一种环境友好型药剂原位注入修复污染场地的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种环境友好型药剂原位注入修复污染场地的施工方法，包括：进行小试试验；构筑竖向隔离墙；在待修复区域地表覆盖压实黏土层；对注入施工点位进行定位，并将施工设备就位于施工点位；注入废糖蜜及醋酸菌混合溶液；对施工点位进行封孔；移位施工设备；在压实黏土层上铺设防渗土工膜，所述防渗土工膜与隔离墙连接；从待修复区域取样检测酸碱度及氧化还原电位；注入微米铁粉及黄原胶混合溶液；对施工点位封孔；施工设备移位；在待修复区域地表覆盖防渗土工膜。该施工方法能显著提高药剂的有效作用距离，提升对土壤及地下水中污染物的还原效率，并可有效平衡反应体系的酸碱度，实现对土壤及地下水中污染物的高效还原修复。

Construction method of environmental friendly medicament in-situ injection and repair contaminated site

The present invention discloses a kind of environmentally friendly reagents in situ injection construction method, site remediation includes: pilot test; vertical wall building; in the area to be repaired surface coverage of compacted clay layer; the localization of injected construction points, and construction equipment in place in construction sites; injection of molasses and acetic acid bacteria mixed solution; sealing on construction sites; displacement construction equipment; impermeable geomembrane in the compacted clay layer on the geomembrane is connected with the wall; from the repaired area of sampling and testing of pH and redox potential; injection of micron iron powder and xanthan gum mixed solution of construction; a sealing construction equipment; displacement; in the area to be repaired surface coverage of geomembrane. The construction method can significantly improve the effect of medicament distance, enhance reduction efficiency of pollutants in soil and underground water, and can effectively balance the pH of the reaction system, to achieve efficient restoration of contaminated soil and groundwater.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属土木工程、环境岩土工程
，具体来说，涉及一种环境友好型药剂原位注入修复污染场地的施工方法。
技术介绍
由于工业农业的急速发展，六价铬或可通过还原降解的含氯有机物污染场地在现实中普遍存在。其中，六价铬Cr(VI)具有氧化性，能够强烈的腐蚀并破坏有机体，是国际公认的三种致癌金属物之一，被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，是美国环保署EPA确认的危险污染物之一。中国也将含铬废物列为“危险废物”名录。大量的六价铬Cr(VI)随雨水溶渗、流失、渗入地表，从而污染地下水，也污染了江河、湖泊，进而危害农田、水产和人体健康。六价铬Cr(VI)易为人体吸收，并在体内积累，毒性强；对皮肤有刺激和过敏作用，对呼吸系统也有损害，经消化道侵入，会造成味觉和嗅觉的减退以致消失。六价铬Cr(VI)通过口腔进入人体后，可以引起一系列的病变，如贫血、心肌病变、肝肾病变、循环衰竭，甚至死亡；此外六价铬Cr(VI)具有致突变作用致畸和致癌，致癌的部位主要是肺部并能在人体内积蓄。而含氯有机物包括氯代烃、氯代芳香烃以及有机氯杀虫剂等，其作为一类重要的近代化工生产原料和中间体，由于大量生产使用以及其在环境中的高持留性而广泛存在于地下水和土壤中。在我国许多典型地区具有高环境浓度的特征，严重影响了地下水的饮用安全。