原位热脱附联合生物化学还原的场地污染土壤修复方法与流程

本发明涉及污染土壤修复方法，具体的说是一种原位热脱附联合生物化学还原的场地污染土壤修复方法。

背景技术：

1、现有污染场地通常以某种单一技术进行修复，如原位/异位热脱附技术、原位/异位生物处理技术、原位物理/化学处理技术、异位物理/化学处理技术等，这些修复工艺经过几十年的应用，为大部分国家、地区所普遍采用。随着修复技术的发展与场地修复工程的不断实践，研究人员逐渐转向采用联合多种修复技术的方式对污染土壤进行修复(一般是两种)。例如：公告号为cn214235567u的中国实用新型专利，公开了“一种原位热脱附联合化学氧化修复有机污染场地的系统”，属于原位热脱附与化学氧化的联合修复技术。公告号为cn109396171a的中国发明专利，公开了“异位和原位热脱附耦合处理污染土壤的装置及方法”，属于异位与原位热脱附的联合修复技术。公告号为cn108480375b的中国发明专利，公开了“有机污染场地的原位热脱附-氧化修复系统及修复方法”，属于原位热脱附与氧化修复的联合修复技术。公告号为cn113828627a的中国发明专利，公开了“原位热脱附耦合化学氧化还原的修复系统”，属于热脱附与化学氧化还原的联合修复技术。公告号为cn107952789b的中国发明专利，公开了“原位热脱附系统、原位热脱附-氧化修复系统及修复方法”，属于原位热脱附与氧化修复的联合修复技术等。

2、然而，现有技术中联合多种修复技术的污染土壤修复方法存在以下问题：对于地质条件复杂，尤其是地下水流场丰富的被修复场地，无法同时解决修复效果和实施成本难以同时兼顾的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种原位热脱附联合生物化学还原的场地污染土壤修复方法。

2、解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种原位热脱附联合生物化学还原的场地污染土壤修复方法，适用于污染土壤区域下方具有地下水的被修复场地，其特征在于，包括：

4、步骤s1，通过对被修复场地进行工程适应性试验，确定同时满足以下两个条件的目标修复深度：

5、条件一、所述目标修复深度在通过工程适应性试验确定的原位热脱附最大修复深度以内，其中，所述原位热脱附最大修复深度为：采用原位热脱附技术对所述被修复场地的污染土壤区域进行修复时，修复效果能够达标(也即：达到预设的污染物修复标准值)的最大修复深度；

6、条件二、在对目标修复深度以上的污染土壤区域采用原位热脱附技术进行修复，并在对目标修复深度以下的污染土壤区域以及地下水采用原位生物化学还原技术进行修复的情况下，综合施工成本最低；其中，该实施成本包含两部分，即：实施原位热脱附技术时，将地下水的水位下降至目标修复深度以下所需要的成本；以及，对目标修复深度以下的污染土壤区域以及地下进行原位生物化学还原的实施成本。

7、步骤s2，采用原位热脱附技术，对所述被修复场地位于目标修复深度以上的污染土壤区域进行修复；

8、步骤s3，在原位热脱附技术实施完成后，待所述污染土壤区域的土壤温度冷却至原位生物化学还原技术所采用药剂和注射设备的合格使用温度以下时，采用原位生物化学还原技术，对所述被修复场地位于目标修复深度以下的污染土壤区域以及地下水进行修复。

9、从而，本发明适用于污染土壤区域下方具有丰富的地下水流场的被修复场地，利用原位热脱附技术确保对目标修复深度以上污染土壤区域的优秀修复效果，并利用原位生物化学还原技术确保对目标修复深度以下的污染土壤区域以及地下水的水土共治修复效果，且目标修复深度的测定能够保证整体修复的实施成本最低。

10、作为本发明的优选实施方式：所述步骤s2中，原位热脱附技术的工程实施步骤为：

11、步骤s2-1、场地平整与放线测量：使用挖机、推土机等工程机械设备将被修复场地清理平整，过程中采用喷水及气味抑制剂的措施防止扬尘和气味扩散，并在平整完成后，使用rtk等专业设备进行测量放线工作，确定拐点位置，划定被修复场地的修复区域；

12、步骤s2-2、钻井及设备安装：采用相应的钻井装备完成降水井、加热井和抽提井等与原位热脱附技术相关的井型的钻孔和构筑，并安装原位热脱附技术对应的土壤原位燃气加热设备，包含：燃气系统、助燃风系统、燃气加热管、排烟系统、抽提管路、测温系统和集控系统；

