本發(fā)明屬土木工程、環(huán)境巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種環(huán)境友好型藥劑原位注入修復(fù)污染場地的施工方法。

背景技術(shù)：

由于工業(yè)農(nóng)業(yè)的急速發(fā)展，六價(jià)鉻或可通過還原降解的含氯有機(jī)物污染場地在現(xiàn)實(shí)中普遍存在。其中，六價(jià)鉻Cr(VI)具有氧化性，能夠強(qiáng)烈的腐蝕并破壞有機(jī)體，是國際公認(rèn)的三種致癌金屬物之一，被列為對人體危害最大的8種化學(xué)物質(zhì)之一，是美國環(huán)保署EPA確認(rèn)的危險(xiǎn)污染物之一。中國也將含鉻廢物列為“危險(xiǎn)廢物”名錄。大量的六價(jià)鉻Cr(VI)隨雨水溶滲、流失、滲入地表，從而污染地下水，也污染了江河、湖泊，進(jìn)而危害農(nóng)田、水產(chǎn)和人體健康。六價(jià)鉻Cr(VI)易為人體吸收，并在體內(nèi)積累，毒性強(qiáng)；對皮膚有刺激和過敏作用，對呼吸系統(tǒng)也有損害，經(jīng)消化道侵入，會(huì)造成味覺和嗅覺的減退以致消失。六價(jià)鉻Cr(VI)通過口腔進(jìn)入人體后，可以引起一系列的病變，如貧血、心肌病變、肝腎病變、循環(huán)衰竭，甚至死亡；此外六價(jià)鉻Cr(VI)具有致突變作用致畸和致癌，致癌的部位主要是肺部并能在人體內(nèi)積蓄。而含氯有機(jī)物包括氯代烴、氯代芳香烴以及有機(jī)氯殺蟲劑等，其作為一類重要的近代化工生產(chǎn)原料和中間體，由于大量生產(chǎn)使用以及其在環(huán)境中的高持留性而廣泛存在于地下水和土壤中。在我國許多典型地區(qū)具有高環(huán)境濃度的特征，嚴(yán)重影響了地下水的飲用安全。美國環(huán)保署EPA公布的129種威脅污染物中，含氯有機(jī)物即占了70多種；在我國環(huán)境優(yōu)先污染物“黑名單”中公布的58種有毒有機(jī)物中，就包含了20多種含氯有機(jī)物。研究顯示含氯有機(jī)物具有致癌、致畸、致突變作用，大部分含氯有機(jī)物是內(nèi)分泌干擾物或者潛在的內(nèi)分泌干擾物。由于其難自然降解，可在環(huán)境中長期穩(wěn)定存在，會(huì)嚴(yán)重影響人類和生物的健康，且其危害影響能夠持續(xù)幾代人，對人類生存繁衍構(gòu)成重大威脅。由此可見，六價(jià)鉻或含氯有機(jī)物污染場地的存在對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了極大危害且修復(fù)難度較大。因此，亟需開展對此類污染場地的治理，將場地土壤及地下水中的六價(jià)鉻和含氯有機(jī)物濃度降低至環(huán)境可接受水平。

現(xiàn)階段使用的六價(jià)鉻或含氯有機(jī)物污染場地修復(fù)技術(shù)包括原位及異位修復(fù)技術(shù)兩種，但均存在不同程度的局限性，不利于大規(guī)模推廣使用。其中異位修復(fù)由于需要搬運(yùn)土壤并抽取地下水，土方工作量較多，對巖土環(huán)境破壞程度大，且開挖的污染土壤或抽取的地下水需要二次處理，以去除其中污染物，其流程復(fù)雜，成本較高，需要多種施工設(shè)備，因此僅適用于小面積污染場地的修復(fù)。而現(xiàn)階段的原位修復(fù)也存在以下多種問題：(1)水泥固化/穩(wěn)定化技術(shù)向場地土壤中添加水泥使得污染土壤形成穩(wěn)定的固化體，進(jìn)而將六價(jià)鉻密封包裹在惰性的基質(zhì)中，減小土壤中的鉻向周圍環(huán)境的遷移能力，但其未改變六價(jià)鉻的形態(tài)，固化污染土體在復(fù)雜環(huán)境下存在再次污染的隱患；同時(shí)水泥固化的高堿性會(huì)改變土體及水體的酸堿平衡，對周邊生物產(chǎn)生不利影響；修復(fù)后土壤強(qiáng)度高，不利于后續(xù)的取樣檢測和土方開挖作業(yè)；此外水泥固化/穩(wěn)定化技術(shù)對六價(jià)鉻污染地下水的處理效果較差。同時(shí)該技術(shù)無法有效降低含氯有機(jī)物污染物污染水平。研究表明水泥水化產(chǎn)物無法與有機(jī)物發(fā)生穩(wěn)定反應(yīng)以化學(xué)固定有機(jī)污染物，相反有機(jī)物還會(huì)抑制水泥水化反應(yīng)，進(jìn)而降低水泥對有機(jī)污染物的物理包裹作用，最終影響固化效果。此外，水泥熟料在水化過程中會(huì)釋放大量熱量，導(dǎo)致固化過程中的穩(wěn)定急劇升高，常規(guī)養(yǎng)護(hù)條件下水泥固化體溫度50℃以上，而多種含氯有機(jī)污染物可在此溫度一下即可揮發(fā)，如二氯甲烷(沸點(diǎn)39.8℃)等，且部分含氯有機(jī)物受熱還會(huì)產(chǎn)生光氣等劇毒氣體，對周圍生態(tài)環(huán)境造成二次污染。(2)原位化學(xué)淋洗技術(shù)則通過點(diǎn)井注入具有高度萃取或還原能力的化學(xué)溶液反復(fù)淋洗污染土壤，進(jìn)而將原本吸附在土壤中的污染物萃取到溶液中并還原為低毒性的反應(yīng)產(chǎn)物，其中六價(jià)鉻被還原為低毒的三價(jià)鉻，而含氯有機(jī)污染物則被還原脫氯進(jìn)而降解。該技術(shù)藥劑使用量大，酸堿環(huán)境單一，修復(fù)后場地土壤及地下水酸堿度無法有效恢復(fù)；且易導(dǎo)致土壤礦物物理化學(xué)特性改變，同時(shí)不適用于黏土、粉土等滲透系數(shù)較小的地層；此外其使用的硫酸亞鐵(FeSO₄)、焦亞硫酸鈉(Na₂S₂O₅)、氯化亞鐵(FeCl₂)等還原藥劑中含有大量腐蝕性陰離子，會(huì)對土壤及地下水造成二次污染，危險(xiǎn)地下工程水泥、鋼筋等構(gòu)筑物安全。