美国环保署EPA公布的129种威胁污染物中，含氯有机物即占了70多种；在我国环境优先污染物“黑名单”中公布的58种有毒有机物中，就包含了20多种含氯有机物。研究显示含氯有机物具有致癌、致畸、致突变作用，大部分含氯有机物是内分泌干扰物或者潜在的内分泌干扰物。由于其难自然降解，可在环境中长期稳定存在，会严重影响人类和生物的健康，且其危害影响能够持续几代人，对人类生存繁衍构成重大威胁。由此可见，六价铬或含氯有机物污染场地的存在对生态环境产生了极大危害且修复难度较大。因此，亟需开展对此类污染场地的治理，将场地土壤及地下水中的六价铬和含氯有机物浓度降低至环境可接受水平。现阶段使用的六价铬或含氯有机物污染场地修复技术包括原位及异位修复技术两种，但均存在不同程度的局限性，不利于大规模推广使用。其中异位修复由于需要搬运土壤并抽取地下水，土方工作量较多，对岩土环境破坏程度大，且开挖的污染土壤或抽取的地下水需要二次处理，以去除其中污染物，其流程复杂，成本较高，需要多种施工设备，因此仅适用于小面积污染场地的修复。而现阶段的原位修复也存在以下多种问题：(1)水泥固化/稳定化技术向场地土壤中添加水泥使得污染土壤形成稳定的固化体，进而将六价铬密封包裹在惰性的基质中，减小土壤中的铬向周围环境的迁移能力，但其未改变六价铬的形态，固化污染土体在复杂环境下存在再次污染的隐患；同时水泥固化的高碱性会改变土体及水体的酸碱平衡，对周边生物产生不利影响；修复后土壤强度高，不利于后续的取样检测和土方开挖作业；此外水泥固化/稳定化技术对六价铬污染地下水的处理效果较差。同时该技术无法有效降低含氯有机物污染物污染水平。研究表明水泥水化产物无法与有机物发生稳定反应以化学固定有机污染物，相反有机物还会抑制水泥水化反应，进而降低水泥对有机污染物的物理包裹作用，最终影响固化效果。此外，水泥熟料在水化过程中会释放大量热量，导致固化过程中的稳定急剧升高，常规养护条件下水泥固化体温度50℃以上，而多种含氯有机污染物可在此温度一下即可挥发，如二氯甲烷(沸点39.8℃)等，且部分含氯有机物受热还会产生光气等剧毒气体，对周围生态环境造成二次污染。(2)原位化学淋洗技术则通过点井注入具有高度萃取或还原能力的化学溶液反复淋洗污染土壤，进而将原本吸附在土壤中的污染物萃取到溶液中并还原为低毒性的反应产物，其中六价铬被还原为低毒的三价铬，而含氯有机污染物则被还原脱氯进而降解。该技术药剂使用量大，酸碱环境单一，修复后场地土壤及地下水酸碱度无法有效恢复；且易导致土壤矿物物理化学特性改变，同时不适用于黏土、粉土等渗透系数较小的地层；此外其使用的硫酸亚铁(FeSO4)、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)、氯化亚铁(FeCl2)等还原药剂中含有大量腐蚀性阴离子，会对土壤及地下水造成二次污染，危险地下工程水泥、钢筋等构筑物安全。针对现有修复方法具有的上述缺陷，寻找一种能较彻底地还原去除场地土壤、地下水中的六价铬、可还原含氯有机污染物，同时环境友好、成本低廉、修复能力稳定，修复后土壤和地下水酸碱度平衡，有利于生物生长，且无二次污染的原位修复施工方法成为业内人士日益关注的焦点。
技术实现思路
技术问题：本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种环境友好型药剂原位注入修复污染场地的施工方法，该施工方法可使环境友好型药剂与污染土壤、地下水直接充分接触并发生反应，提升药剂的还原效率，提高药剂的有效作用距离，进而能够彻底还原去除土壤及地下水中的六价铬或可还原降解的含氯有机物，并可减小修复药剂的无益损耗，有效平衡地层的酸碱度。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种环境友好型药剂原位注入修复污染场地的施工方法，该施工方法包括以下步骤：步骤10)进行小试试验：针对药剂进行污染场地现场小试试验，在设计的修复点位和深度设置试验点，确定药剂注入压力、搅拌时间、注入时间，优化施工点位布设密度；步骤20)构筑竖向隔离墙：在污染区域周围进行竖向隔离墙施工；所述隔离墙沿深度贯穿整个待修复区域地层，并嵌入待修复区域地层的下部不透水层；步骤30)在待修复区域地表覆盖压实黏土层，所述压实黏土层与隔离墙连接；步骤40)对注入施工点位进行定位，并将施工设备就位于施工点位；步骤50)注入废糖蜜及醋酸菌混合溶液：在施工点位原位注入废糖蜜及醋酸菌混合溶液，并与污染土壤及地下水强制混合搅拌；步骤60)对施工点位进行封孔：在单个施工点位施工结束后，将施工过程中形成的施工孔进行封堵；步骤70)移位施工设备：移动施工设备至下一注入施工点位，并重复步骤50)和步骤60)，直至对全部施工点位完成废糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入和施工孔的封孔；步骤80)在压实黏土层上铺设防渗土工膜，所述防渗土工膜与隔离墙连接；步骤90)从待修复区域取样检测酸碱度及氧化还原电位：钻取待修复区域的土壤及地下水，当土壤及地下水的氧化还原电位及酸碱度满足设定要求时，进入步骤100)；当不满足设定要求时，则重新覆盖防渗土工膜，进行养护，检测酸碱度及氧化还原电位是否满足要求，如果当废糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