实例分析清洗的颗粒均匀的石英砂?一直填充至滤管以上约?其上填充约的膨润土?最后添加混凝土直至地面?注入井安装完成后?需要进行扩井作业?使用气提泵或者一次性吊桶来扩井?以去除井中的泥沙等沉淀物?扩井水量不少于倍井体积的水量?原位注入药剂后?土壤中的水压增加?氧化药剂向水平和垂直方向移动?原位化学注入施工项目将整个修复范围划分为个修复区域?编号分别为?每个注入系统负责一个区域?对污染区域分为个注入周期?每周期为注入时间?反应时间?第个注入周期为所有注射井均注入?注入周期结束后?根据监测井采集地下水样品检测污染物浓度?若达到修复目标值?则下一注入周期停止注入药剂?依此类推?修复现场?见图?场地修复过程见图?原位注入修复施工工艺参数?见表?药剂注入系统?见图?图修复现场示意图图场地修复过程示意图表原位注入修复施工工艺参数序号名称数量备注注入井口钻孔深度为?其中?地面以下为白管?地面以下?为筛管?地面以下?至地面以上?为白管?根据实际情况将略有调整?注入系统套单套含的药剂桶、搅拌机和压力为?的输送泵?单井注入速率?单井注入压力?药剂投加量氧化剂投加量为?(有效二氧化氯含量)?图药剂注入系统示意图?自检检测工程污染区域采用原位修复方式进行?参考行业相关规范?原位修复区域自检取样主要涉及水平方向和垂直方向?水平方向采用系统法布点?垂直方向根据污染区域边界长度确定布点数量?布点数量参考表、?此项目在原位修复方位内设置个地下水取样点?在原位修复范围边界设置个地下水取样点?表修复区域水平范围取样原位修复区域水平方向取样原则修复区域面积/取样数量/个修复区域自检取样数量修复区域面积/取样点数/个环境保护科学第卷表修复区域边界范围取样原位修复区域水平方向取样原则修复区域面积/取样数量/个该项目修复区域自检取样数量该项目修复区域面积/取样点数/个修复效果评价与验收场地经修复机自检检测合格后即向第三方验收单位申请验收?对修复之后的区域进行验收取样?分别采集和分析处理地下水样品个?其中原位修复范围内采集地下水个?修复边界采集地下水个?检测指标为氰化物的总量浓度?根据检测结果可知?经还原氧化修复后?地下水中目标污染物均达到修复目标要求?验收取样?见图?验收样品检测结果汇总?见表?图验收取样示意图表验收样品检测结果汇总?样品个数检测指标最小值最大值平均值修复目标值达标率氰化物?结论()该工程完成了某焦化厂旧址复合污染土壤的修复处置?总计原位修复面积?()通过小试试验?确定适宜的氧化药剂及药剂添加范围?通过现场中试试验?确定氧化药剂最佳投加比为?原位注入井影响半径为?注入压力?()针对氰化物污染地下水?采用原位氧化技术能够达到较好的修复效果?()通过此项目的实施?根据场地特征?对氰化物类污染水体采用原位氧化注入修复模式?具有较好的推广价值?能够为其他类似污染场地修复提供案例支撑?参考文献郑文华?刘洪春?周科.中国焦化工业现状及发展.钢铁?():.杨勇?黄海.北京某焦化企业场地污染修复案例简析.世界环境?():.张亦弛?于玲红?王培俊?等.某焦化生产场地典型污染物的垂向分布特征.煤炭学报?(