針對現(xiàn)有修復(fù)方法具有的上述缺陷，尋找一種能較徹底地還原去除場地土壤、地下水中的六價(jià)鉻、可還原含氯有機(jī)污染物，同時(shí)環(huán)境友好、成本低廉、修復(fù)能力穩(wěn)定，修復(fù)后土壤和地下水酸堿度平衡，有利于生物生長，且無二次污染的原位修復(fù)施工方法成為業(yè)內(nèi)人士日益關(guān)注的焦點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種環(huán)境友好型藥劑原位注入修復(fù)污染場地的施工方法，該施工方法可使環(huán)境友好型藥劑與污染土壤、地下水直接充分接觸并發(fā)生反應(yīng)，提升藥劑的還原效率，提高藥劑的有效作用距離，進(jìn)而能夠徹底還原去除土壤及地下水中的六價(jià)鉻或可還原降解的含氯有機(jī)物，并可減小修復(fù)藥劑的無益損耗，有效平衡地層的酸堿度。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種環(huán)境友好型藥劑原位注入修復(fù)污染場地的施工方法，該施工方法包括以下步驟：

步驟10)進(jìn)行小試試驗(yàn)：針對藥劑進(jìn)行污染場地現(xiàn)場小試試驗(yàn)，在設(shè)計(jì)的修復(fù)點(diǎn)位和深度設(shè)置試驗(yàn)點(diǎn)，確定藥劑注入壓力、攪拌時(shí)間、注入時(shí)間，優(yōu)化施工點(diǎn)位布設(shè)密度；

步驟20)構(gòu)筑豎向隔離墻：在污染區(qū)域周圍進(jìn)行豎向隔離墻施工；所述隔離墻沿深度貫穿整個(gè)待修復(fù)區(qū)域地層，并嵌入待修復(fù)區(qū)域地層的下部不透水層；

步驟30)在待修復(fù)區(qū)域地表覆蓋壓實(shí)黏土層，所述壓實(shí)黏土層與隔離墻連接；

步驟40)對注入施工點(diǎn)位進(jìn)行定位，并將施工設(shè)備就位于施工點(diǎn)位；

步驟50)注入廢糖蜜及醋酸菌混合溶液：在施工點(diǎn)位原位注入廢糖蜜及醋酸菌混合溶液，并與污染土壤及地下水強(qiáng)制混合攪拌；

步驟60)對施工點(diǎn)位進(jìn)行封孔：在單個(gè)施工點(diǎn)位施工結(jié)束后，將施工過程中形成的施工孔進(jìn)行封堵；

步驟70)移位施工設(shè)備：移動(dòng)施工設(shè)備至下一注入施工點(diǎn)位，并重復(fù)步驟50)和步驟60)，直至對全部施工點(diǎn)位完成廢糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入和施工孔的封孔；

步驟80)在壓實(shí)黏土層上鋪設(shè)防滲土工膜，所述防滲土工膜與隔離墻連接；

步驟90)從待修復(fù)區(qū)域取樣檢測酸堿度及氧化還原電位：鉆取待修復(fù)區(qū)域的土壤及地下水，當(dāng)土壤及地下水的氧化還原電位及酸堿度滿足設(shè)定要求時(shí)，進(jìn)入步驟100)；當(dāng)不滿足設(shè)定要求時(shí)，則重新覆蓋防滲土工膜，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，檢測酸堿度及氧化還原電位是否滿足要求，如果當(dāng)廢糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入施工完成后超過7天，酸堿度及氧化還原電位仍不滿足要求時(shí)，則重新開始步驟50)～步驟80)，直至待修復(fù)區(qū)域土壤及地下水的氧化還原電位及酸堿度滿足設(shè)定要求；

步驟100)注入微米鐵粉及黃原膠混合溶液：在待修復(fù)區(qū)域注入微米鐵粉及黃原膠混合溶液，并與污染土壤及地下水強(qiáng)制混合攪拌；

步驟110)對施工點(diǎn)位封孔：單個(gè)施工點(diǎn)位施工完成后，將形成的施工孔進(jìn)行封堵；

步驟120)施工設(shè)備移位：轉(zhuǎn)移施工設(shè)備至下一壓力注入施工點(diǎn)位，重復(fù)步驟10)和步驟110)，直至完成全部施工點(diǎn)位的微米鐵粉及黃原膠混合溶液的注入攪拌施工及施工孔封孔；

步驟130)在待修復(fù)區(qū)域地表覆蓋防滲土工膜：全部施工點(diǎn)位的微米鐵粉及黃原膠混合溶液注入攪拌施工完成后，在步驟30)中的壓實(shí)黏土覆蓋層上鋪設(shè)防滲土工膜，并與待修復(fù)區(qū)域周邊豎向隔離墻連接，在待修復(fù)區(qū)域四周及上下形成整體封閉體系。

