一種多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地土壤修復(fù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境工程污染場(chǎng)地±壤修復(fù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地± 壤修復(fù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 多氯聯(lián)苯（polychlorinatedbiphenyls，PCBs)是經(jīng)過(guò)化學(xué)催化反應(yīng)，將1~10個(gè) 氯原子于不同位置取代聯(lián)苯分子上的氨所形成的一組有209種同系物的氯代芳香控類化 合物，其化學(xué)表達(dá)式為?；?。。C1。。PCBs具有熱力學(xué)穩(wěn)定性、化學(xué)惰性、不易燃性、高電阻率 等優(yōu)良理化性質(zhì)，曾被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，后因發(fā)現(xiàn)其具有持久性、生物蓄積性、遠(yuǎn) 距離遷移性和明顯的生物毒性等特征，可通過(guò)食物鏈的傳遞對(duì)生物及人體健康造成極大的 威脅，已禁用并被列入《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》首批控制污染物名單。
[0003] 環(huán)境中的PCBs主要通過(guò)大氣沉降、污水灌概和固體廢物泄露進(jìn)入±壤，進(jìn)入其中 的PCBs難W橫向與縱向遷移，難W自然降解，容易長(zhǎng)期存在并產(chǎn)生生物富集，帶來(lái)生態(tài)風(fēng) 險(xiǎn)。由于PCBs難溶于水，往往與受污染±壤顆粒緊密結(jié)合而難W去除，使得含PCBs±壤的 處理非常困難。
[0004] 目前，應(yīng)用比較普遍的多氯聯(lián)苯污染±壤修復(fù)方法主要是物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修 復(fù)技術(shù)和微生生物修復(fù)技術(shù)。 陽(yáng)〇化]多氯聯(lián)苯污染±壤物理修復(fù)技術(shù)主要是安全±地填埋與高溫焚燒等技術(shù)。按《含 多氯聯(lián)苯廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB13015-91)，多氯聯(lián)苯含量> 50-《500mg/kg的有害廢物 允許采用安全±地填埋技術(shù)處置，或采用高溫焚燒技術(shù)處置；多氯聯(lián)苯含量大于500mg/kg 的有害廢物及電力電容器中用作浸潰劑的多氯聯(lián)苯必須采用高溫焚燒技術(shù)處置物理修復(fù)。 安全±地填埋填埋技術(shù)是將PCBs污染±壤挖掘并運(yùn)輸至安全填埋場(chǎng)，達(dá)到PCBs與水環(huán)境、 大氣環(huán)境隔絕的目的，適用于PCBs污染程度較重的±壤，但并不能真正清除PCBs，只是將 PCBs進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，且費(fèi)用較高。高溫焚燒修復(fù)技術(shù)適合于高污染±壤，但對(duì)±壤物理、化 學(xué)性質(zhì)具有極大的破壞性，而且耗資巨大、運(yùn)行成本也相對(duì)較高，再且存在二嗯英污染的風(fēng) 險(xiǎn)。
[0006] 多氯聯(lián)苯污染±壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)，包括化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)、化學(xué)還原修復(fù)技術(shù)W 及化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)?！廊乐械腜CBs由于受到毛細(xì)管力、粘附力和內(nèi)聚力作用而形成殘留 形態(tài)，如果對(duì)存在殘余？〔88的±壤用洗脫溶液沖洗，毛細(xì)管力、粘附力和內(nèi)聚力可W大大 降低。化學(xué)還原技術(shù)是向±壤中投加零價(jià)鐵等還原劑使多氯聯(lián)苯脫氯，零價(jià)鐵在降解PCBs 等含氯有機(jī)污染物中具有較好的脫氯還原作用，但隨反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行，金屬鐵表面生成惰 性層或金屬氨氧化物，零價(jià)鐵的使用壽命不長(zhǎng)?；瘜W(xué)氧化技術(shù)是通過(guò)向±壤中投加過(guò)氧化 氨、高儘酸鐘、Fenton藥劑等化學(xué)氧化劑，使其與污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)氧化分解± 壤中多氯聯(lián)苯的目的?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)修復(fù)效率高，但運(yùn)行成本較高，使其廣泛應(yīng)用受到了很 大的限制。