13、步骤s2-3、地面硬化施工：在修复区域的地面建设地面隔热层，以减小修复区热量向外界大气的辐射损耗，并保证地表工作环境的安全；同时，地面隔热层还需将地下水修复环境与外界隔绝，杜绝气体交换，防水防渗，保证修复区域地下始终为负压环境，从而保证解吸气体自抽提井的顺利抽提，避免二次污染；

14、步骤s2-4、排水沟渠系统建设：建设用于避免地面隔热层的表面蓄积雨水的排水沟渠系统；

15、步骤s2-5、加热区降水：在所述土壤原位燃气加热设备的加热区域建设抽水井，以通过抽水井将该加热区域的地下水水位下降至目标修复深度以下，避免地下水对原位热脱附技术的修复效果造成影响；

16、步骤s2-6、点火加热：在工程现场具备生产条件时，所述土壤原位燃气加热设备开始点火，使所述污染土壤区域升温加热到目标温度；

17、步骤s2-7、运营：升温过程保持土壤原位燃气加热设备稳定运行，并在对污染土壤区域的加热过程中，记录原位热脱附技术的运营数据，包含温度变化情况、燃气消耗量、电消耗量、水消耗量、冷凝抽提水量等；

18、步骤s2-8、停火降温：在所述污染土壤区域升温加热到目标温度后，停止所述土壤原位燃气加热设备的加热；

19、步骤s2-9、自检：通过自然冷却对所述污染土壤区域进行降温，待降温到100℃以下时，为具备采样检测条件，此时，通知采样与检测单位入场，对所述污染土壤区域进行土壤原位采样；

20、步骤s2-10、效果评估：所述土壤原位采样经自检合格后，通过流程向上报验，进行土壤修复效果评估；

21、步骤s2-11、停水和拆除：在通过所述土壤修复效果评估后，停止用所述抽水井对加热区域的地下水进行抽水，并在做好相关工作后对原位热脱附技术的施工设备和管道进行拆除；

22、步骤s2-12、退场：拆除后退场，完成原位热脱附修复。

23、优选的：所述步骤s2-3中，在所述土壤原位燃气加热设备的加热区域地表通过铺设130mm厚度的轻质密封水泥层作为地面隔热层，以控制有害气体从地表无序散逸至大气，造成污染迁移以及周边环境影响。

24、作为本发明的优选实施方式：所述步骤s3中，原位生物化学还原技术的工程实施步骤为：

25、步骤s3-1、放线布点：根据设计点位使用rtk技术在污染土壤区域将重要注射点位进行布点标记，插好标识物；

26、步骤s3-2、药剂混拌：采用专用的药剂混拌装置进行生物化学还原药剂的混拌，应严格按照设计配比加水；

27、步骤s3-3、定点注射：在步骤s3-1标记出的坐标点进行生物化学还原药剂注射；

28、步骤s3-4、封井：在步骤s3-3的定点注射过程中，分批次进行生物化学还原药剂的注射，并且，在每个批次注射完成后，每个注射生物化学还原药剂所形成的注射孔均通过灌注膨润土材料进行封井，并养护1到2天后，再进行下一个批次的注射；

29、步骤s3-5、放置标识物：在步骤s3-3的定点注射过程中，在每个注射点位完成注射后放置相应标识物，并在全部注射点位完成注射后，竖立标识牌；

30、步骤s3-6、自检：具备采样检测条件时，通知采样与检测单位入场，对所述污染土壤区域及其下方的地下水进行采样自检；

31、步骤s3-7、效果评估：在步骤s3-6的自检合格后，通过流程向上报验，进行修复效果评估。

32、优选的：所述生物化学还原药剂的注射液总量m(l)按以下公式计算：

33、

34、式中，m(l)为生物化学还原药剂的注射液总量，单位为t；g为所述污染土壤区域的土层比重；e为所述污染土壤区域的孔隙比；ρl为所述污染土壤区域的地质层空隙中液相的密度，单位为t/m3；s为所述污染土壤区域的面积，单位为m2；h为所述污染土壤区域的地层深度，单位为m；c为生物化学还原药剂的配置浓度，单位为％。

35、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

36、本发明先通过对被修复场地进行工程适应性试验，确定同时满足两个条件的目标修复深度，再采用原位热脱附技术对被修复场地位于目标修复深度以上的污染土壤区域进行修复，最后采用原位生物化学还原技术对被修复场地位于目标修复深度以下的污染土壤区域以及地下水进行修复，因此，本发明适用于污染土壤区域下方具有丰富的地下水流场的被修复场地，利用原位热脱附技术确保对目标修复深度以上污染土壤区域的优秀修复效果，并利用原位生物化学还原技术确保对目标修复深度以下的污染土壤区域以及地下水的水土共治修复效果，且目标修复深度的测定能够保证整体修复的实施成本最低。