作為優(yōu)選例，所述的環(huán)境友好型藥劑原位注入修復(fù)污染場地的施工方法，還包括：

步驟140)檢驗(yàn)污染場地修復(fù)效果：步驟130)施工完成7天后，鉆取待修復(fù)區(qū)域土壤及地下水，檢驗(yàn)修復(fù)效果；當(dāng)土壤及地下水中的污染物的含量低于修復(fù)目標(biāo)值時(shí)，且酸堿度滿足6.5≤pH值≤7.5時(shí)，修復(fù)結(jié)束；當(dāng)土壤及地下水中污染物含量高于修復(fù)目標(biāo)值時(shí)，重復(fù)步驟50)～步驟110)；當(dāng)土壤及地下水中污染物含量低于修復(fù)目標(biāo)值，但酸堿度pH值＜6.5時(shí)，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，直至待修復(fù)區(qū)域土壤及地下水酸堿度滿足6.5≤pH值≤7.5。

作為優(yōu)選例，所述的修復(fù)目標(biāo)值為污染物的含量≤2mg/kg或0.1mg/L。

作為優(yōu)選例，步驟40)中，相鄰施工點(diǎn)位的間距小于2倍的藥劑注入并攪拌后的有效作用距離。

作為優(yōu)選例，步驟90)中，設(shè)定要求是指：氧化還原電位小于或等于-100mV，pH值在2.5～5.0之間。

作為優(yōu)選例，所述的步驟50)中，廢糖蜜及醋酸菌混合溶液中，按干基質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成：

廢糖蜜：98.2％；

醋酸菌粉：1.8％。

作為優(yōu)選例，所述的廢糖蜜為工業(yè)制糖過程中產(chǎn)生的廢液，廢液中含糖，其中，含糖量≥25％，含水量≤75％。

作為優(yōu)選例，所述的廢液還含有酒精，且酒精含量≤22％。

作為優(yōu)選例，所述的步驟100)中，微米鐵粉及黃原膠混合溶液，按干基質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成：

微米鐵粉：83.8％～97.7％；

黃原膠：2.3％～16.2％。

作為優(yōu)選例，所述的微米鐵粉的粒徑≤300μm，比表面積≥0.01m²/g；微米鐵粉中具有還原性的鐵粉的質(zhì)量含量≥70％；所述的黃原膠為工業(yè)級(jí)或食品級(jí)粉體黃原膠；黃原膠的pH值為6.0～8.0，純度≥85％，粘度≥600mpa·s，含水量≤15％，且粒徑小于0.2mm的顆粒占98％以上。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的施工方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.還原修復(fù)效率高，藥劑利用率高。本發(fā)明實(shí)施例中，環(huán)境友好型藥劑的按施用次序分別為廢糖蜜及醋酸菌混合溶液、微米鐵粉及黃原膠混合溶液。其中廢糖蜜及醋酸菌混合溶液中的醋酸菌能夠適應(yīng)大多數(shù)地層環(huán)境(酸堿度2.5～8.0、溫度10～35℃)，因此注入地層后能夠以廢糖蜜為碳源快速發(fā)育、增殖。作為自然界廣泛存在的耗氧微生物的一種，其在增殖過程中會(huì)大量消耗地層土壤及地下水中的氧氣，進(jìn)而有效降低地層中的氧化還原電位，避免地層富含的氧氣對后續(xù)注入的微米鐵粉的鈍化作用而造成的藥劑損耗，進(jìn)而能夠提高微米鐵粉對污染物的還原能力。此外醋酸菌利用氧氣還能將廢糖蜜中的糖分和酒精成分氧化為醋酸，該弱有機(jī)酸酸能夠有效降低地層土壤及地下水的pH值，利于土壤中與土顆粒、有機(jī)質(zhì)結(jié)合較為緊密的污染物的解吸與溶出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對這部分難以處理的污染物的還原去除。同時(shí)生成的醋酸能夠有效洗脫微米鐵粉表面的鈍化層，造成的酸性環(huán)境利于微米鐵粉的還原反應(yīng)，提高藥劑的可利用率。而混合溶液中的廢糖蜜含有豐富的蔗糖、轉(zhuǎn)化糖、膠體等還原性物質(zhì)，其本身具有高效的還原能力，因此能夠協(xié)助微米鐵粉進(jìn)一步促進(jìn)污染物的還原和降解。微米鐵粉及黃原膠混合溶液中的微米鐵粉表面活性能高，同時(shí)來源廣泛制備簡單，在酸性環(huán)境中能夠高效還原污染物。黃原膠則一種黏性膠體，具有獨(dú)特的剪切稀化特征，因此能夠改善微米鐵粉顆粒在地層土壤及地下水中的持續(xù)懸浮能力及均勻程度，避免微米鐵粉因重力沉降而無法有效泵送及在地層中的遷移距離及分散程度有限的缺點(diǎn)，進(jìn)而提升微米鐵粉和土壤及地下水中污染物的接觸范圍和均勻性，有效提高微米鐵粉的利用率和修復(fù)效率。本發(fā)明使用的壓力注入及強(qiáng)制攪拌方式亦能夠確保藥劑在土壤和地下中的中的均勻擴(kuò)散，保證其藥劑具有較大的有效作用距離，此外還能夠合理的控制藥劑施工量，提高修復(fù)的指向性，節(jié)約了藥劑使用量。藥劑注入前設(shè)置的隔離墻及壓實(shí)黏土層能夠有效防止污染物向區(qū)域外遷移擴(kuò)散，避免對周圍環(huán)境的再次污染；同時(shí)能夠有效阻隔環(huán)境中污染物倒灌及氧氣的輸入，使得修復(fù)區(qū)域得以長時(shí)間維持較低氧化還原電位和酸性環(huán)境，進(jìn)而保證對污染物的高還原效率；并且能夠阻止藥劑在注入壓力下向地層周圍及地表溢出，降低藥劑損耗。而本發(fā)明的施工方法中防滲土工膜及注漿點(diǎn)位封孔等步驟，進(jìn)一步減小了修復(fù)區(qū)域與外界環(huán)境的連接通道，使得整個(gè)修復(fù)區(qū)域能夠形成一個(gè)封閉體系，利于修復(fù)區(qū)域低氧化還原電位和酸堿度的保持，進(jìn)而利于微米鐵粉對污染物的還原去除。此外各注入施工點(diǎn)位的藥劑有效作用區(qū)域重合，確保藥劑能夠進(jìn)入所有污染區(qū)域。本發(fā)明施工方法中的酸堿度、氧化還原電位、污染物濃度的取樣檢測步驟，確保了藥劑還原去除污染物效率和可靠度。而本發(fā)明采用液體藥劑的形式也能夠有效避免粉體藥劑的揚(yáng)塵現(xiàn)象，進(jìn)一步降低藥劑的無益損失。