[0007] 多氯聯(lián)苯污染±壤微生物修復(fù)主要通過(guò)厭氧還原脫氯和好氧氧化降解兩個(gè)過(guò)程 實(shí)現(xiàn)，其中五氯及W上取代PCBs須脫氯轉(zhuǎn)化為低氯代PCBs后方可進(jìn)行好氧降解。好氧氧化 通過(guò)雙加氧酶將化加到聯(lián)苯環(huán)上，脫氨生成鄰苯二酪，接著打開(kāi)苯環(huán)。厭氧脫氯則不破壞苯 環(huán)結(jié)構(gòu)，在脫氯過(guò)程中，多氯聯(lián)苯分子上的氯原子逐步被氨原子取代，最終產(chǎn)物為聯(lián)苯。厭 氧條件下高氯代PCBs能夠發(fā)生脫氯反應(yīng)，使其毒性大大降低，脫氯后形成的低氯代化合物 可W進(jìn)一步好氧降解，直至完全礦化。生物修復(fù)技術(shù)對(duì)環(huán)境破壞小，經(jīng)濟(jì)效益高，但對(duì)環(huán)境 條件要求較高，修復(fù)周期長(zhǎng)。
[0008]目前，大規(guī)模的實(shí)際多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地修復(fù)工程尚不成熟，由于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素 的考慮，大部分修復(fù)技術(shù)僅局限于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，大規(guī)模投入實(shí)際修復(fù)工程還不成熟。借 助于學(xué)科之間的合作來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)境友好、技術(shù)簡(jiǎn)便可行、多種修復(fù)技術(shù)聯(lián)合的綜合修復(fù) 將是處理多氯聯(lián)苯污染±壤的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中多氯聯(lián)苯污染±壤修復(fù)不理想的問(wèn)題，提供一 種多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地上壤化學(xué)處理與生物處理組合修復(fù)的方法。
[0010] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0011] 一種多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地上壤修復(fù)的方法，采用如下步驟：
[0012] 步驟1)增效洗脫：向多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地±壤中投加增效洗脫液，每噸污染±壤中 加入增效洗脫液40-100以所述增效洗脫液的摩爾濃度為l-2mol/L的水溶液；
[0013] 步驟2)-級(jí)化學(xué)處理：向步驟1)處理后的±壤中投加稀鹽酸，使其抑在4-5之 間；投加零價(jià)鐵，每噸污染±壤中加入零價(jià)鐵40-50mol;再向污染±壤中投加活性炭，每噸 污染±壤中加入活性炭與零價(jià)鐵的摩爾比為1:1. 5-3 ;
[0014] 步驟3)二級(jí)化學(xué)處理：向步驟2)處理后的±壤中加入氧化藥劑，每噸污染±壤中 加入摩爾濃度為2-4mol/L的氧化藥劑水溶液20-8化；加入氧化藥劑后間隔1-2天，使藥劑 與污染±壤中多氯聯(lián)苯充分反應(yīng)，處理期間維持±壤中含水量為田間最大持水量的60%;
[0015] 步驟4)厭氧生物處理：向步驟3)處理后的污染±壤表面覆蓋聚氯乙締地膜；厭 氧生物處理5-10天，處理期間維持±壤中含水量為田間最大持水量；
[0016] 步驟5)好氧生物處理：步驟4)處理后的污染±壤表面覆蓋地膜拆除，并向±壤 加入生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，每噸污染±壤加入生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)0. 5-1.化g，生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為碳源和氮 源的混合物，碳源和氮源質(zhì)量比為10:1-20:1。好氧生物處理10-15天，處理期間向所處理 ±壤中加入稀鹽酸溶液，調(diào)節(jié)±壤抑在6-7之間，維持±壤中含水量為田間最大持水量的 60 %，增加±壤中通氣量。
