[发明专利]一种土壤及地下水固相浅层搅拌原位化学氧化修复方法

说明书

本发明提供了一种土壤及地下水固相浅层搅拌原位化学氧化修复方法，属于土壤及地下水修复方法技术领域。本发明包括以下步骤：(1)场地平整、测量分区；(2)表层破碎筛分、设置围堰；(3)组装浅层搅拌设备及调试；(4)固体氧化剂及活化剂投加；(5)浅层搅拌施工；(6)表层固化；(7)药剂反应及监测；(8)自检及验收。本发明适用于浅层饱和土壤及地下水有机污染修复、地下水重度污染的修复，可解决浅层重度有机污染的药剂一轮施工投加药剂参数偏低的难题，氧化剂K投加比上限可达到1.5％～6％。本发明的方法操作简便、施工效率高，反应周期相对较长，氧化剂与地下水中的有机物可持续反应，有效防止地下水污染物浓度反弹。

技术领域

本发明涉及一种土壤及地下水固相浅层搅拌原位化学氧化修复方法，属于土壤及地下水修复方法技术领域。

背景技术

土壤及地下水的重金属、有机污染是目前典型的两大类型污染。浅层污染土壤及地下水单独及复合污染由于暴露途径多，在污染场地中普遍存在。原位修复相对异位修复技术具有无二次污染、不占用额外场地等优势逐步得到青睐。土壤及地下水修复技术主要采用物理、化学及生物或组合技术，其中化学或生物修复工程技术首要解决的问题就是修复药剂(氧化剂/还原剂/微生物制剂)如何均匀加入地下环境。浅层污染土壤及地下水特点为土质以杂填土为主，污染物分布极不均匀，尤其局部含有粘土土层的情形下采用注入技术很难达到理想的修复效果，因此，不适合采用注射及深层搅拌技术，浅层搅拌技术就显得迫切需要。

现有的修复药剂原位投加主要有两种方式：搅拌和注入/注射，其中原位注入/注射分为：Geoprobe直压式高压注射、建井注入(PVC注入井)、Chemgrout注浆技术、深层搅拌原位修复技术、土壤及地下水高压旋喷修复技术以及其它岩土注浆技术等。现有技术无法解决浅层土壤及地下水原位修复问题。

挥发性及半挥发有机污染场地土壤及地下水中的目标污染物具有挥发性，因此，原位修复技术作为首推技术，以解决修复过程的二次污染问题，同时原位修复技术可避免因基坑开挖降水等引起的安全隐患。

原位化学氧化(In Situ Chemical Oxidation，ISCO)技术具有可同时处理多种有机污染物，处理效率较高的优点。同时，化学氧化一般不受污染物浓度限制。影响原位化学氧化技术的因素包括：氧化剂在土壤及地下水中的扩散、氧化剂类别、氧化剂投加量、污染物类型及浓度等。

美国环境保护署最新的调查资料显示，化学氧化技术已被成功应用于数千个污染场地的修复，近年来的场地修复案例中，ISCO技术约占33％，并且有日益增加的趋势，成为目前发展最迅速的土壤/地下水主导修复技术。

常用的化学氧化药剂包括芬顿试剂、高锰酸钾、臭氧、活化的过硫酸盐等，芬顿试剂、臭氧、活化的过硫酸盐等氧化剂主要依靠其产生的自由基来氧化有机污染物，可修复土壤及地下水中的苯系物、硝基苯类、石油烃等有机污染物。芬顿试剂自由基具有非常强的氧化能力，可以氧化多种有机污染物，但其氧化过程不具选择性，而且在地下水中存在时间非常短暂，所以如何能有效地将氧化剂投加到修复区域，并保证产生的自由基能与污染物及时充分地接触，对修复的效果至关重要。活化过硫酸盐具有适应性强、长效、氧化性强且广谱、土壤化学需求量(SOD)值低等优点。过硫酸盐(简称K药剂)常用活化方式或活化剂包括高热、碱、Fe²⁺和H₂O₂等。通过活化过硫酸根离子，产生氧化能力更强的自由基离子，可以氧化更多更难降解的有机污染物。采用碱作为活化方法更经济、持续、安全、有效。

申请号为201410387735.4(授权公告号CN104174634B、授权公告日2016年5月18日)的“一种有机污染土壤和地下水原位修复装置及修复方法”、申请号为201410615166.4(申请公布号CN104438315A、申请公布日2015年3月25日)的“一种修复污染土壤和地下水的原位化学氧化注入装置”等建井注射技术相关中国发明专利中，提到一种建井注射原位化学氧化修复技术，均采用添加溶液形式的过硫酸盐，采用液碱作为活化剂。