2.操作簡單、施工快速、成本低。本發(fā)明實(shí)施例的施工方法不需要大面積開挖土方或抽取地下水，因而能夠大幅度減小工作量、施工成本并縮短工期。使用的藥劑制備簡單，成本低，作用迅速，修復(fù)速度較快。其中微米鐵粉制備不需要復(fù)雜設(shè)備，而黃原膠可采用工業(yè)級(jí)黃原膠，其摻量較低。而醋酸菌摻量少，可在注入地層后利用廢糖蜜培養(yǎng)增殖，不耗費(fèi)成本。黃原膠水溶液在高剪切作用下粘度急劇下降，而當(dāng)剪切力消除時(shí)，則立即恢復(fù)原有的粘度，因此可以利用本發(fā)明壓力注入方式將難泵送的微米鐵粉原位注入污染地層中，其操作簡單易行，效果顯著。此外本發(fā)明采用的注入藥劑并強(qiáng)制攪拌方式的施工迅速，一般污染場地?cái)?shù)天內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)全部點(diǎn)位的注入修復(fù)工作。本發(fā)明施工方法中的壓實(shí)黏土層能夠?yàn)槭┕ぴO(shè)備提供高強(qiáng)度作業(yè)面，利于施工設(shè)備的快速移位，進(jìn)而有效降低施工難度、加快施工速度。本發(fā)明中隔離墻的構(gòu)筑、藥劑的壓力注入攪拌等可利用現(xiàn)有成熟的隔離墻、水泥攪拌樁技術(shù)和相應(yīng)設(shè)備，因而不需要額外的設(shè)備改造工作。此外氧化還原點(diǎn)位及酸堿度的檢測簡單易行，同樣不需要復(fù)雜設(shè)備。并且由于醋酸菌在碳源充足的情況下能夠大量生成醋酸，有效降低地層土壤和地下水的酸堿度，而當(dāng)碳源進(jìn)一步消耗時(shí)，醋酸菌又能夠進(jìn)一步氧化醋酸為二氧化碳和水，進(jìn)而恢復(fù)環(huán)境酸堿度，因此無需在修復(fù)前后進(jìn)行復(fù)雜的土壤及地下水環(huán)境的酸堿度調(diào)節(jié)操作，這進(jìn)一步簡化了施工步驟，降低了施工成本。

3.環(huán)境友好、廢物利用。本發(fā)明實(shí)施例的施工方法實(shí)施過程不產(chǎn)生有害物質(zhì)。本發(fā)明采用的藥劑中醋酸菌廣泛存在于自然界中，能被人體所消化分解，同時(shí)在場地修復(fù)完成會(huì)由于碳源的完全消耗，自然滅菌，對場地及周圍生態(tài)環(huán)境影響?。欢鴱U糖蜜成分來源制糖工業(yè)洗滌、煮糖和真空吸濾等環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的廢料，能夠被醋酸菌最終高效分解為二氧化碳和水，不會(huì)造成場地和周圍環(huán)境的污染；黃原膠則作為單胞多糖，其本身可作為食品添加劑，且能夠被自然環(huán)境中的多種酶所降解；微米鐵粉由于粒徑適中，不會(huì)如納米鐵粉一樣具有生物毒害作用，其在還原修復(fù)污染物后會(huì)轉(zhuǎn)化成二價(jià)和三價(jià)鐵離子，對周圍土壤和水體不產(chǎn)生危害，無二次污染?？梢姳景l(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)以廢治廢，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

附圖說明

圖1為環(huán)境友好型藥劑原位注入修復(fù)污染場地施工方法工藝流程圖。

圖2為藥劑注入及攪拌施工的操作原理圖。

圖3為藥劑注入及攪拌施工完成后的封孔養(yǎng)護(hù)效果示意圖。

圖4為藥劑注入施工點(diǎn)位平面布置示意圖。

其中有：壓實(shí)黏土層1；非污染地層2；污染地層3；豎向隔離墻4；不透水層5；污染區(qū)域6；施工設(shè)備7；噴頭8；藥劑有效注入?yún)^(qū)域9；施工孔10；防滲土工膜11；土工布袋12；注入施工點(diǎn)位13。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

本實(shí)施例中治理的污染場地中，污染物為六價(jià)鉻、可通過還原降解的含氯有機(jī)物或者二者的混合，且污染物占場地土壤和地下水總質(zhì)量的0.01％以上。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種環(huán)境友好型藥劑原位注入修復(fù)污染場地的施工方法，包括以下步驟：

步驟10)進(jìn)行小試試驗(yàn)：針對藥劑進(jìn)行污染場地現(xiàn)場小試試驗(yàn)，在設(shè)計(jì)的修復(fù)點(diǎn)位和深度設(shè)置試驗(yàn)點(diǎn)，確定藥劑注入壓力、攪拌時(shí)間、注入時(shí)間，優(yōu)化施工點(diǎn)位布設(shè)密度。

施工前針對藥劑進(jìn)行污染場地現(xiàn)場小試試驗(yàn)，在設(shè)計(jì)的修復(fù)點(diǎn)位和深度設(shè)置若干試驗(yàn)點(diǎn)，以確定所使用的施工設(shè)備注入并攪拌藥劑的有效作用距離，進(jìn)而優(yōu)化最佳藥劑注入壓力、攪拌及注入時(shí)間，合理調(diào)節(jié)攪拌注入點(diǎn)位布設(shè)密度。當(dāng)整個(gè)場地?cái)M修復(fù)地層滲透系數(shù)差異較小(差異小于1個(gè)數(shù)量級(jí))時(shí)，工藝性小試試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量以1～2個(gè)為宜；而當(dāng)場地?cái)M修復(fù)地層滲透系數(shù)差異較大(差異大于1個(gè)數(shù)量級(jí))時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同滲透系數(shù)地層的分布情況，適當(dāng)增加試驗(yàn)點(diǎn)，以確保工藝性小試試驗(yàn)覆蓋所有典型地層。施工設(shè)備可采用單向或雙向攪拌注入樁機(jī)。

