化工园区土壤修复技术及改良案例

1.3 热解吸修复项目——沃林顿乳胶厂环境修复工程

沃林顿乳胶厂位于美国新泽西州卑尔根县的居住－工业混合区，面积为 9. 67 英亩。从 1951 年至 1983 年，该厂生产天然和合成橡胶产品以及化学粘合剂。生产过程中使用了大量的有机溶剂，包括挥发性有机物(VOCs)，如丙酮、庚烷、正己烷、甲乙酮、二氯甲烷，以及多氯联苯(PCBs)。

1989 年3 月，沃林顿乳胶厂场址被添加到超级基金优先修复场地名单中，1988 年9 月至1992 年 6 月这一场地进行了修复调查。调查结果显示:场地中的污染土方量为24 500 m 3 ，排水渠中的污染土和污泥量为1 2 9 2 060 m 3 。PCBs 最高含量为4 000 mg/kg，半挥发有机物为双黄原酸乙基酯邻苯二甲酸盐(BEHP)、3，3’-二氯联苯胺和 PAHs，重金属污染物为锑和砷。

图2 热解吸系统的工艺流程

1999 年 3 月，该场地开始使用热解吸法清除土壤中的有机污染物。系统热解吸单元是一个三重壳回转窑，图 2 为这一系统的工艺流程。该系统每天大约处理 225 吨土壤，土壤出口温度为482℃。在污染土壤进入到回转窑之前，首先要对其进行筛滤，将直径大于两英寸的杂质筛除。处理后的土壤进行压实之后回填到挖掘区域。

烟气使用洗涤器、文丘里管、喷雾塔依次进行处理，随后进入到颗粒活性炭过滤单元和高效空气微粒过滤器中进行清洁。处理后的烟气再次回收进入炉膛。洗涤用水通过澄清池和压滤机分离掉油和固体残渣，随后使用活性炭吸附掉污染物，清洁水用于进行清洁土壤的调理。压滤器中的滤饼在场外的危险废物填埋场地进行填埋。

这一项目一直实施到 2000 年 6 月，共修复41 045 m 3 有机污染土壤，修复费用总计 15 700 000美元，平均每立方米土壤花费 382 美元，其中有机污染物的处理效果见表 2。

表2 热解吸系统处理效果

1. 4 土壤淋洗项目——勒琼营88号地块土壤含水层修复项目

海军陆战队勒琼营位于美国北卡罗来纳州，是美国海军陆战队一所规模庞大的训练和调度基地。这一基地建于1942年，面积为640km2 。1989 年，美国环保署将这一场地添加到国家优先修复场地名单中。勒琼营场地中的土壤、污泥、地下水和地表水中都含有大量污染物，威胁着该区域居民的健康。场地中的污染物包括 VOCs、重金属、农药、PAHs 和 PCBs。从 1994 年起，美国海军开始对勒琼营地块进行修复，直到现在修复工程仍在继续。

1999年4－8月，在勒琼营的88号地块设立了表面活性剂加强的原位土壤淋洗系统，进行土壤含水层修复示范项目。88 号地块受到四氯乙烯和烃类溶剂的污染。四氯乙烯属于重质非水相液体，主要位于88 号地块深度大约为16～20英尺的土壤浅层含水层中，其中大部分的重质非水相液体污染物位于浅层含水层底部低透水性的淤泥层中。烃类溶剂属于轻质非水相液体，位于浅层含水层的上部。在本项目中，目标污染物为四氯乙烯，但也有少部分的烃类溶剂在处理过程中被附带脱除。

在勒琼营88号地块示范工程中，设立了原位土壤淋洗系统(图 3)进行重质非水相液体污染物的去除，同时设立表面活性剂回收系统进行表面活性剂的回收利用。土壤淋洗系统包括 3 个注射井、6 个提取井和 2 个液压控制井。系统中使用的表面活性剂(Alfoterra 145-4PO sulfate TM )是专门为勒琼营 88 号地块示范工程设计的。这一表面活性剂满足两个要求:首先能够尽可能溶解重质非水相液体，其次可以保证表面活性剂回收过程的性能。携带污染物的表面活性剂液流在地上部分进行处理，处理单元包括一个渗透蒸发系统和一个超滤单元。渗透蒸发系统用于移除液流中的污染物，胶束强化超滤单元用于去除过量的水分。经过回收净化的表面活性剂液流再次投入到注射井。

图3 土壤淋洗系统的工艺流程

88 号地块的面积大约为 11 m × 29 m，在 4 个月的处理周期中，该示范工程总共处理了 288 L 四氯乙烯，总花费 3 074 500 美元。