[0017]優(yōu)選的，上述多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地±壤修復(fù)的方法，所述步驟1)中的增效洗脫藥劑 指十二烷基硫酸鋼、十二烷基橫酸鋼、十二烷基苯橫酸鋼、失水山梨醇單油酸醋及辛烷基聚 氧乙締酸等表面活性劑中的一種或者幾種復(fù)配使用；
[0018]優(yōu)選的，上述多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地±壤修復(fù)的方法，所述步驟2)中的零價(jià)鐵為純鐵 粉，納米零價(jià)鐵或鹽酸活化過(guò)的鐵屑，所述的活性炭為粉末活性炭或者鹽酸活化后的顆粒 活性炭。
[0019]優(yōu)選的，上述多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地±壤修復(fù)的方法，所述步驟3)中的氧化藥劑為過(guò) 氧化氨，或者過(guò)氧化氨與高儘酸鐘、次氯酸鋼、過(guò)硫酸鋼中的一種或幾種復(fù)配使用；
[0020] 優(yōu)選的，上述多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地±壤修復(fù)的方法，所述步驟5)所述的生物營(yíng)養(yǎng)物 質(zhì)碳源為工業(yè)淀粉、工業(yè)葡糖糖、乙酸鋼中的一種；生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮源指尿素。
[0021] 采用原位處理方法修復(fù)多氯聯(lián)苯污染±壤時(shí)，場(chǎng)地±壤深度為Im-lOm;采用異位 處理方法修復(fù)多氯聯(lián)苯污染±壤時(shí)，場(chǎng)地污染±壤深度《Im。
[0022] 采用原位系統(tǒng)修復(fù)多氯聯(lián)苯污染場(chǎng)地±壤時(shí)，參見(jiàn)附圖1，具體為： 陽(yáng)〇2引步驟1)增效洗脫：
[0024] 根據(jù)攬拌加藥粧機(jī)器型號(hào)進(jìn)行注入攬拌加藥平面設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，污染場(chǎng)地 現(xiàn)場(chǎng)使用全站儀準(zhǔn)確定位、劃線。
[00巧]引導(dǎo)攬拌注入粧機(jī)在污染場(chǎng)地就位，使得鉆桿與攬拌點(diǎn)位準(zhǔn)確對(duì)中。攬拌粧機(jī)鉆 頭打入污染±壤中規(guī)定深度，提升鉆頭同時(shí)通過(guò)加藥通道按既定藥量將增效洗脫液注入± 壤，提升過(guò)程中邊攬拌邊加藥，提到地面時(shí)停止加藥。
[0026] 步驟2) -級(jí)化學(xué)處理：
[0027] 將攬拌粧機(jī)鉆頭打入步驟1)處理后的±壤中規(guī)定深度，提升鉆頭同時(shí)通過(guò)加藥 通道按既定藥量將零價(jià)鐵（零價(jià)鐵與水配成混合漿液，鹽酸調(diào)節(jié)漿液抑在4-5之間）注入 污染±壤，提升過(guò)程中邊攬拌邊加藥，提到地面時(shí)停止加藥。再將鉆頭下鉆攬拌再提鉆頭， 同時(shí)通過(guò)加藥通道按既定藥量將活性炭（活性炭與水配成混合漿液，鹽酸調(diào)節(jié)漿液抑在 4-5之間）注入污染±壤，提升過(guò)程中邊攬拌邊加藥，提到地面時(shí)停止加藥。
[0028] 加藥過(guò)程中，在攬拌粧機(jī)上設(shè)置集氣罩，收集在藥劑送入±壤后與污染物產(chǎn)生的 氣體及帶出的低揮發(fā)性有機(jī)污染物，尾氣收集后進(jìn)入尾氣處理設(shè)施處理后外排。
[0029] 步驟3)二級(jí)化學(xué)處理：
[0030] 根據(jù)注入井的水平和垂直影響半徑，結(jié)合場(chǎng)地±壤結(jié)構(gòu)分布，確定注入井和排氣 井設(shè)計(jì)參數(shù)，在污染場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置注入井和排氣井。
[0031] 使用加藥設(shè)備按既定藥量向注入井中注入氧化藥劑，加入氧化藥劑后間隔1-2 天，使藥劑與步驟2)處理后±壤中污染物充分反應(yīng)。處理期間，使用加藥設(shè)備向注入井中 注入稀鹽酸，調(diào)節(jié)±壤抑在4-5之間，維持±壤中含水量為田間最大持水量的60%，尾氣經(jīng) 排氣井收集導(dǎo)入尾氣處理設(shè)施處理后外排。
[0032] 步驟4)厭氧生物處理：
[0033] 將步驟3)處理后污染±壤表面覆蓋聚氯乙締地膜，厭氧生物處理5-10天。處理 期間，使用加藥設(shè)備向注入井中注入清水，維持±壤中含水量為田間最大持水量，尾氣經(jīng)排 氣井收集導(dǎo)入尾氣處理設(shè)施處理后外排。
[0034] 步驟5)好氧生物處理：
[0035] 將步驟4)處理后污染±壤表面覆蓋地膜拆除，使用加藥設(shè)備按既定藥量向注入 井中注入生物增效藥劑，好氧生物處理10-15天。處理期間，使用加藥設(shè)備向注入井中注入 稀鹽酸，調(diào)節(jié)±壤抑在6-7之間，維持±壤中含水量為