步驟20)構(gòu)筑豎向隔離墻：在污染區(qū)域周圍進(jìn)行豎向隔離墻施工；所述隔離墻沿深度貫穿整個(gè)待修復(fù)區(qū)域地層，并嵌入待修復(fù)區(qū)域地層的下部不透水層。

在污染場地污染區(qū)域周圍進(jìn)行豎向隔離墻施工，有效避免在藥劑注入壓力下地層中的污染物向四周遷移擴(kuò)散，而導(dǎo)致污染區(qū)域擴(kuò)大的情況，以及地下水流動(dòng)造成的氧氣不斷進(jìn)入污染區(qū)域的情況。隔離墻厚度宜為20～80cm，滲透系數(shù)小于等于5.0×10^-8cm/s，隔離墻沿深度應(yīng)貫穿整個(gè)擬修復(fù)區(qū)域地層，并嵌入擬修復(fù)地層下的不透水層20cm以上，以在污染區(qū)域周圍形成基本不透水的封閉體。

步驟30)在待修復(fù)區(qū)域地表覆蓋壓實(shí)黏土層，所述壓實(shí)黏土層與隔離墻連接。

作為優(yōu)選，壓實(shí)黏土層厚度不小于50cm，壓實(shí)度大于90％，滲透系數(shù)小于等于10^-7cm/s，并與污染區(qū)域周圍豎向隔離墻連接，形成整體封閉系統(tǒng)。壓實(shí)黏土層的設(shè)置可有效避免藥劑注入過程中的翻漿現(xiàn)象，并為施工設(shè)備提供有效作業(yè)面，同時(shí)也能有效減少藥劑在地表附近地層中的溢出損失。壓實(shí)黏土層也能夠有效阻止攪拌注入樁機(jī)施工過程及場地養(yǎng)護(hù)期間大氣中的氧氣進(jìn)入修復(fù)區(qū)域。作為優(yōu)選，壓實(shí)黏土層邊緣超出豎向隔離墻外邊緣距離大于等于1.0m。

步驟40)對注入施工點(diǎn)位定位，并將施工設(shè)備就位于施工點(diǎn)位旁。

作為優(yōu)選，在步驟40)中，相鄰施工點(diǎn)位的間距小于2倍的藥劑注入并攪拌后的有效作用距離。相鄰施工點(diǎn)位間距小于2倍藥劑注入并攪拌的有效作用距離，以保證注入的有效作用區(qū)域相互重疊，避免出現(xiàn)藥劑無法有效注入覆蓋的區(qū)域。因此，相鄰施工點(diǎn)位間距應(yīng)介于藥劑的有效作用距離的1倍～2倍之間。注入施工點(diǎn)位定點(diǎn)允許偏差小于等于50mm，施工設(shè)備鉆孔垂直度允許偏差小于等于1.0％，施工點(diǎn)位成孔直徑允許偏差小于等于20mm，施工點(diǎn)位注入深度允許偏差小于等于100mm。

步驟50)注入廢糖蜜及醋酸菌混合溶液：在施工點(diǎn)位原位注入廢糖蜜及醋酸菌混合溶液，并與污染土壤及地下水強(qiáng)制混合攪拌。

步驟60)對施工點(diǎn)位進(jìn)行封孔：在單個(gè)施工點(diǎn)位施工結(jié)束后，將施工過程中形成的施工孔進(jìn)行封堵。具體來說，單個(gè)施工點(diǎn)位施工完成后，將形成的施工孔以裝滿膨潤土的土工布袋進(jìn)行封堵，封堵后對土工布袋進(jìn)行浸濕處理，利用膨潤土遇水膨脹及低滲透性特性有效密封施工孔。土工布袋長度以40cm為宜，布袋直徑宜較施工孔大2cm左右為宜。

步驟70)移位施工設(shè)備：移動(dòng)施工設(shè)備至下一注入施工點(diǎn)位，并重復(fù)步驟50)和步驟60)，直至對全部施工點(diǎn)位完成廢糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入和施工孔的封孔。

步驟80)在壓實(shí)黏土層上鋪設(shè)防滲土工膜，所述防滲土工膜與隔離墻連接。

當(dāng)廢糖蜜及醋酸菌混合溶液注入全部施工點(diǎn)位后，立即在壓實(shí)黏土覆蓋層上鋪設(shè)防滲土工膜，并與待修復(fù)區(qū)域周邊豎向隔離墻連接，在待修復(fù)區(qū)域四周及上下形成整體封閉體系，以避免前期壓力注漿過程中黏土覆蓋層開裂導(dǎo)致的修復(fù)區(qū)域封閉體與空氣流通情況，防止廢糖蜜及醋酸菌混合溶液注入后的養(yǎng)護(hù)期間氧氣從大氣中進(jìn)入待修復(fù)區(qū)域，為有效降低修復(fù)區(qū)域土壤和地下水的氧化還原電位提供有利條件。防滲土工膜可采用低密度聚乙烯(LDPE)土工膜、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)土工膜三種形式。防滲土工膜邊緣超出豎向隔離墻外邊緣距離大于等于1.0m。

步驟90)從待修復(fù)區(qū)域取樣檢測酸堿度及氧化還原電位：鉆取待修復(fù)區(qū)域的土壤及地下水，當(dāng)土壤及地下水的氧化還原電位及酸堿度滿足設(shè)定要求時(shí)，進(jìn)入步驟100)；當(dāng)不滿足設(shè)定要求時(shí)，則重新覆蓋防滲土工膜，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，檢測酸堿度及氧化還原電位是否滿足要求，如果當(dāng)廢糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入施工完成后超過7天，酸堿度及氧化還原電位仍不滿足要求時(shí)，則重新開始步驟50)～步驟80)，直至待修復(fù)區(qū)域土壤及地下水的氧化還原電位及酸堿度滿足設(shè)定要求。作為優(yōu)選，設(shè)定要求是指：氧化還原電位小于或等于-100mV，pH值在2.5～5.0之間。

步驟100)注入微米鐵粉及黃原膠混合溶液：在待修復(fù)區(qū)域注入微米鐵粉及黃原膠混合溶液，并與污染土壤及地下水強(qiáng)制混合攪拌。注入點(diǎn)位布設(shè)及要求與步驟40)相同。

步驟110)對施工點(diǎn)位封孔：單個(gè)施工點(diǎn)位施工完成后，將形成的施工孔進(jìn)行封堵。

單個(gè)點(diǎn)位施工完成后，立即將形成的施工孔以裝滿膨潤土的土工布袋進(jìn)行封堵，封堵后對土工布袋進(jìn)行浸濕處理，利用膨潤土遇水膨脹及低滲透性特性有效密封施工孔。土工布袋長度以40cm為宜，布袋直徑宜較施工孔大2cm左右為宜。

步驟120)施工設(shè)備移位：轉(zhuǎn)移施工設(shè)備至下一壓力注入施工點(diǎn)位，重復(fù)步驟10)和步驟110)，直至完成全部施工點(diǎn)位的微米鐵粉及黃原膠混合溶液的注入攪拌施工及施工孔封孔。

步驟130)在待修復(fù)區(qū)域地表覆蓋防滲土工膜：全部施工點(diǎn)位的微米鐵粉及黃原膠混合溶液注入攪拌施工完成后，在步驟30)中的壓實(shí)黏土覆蓋層上鋪設(shè)防滲土工膜，并與待修復(fù)區(qū)域周邊豎向隔離墻連接，在待修復(fù)區(qū)域四周及上下形成整體封閉體系。

步驟130)在修復(fù)區(qū)域四周及上下形成整體封閉體系，以避免步驟10)施工過程中造成的黏土覆蓋層開裂導(dǎo)致的大氣氧氣進(jìn)入修復(fù)區(qū)域，保持修復(fù)區(qū)域的氧化還原電位處于較低水平，保證微米鐵粉的還原能力和效率，為高效還原去除地層中的污染物提供有利條件。防滲土工膜可采用低密度聚乙烯(LDPE)土工膜、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)土工膜三種形式。防滲土工膜邊緣超出豎向隔離墻外邊緣距離大于等于1.0m。

作為優(yōu)選例，上述施工方法，還包括：步驟140)檢驗(yàn)污染場地修復(fù)效果：步驟130)施工完成7天后，鉆取待修復(fù)區(qū)域土壤及地下水，檢驗(yàn)修復(fù)效果；當(dāng)土壤及地下水中的污染物的含量低于修復(fù)目標(biāo)值時(shí)，且酸堿度滿足6.5≤pH值≤7.5時(shí)，修復(fù)結(jié)束。所述的修復(fù)目標(biāo)值為污染物的含量≤2mg/kg或0.1mg/L。當(dāng)土壤及地下水中污染物含量高于修復(fù)目標(biāo)值時(shí)，重復(fù)步驟50)～步驟110)；當(dāng)土壤及地下水中污染物含量低于修復(fù)目標(biāo)值，但酸堿度pH值＜6.5時(shí)，繼續(xù)利用隔離墻、壓實(shí)黏土層、防滲土工膜對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行隔離密閉養(yǎng)護(hù)，使得醋酸菌進(jìn)一步氧化醋酸為二氧化碳和水，直至待修復(fù)區(qū)域土壤及地下水酸堿度滿足6.5≤pH值≤7.5。

進(jìn)一步，所述的步驟50)和步驟100)中，施工設(shè)備的注漿壓力在0.5～30MPa之間；施工設(shè)備鉆具上的噴頭在污染地層中沿深度的上下過程中持續(xù)噴漿并攪拌，避免一次噴漿的不均勻情況發(fā)生。具體的壓力注漿攪拌過程如下：施工設(shè)備的鉆具及噴頭先下入場地地層，達(dá)到設(shè)計(jì)修復(fù)深度的上限后一邊進(jìn)行噴漿一邊旋轉(zhuǎn)鉆具葉片切土下沉直至設(shè)計(jì)修復(fù)深度下限，此后在設(shè)計(jì)修復(fù)深度下限處停留一段時(shí)間，并持續(xù)噴漿攪拌，再一邊噴漿攪拌一邊提升，直至噴頭和鉆具葉片提升至地表以上或達(dá)到設(shè)計(jì)修復(fù)深度上限以上50cm，完成單個(gè)注入施工點(diǎn)位的施工。噴頭和鉆具下沉速度、提升速度控制誤差在5cm/min以內(nèi)，速度由電機(jī)的電流檢測表控制。

上述實(shí)施例中，所述的步驟50)中，廢糖蜜及醋酸菌混合溶液中，按干基質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成：

廢糖蜜：98.2％；

醋酸菌粉：1.8％。

作為一優(yōu)選例，所述的廢糖蜜為工業(yè)制糖過程中產(chǎn)生的廢液，廢液中含糖，其中，含糖量≥25％，含水量≤75％。作為另一優(yōu)選例，所述的廢液還含有酒精，且酒精含量≤22％。醋酸菌粉為制醋工業(yè)用菌曲，其通過真空濃縮后吸附干燥制成，為醋桿菌屬，具有將醋酸和酒精進(jìn)一步氧化成二氧化碳和水的能力，且其中活性醋酸菌含量大于等于80％。

所述的步驟100)中，微米鐵粉及黃原膠混合溶液，按干基質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成：

微米鐵粉：83.8％～97.7％；

黃原膠：2.3％～16.2％。

所述的微米鐵粉的粒徑≤300μm，比表面積≥0.01m²/g；微米鐵粉中具有還原性的鐵粉的質(zhì)量含量≥70％；所述的黃原膠為工業(yè)級(jí)或食品級(jí)粉體黃原膠；黃原膠的pH值為6.0～8.0，純度≥85％，粘度≥600mpa·s，含水量≤15％，且粒徑小于0.2mm的顆粒占98％以上。

下面例舉一實(shí)例。

如圖2～圖4所示，施工設(shè)備7為單向或雙向攪拌注入樁機(jī)，其能按照布設(shè)的注入施工點(diǎn)位13靈活移動(dòng)施工，同時(shí)施工設(shè)備7的注漿壓力應(yīng)在0.5～30MPa之間。藥劑的現(xiàn)場小試試驗(yàn)?zāi)康氖莾?yōu)化最佳藥劑注入壓力、攪拌及注入時(shí)間，合理調(diào)節(jié)攪拌注入施工點(diǎn)位13的布設(shè)密度，確定所使用的施工設(shè)備7注入并攪拌藥劑的有效作用距離r。實(shí)際操作中應(yīng)根據(jù)不同滲透系數(shù)的污染地層3的分布情況，適當(dāng)增加試驗(yàn)點(diǎn)，以確保所有不同滲透系數(shù)的污染地層3均有至少1個(gè)工藝性小試試驗(yàn)點(diǎn)位。

隔離墻4沿深度應(yīng)貫穿整個(gè)污染地層3及其上覆的非污染地層2，并嵌入污染地層3下的不透水層5內(nèi)20cm以上，以在污染地層中的污染區(qū)域6周圍形成基本不透水的封閉體，以有效避免步驟50)和步驟100)中壓力注漿過程中污染地層3中的污染物向四周遷移擴(kuò)散而導(dǎo)致污染區(qū)域擴(kuò)大的情況，并隔絕氧氣進(jìn)入污染地層3中污染區(qū)域6中的情況。

而污染區(qū)域6上部也進(jìn)行封閉處理，在上覆的非污染地層2地表上覆蓋壓實(shí)黏土層1，并與污染區(qū)域6周圍豎向隔離墻4連接，以形成周圍及上下整體封閉系統(tǒng)。該壓實(shí)黏土層1的設(shè)置可有效避免藥劑注入過程中的翻漿現(xiàn)象并為施工設(shè)備7提供有效作業(yè)面，同時(shí)也能有效減少藥劑在非污染地層2地表處的溢出損失。此外壓實(shí)黏土層1也能夠有效阻止施工設(shè)備7(攪拌注入樁機(jī))施工過程及場地養(yǎng)護(hù)期間大氣中的氧氣進(jìn)入污染區(qū)域6。

注入施工點(diǎn)位13的定位和施工設(shè)備7施工過程中應(yīng)注意精確度，其中注入施工點(diǎn)位13定點(diǎn)允許偏差小于等于50mm，施工設(shè)備7鉆孔垂直度允許偏差小于等于1.0％，注入施工點(diǎn)位13成孔直徑允許偏差小于等于20mm，點(diǎn)位注入深度允許偏差小于等于100mm。

在設(shè)計(jì)注入施工點(diǎn)位13利用施工設(shè)備7原位注入廢糖蜜及醋酸菌混合溶液，藥劑溶液通過鉆具及噴頭8進(jìn)入污染土壤及地下水并與其強(qiáng)制混合，使得藥劑進(jìn)入藥劑有效作用區(qū)域9，并在藥劑有效作用區(qū)域9中均勻分散，進(jìn)而與污染物有效接觸。單個(gè)點(diǎn)位施工完成后，立即將形成的施工孔10以裝滿膨潤土的土工布袋12進(jìn)行封堵，封堵后對土工布袋12進(jìn)行浸濕處理，利用膨潤土遇水膨脹及低滲透性特性有效密封施工孔10。在完成單個(gè)點(diǎn)位的施工后，立即移動(dòng)施工設(shè)備7至下一壓力注入施工點(diǎn)位13，重復(fù)施工步驟50)和步驟60)，直至完成全部施工點(diǎn)位的廢糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入攪拌施工及點(diǎn)位封孔工作。

在全部注入施工點(diǎn)位13的廢糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入施工完成后，立即在壓實(shí)黏土層1上鋪設(shè)防滲土工膜11，并與修復(fù)區(qū)域周邊豎向隔離墻4有效連接，在修復(fù)的污染區(qū)域6四周及上下形成整體封閉體系，以避免前期壓力注漿過程中壓實(shí)黏土層1開裂導(dǎo)致的污染區(qū)域6封閉體與空氣流通情況，防止廢糖蜜及醋酸菌混合溶液注入后的養(yǎng)護(hù)期間氧氣從大氣中進(jìn)入污染區(qū)域6，為有效降低污染區(qū)域6土壤和地下水的氧化還原電位提供有利條件。

此后鉆取污染區(qū)域6的土壤及地下水，檢測土壤及地下水中氧化還原電位以及酸堿度變化情況，當(dāng)氧化還原電位及酸堿度(pH值)降低至滿足要求時(shí)，開始下一步施工，不滿足要求時(shí)則重新覆蓋防滲土工膜11養(yǎng)護(hù)至滿足要求，當(dāng)廢糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入施工完成后超過7天依然不滿足要求時(shí)，重新開始步驟50)～步驟80)，再次在修復(fù)區(qū)域注入廢糖蜜及醋酸菌混合溶液，并覆蓋防滲土工膜11養(yǎng)護(hù)，直至污染區(qū)域6土壤及地下水的氧化還原電位及酸堿度滿足要求。其中要求的氧化還原電位應(yīng)小于等于-100mV，pH值應(yīng)在2.5～5.0之間。

接著在污染區(qū)域6中注入微米鐵粉及黃原膠混合溶液，并與污染土壤及地下水強(qiáng)制混合攪拌。注入施工點(diǎn)位13布設(shè)及要求同步驟40)。在單個(gè)點(diǎn)位施工的完成后同樣，立即將形成的施工孔10以裝滿膨潤土的土工布袋12進(jìn)行封堵，封堵后對土工布袋12進(jìn)行浸濕處理，利用膨潤土遇水膨脹及低滲透性特性有效密封施工孔10。施工中持續(xù)轉(zhuǎn)移施工設(shè)備7至下一壓力注入施工點(diǎn)位13，重復(fù)施工步驟100)和步驟110)，直至完成全部注入施工點(diǎn)位13的微米鐵粉及黃原膠混合溶液的注入攪拌施工及點(diǎn)位封孔工作。

全部點(diǎn)位的微米鐵粉及黃原膠混合溶液注入攪拌施工完成后，立即在壓實(shí)黏土層1上鋪設(shè)防滲土工膜11，并與污染區(qū)域6周邊豎向隔離墻4有效連接，在污染區(qū)域6四周及上下形成整體封閉體系，以避免步驟100)施工過程中造成的壓實(shí)黏土層1開裂導(dǎo)致的大氣氧氣進(jìn)入污染區(qū)域6，保持污染區(qū)域6的氧化還原電位處于較低水平，保證微米鐵粉的還原能力和效率，為高效還原去除地層中的污染物提供有利條件。

步驟130)施工完成7天后，鉆取污染區(qū)域6土壤及地下水，檢驗(yàn)修復(fù)效果。當(dāng)土壤及地下水中的污染物的含量低于修復(fù)目標(biāo)值(≤2mg/kg或0.1mg/L)時(shí)，且酸堿度滿足要求(6.5≤pH值≤7.5)，修復(fù)結(jié)束；當(dāng)土壤及地下水中污染物含量高于修復(fù)目標(biāo)值時(shí)，重復(fù)步驟5)～步驟11)；當(dāng)土壤及地下水中污染物含量低于修復(fù)目標(biāo)值，但酸堿度過低時(shí)，繼續(xù)利用豎向隔離墻4、壓實(shí)黏土層1、防滲土工膜11對污染區(qū)域6進(jìn)行隔離密閉養(yǎng)護(hù)，使得醋酸菌進(jìn)一步氧化醋酸為二氧化碳和水，進(jìn)而恢復(fù)污染區(qū)域6和污染地層3的酸堿度。

如圖2所示，a位置為鉆具及噴頭下入達(dá)到設(shè)計(jì)修復(fù)深度的上限后開始噴漿；b位置為邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)鉆具葉片切土下沉；c位置為在設(shè)計(jì)修復(fù)深度下限處停留并持續(xù)噴漿攪拌一段時(shí)間；d位置為邊噴漿攪拌邊提升；e位置為噴頭和鉆具葉片提升至地表以上或達(dá)到設(shè)計(jì)修復(fù)深度上限以上50cm，完成單個(gè)點(diǎn)位施工。

如圖2所示，施工設(shè)備7鉆具上的攪拌葉片和噴頭8在污染地層3中沿深度的上下過程中持續(xù)噴漿并攪拌，避免一次噴漿的不均勻情況發(fā)生。具體的壓力注漿攪拌過程如下：

a.施工設(shè)備7的鉆具及噴頭8先下入污染地層3并達(dá)到修復(fù)設(shè)計(jì)深度上限；

b.鉆具及噴頭8一邊進(jìn)行噴漿一邊旋轉(zhuǎn)切土下沉直至設(shè)計(jì)修復(fù)深度下限，下沉過程中速度誤差控制在5cm/min；

c.鉆具及噴頭8在設(shè)計(jì)修復(fù)深度下限處停留一段時(shí)間，并持續(xù)噴漿攪拌，要求停留時(shí)間在30s左右；

d.鉆具及噴頭8一邊噴漿攪拌一邊向上提升，提升過程中速度誤差控制在5cm/min；

e.鉆具及噴頭8提升至地表以上或達(dá)到設(shè)計(jì)修復(fù)深度上限以上50cm，完成單個(gè)點(diǎn)位的施工。

如圖3所示，藥劑注入及攪拌施工完成后的封孔養(yǎng)護(hù)過程設(shè)置的豎向隔離墻4其厚度宜為20～80cm，滲透系數(shù)小于等于5.0×10^-8cm/s；而防滲土工膜11可采用低密度聚乙烯(LDPE)土工膜、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)土工膜三種形式，其水蒸汽滲透系數(shù)小于等于1.0×10^-16g·cm/cm·s·pa；壓實(shí)黏土層1的厚度不小于50cm，壓實(shí)度大于90％，滲透系數(shù)小于等于10^-7cm/s，壓實(shí)黏土層1邊緣超出豎向隔離墻4外邊緣的距離大于等于1.0m；防滲土工膜11邊緣超出豎向隔離墻4外邊緣距離大于等于1.0m；土工布袋12長度以40cm為宜，土工布袋12直徑宜較施工孔10大2cm左右。

應(yīng)特別注意藥劑注入施工點(diǎn)位的平面布置，如圖4所示，處于同一排的注入施工點(diǎn)位13中，相鄰兩個(gè)注入施工點(diǎn)位13的有效作用區(qū)域9應(yīng)相交；相鄰兩排的注入施工點(diǎn)位13相互錯(cuò)位布設(shè)，且相鄰兩排的施工點(diǎn)位13的有效作用區(qū)域9之間應(yīng)相交。注入施工點(diǎn)位13的相鄰點(diǎn)位間距R小于2倍的藥劑注入并攪拌的有效作用距離r，即相鄰點(diǎn)位間距R應(yīng)介于r和2r之間，以避免出現(xiàn)藥劑無法有效注入覆蓋的區(qū)域。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述具體實(shí)施例的限制，上述具體實(shí)施例和說明書中的描述只是為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)的范圍由權(quán)利要求書及其等效物界定。