入施工完成后超过7天，酸碱度及氧化还原电位仍不满足要求时，则重新开始步骤50)～步骤80)，直至待修复区域土壤及地下水的氧化还原电位及酸碱度满足设定要求；步骤100)注入微米铁粉及黄原胶混合溶液：在待修复区域注入微米铁粉及黄原胶混合溶液，并与污染土壤及地下水强制混合搅拌；步骤110)对施工点位封孔：单个施工点位施工完成后，将形成的施工孔进行封堵；步骤120)施工设备移位：转移施工设备至下一压力注入施工点位，重复步骤10)和步骤110)，直至完成全部施工点位的微米铁粉及黄原胶混合溶液的注入搅拌施工及施工孔封孔；步骤130)在待修复区域地表覆盖防渗土工膜：全部施工点位的微米铁粉及黄原胶混合溶液注入搅拌施工完成后，在步骤30)中的压实黏土覆盖层上铺设防渗土工膜，并与待修复区域周边竖向隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境友好型药剂原位注入修复污染场地的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：步骤10）进行小试试验：针对药剂进行污染场地现场小试试验，在设计的修复点位和深度设置试验点，确定药剂注入压力、搅拌时间、注入时间，优化施工点位布设密度；步骤20）构筑竖向隔离墙：在污染区域周围进行竖向隔离墙施工；所述隔离墙沿深度贯穿整个待修复区域地层，并嵌入待修复区域地层的下部不透水层；步骤30）在待修复区域地表覆盖压实黏土层，所述压实黏土层与隔离墙连接；步骤40）对注入施工点位进行定位，并将施工设备就位于施工点位；步骤50）注入废糖蜜及醋酸菌混合溶液：在施工点位原位注入废糖蜜及醋酸菌混合溶液，并与污染土壤及地下水强制混合搅拌；步骤60）对施工点位进行封孔：在单个施工点位施工结束后，将施工过程中形成的施工孔进行封堵；步骤70）移位施工设备：移动施工设备至下一注入施工点位，并重复步骤50）和步骤60），直至对全部施工点位完成废糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入和施工孔的封孔；步骤80）在压实黏土层上铺设防渗土工膜，所述防渗土工膜与隔离墙连接；步骤90）从待修复区域取样检测酸碱度及氧化还原电位：钻取待修复区域的土壤及地下水，当土壤及地下水的氧化还原电位及酸碱度满足设定要求时，进入步骤100）；当不满足设定要求时，则重新覆盖防渗土工膜，进行养护，检测酸碱度及氧化还原电位是否满足要求，如果当废糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入施工完成后超过7天，酸碱度及氧化还原电位仍不满足要求时，则重新开始步骤50）～步骤80），直至待修复区域土壤及地下水的氧化还原电位及酸碱度满足设定要求；步骤100）注入微米铁粉及黄原胶混合溶液：在待修复区域注入微米铁粉及黄原胶混合溶液，并与污染土壤及地下水强制混合搅拌；步骤110）对施工点位封孔：单个施工点位施工完成后，将形成的施工孔进行封堵；步骤120）施工设备移位：转移施工设备至下一压力注入施工点位，重复步骤10）和步骤110），直至完成全部施工点位的微米铁粉及黄原胶混合溶液的注入搅拌施工及施工孔封孔；步骤130）在待修复区域地表覆盖防渗土工膜：全部施工点位的微米铁粉及黄原胶混合溶液注入搅拌施工完成后，在步骤30）中的压实黏土覆盖层上铺设防渗土工膜，并与待修复区域周边竖向隔离墙连接，在待修复区域四周及上下形成整体封闭体系。...

【技术特征摘要】
1.一种环境友好型药剂原位注入修复污染场地的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：步骤10）进行小试试验：针对药剂进行污染场地现场小试试验，在设计的修复点位和深度设置试验点，确定药剂注入压力、搅拌时间、注入时间，优化施工点位布设密度；步骤20）构筑竖向隔离墙：在污染区域周围进行竖向隔离墙施工；所述隔离墙沿深度贯穿整个待修复区域地层，并嵌入待修复区域地层的下部不透水层；步骤30）在待修复区域地表覆盖压实黏土层，所述压实黏土层与隔离墙连接；步骤40）对注入施工点位进行定位，并将施工设备就位于施工点位；步骤50）注入废糖蜜及醋酸菌混合溶液：在施工点位原位注入废糖蜜及醋酸菌混合溶液，并与污染土壤及地下水强制混合搅拌；步骤60）对施工点位进行封孔：在单个施工点位施工结束后，将施工过程中形成的施工孔进行封堵；步骤70）移位施工设备：移动施工设备至下一注入施工点位，并重复步骤50）和步骤60），直至对全部施工点位完成废糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入和施工孔的封孔；步骤80）在压实黏土层上铺设防渗土工膜，所述防渗土工膜与隔离墙连接；步骤90）从待修复区域取样检测酸碱度及氧化还原电位：钻取待修复区域的土壤及地下水，当土壤及地下水的氧化还原电位及酸碱度满足设定要求时，进入步骤100）；当不满足设定要求时，则重新覆盖防渗土工膜，进行养护，检测酸碱度及氧化还原电位是否满足要求，如果当废糖蜜及醋酸菌混合溶液的注入施工完成后超过7天，酸碱度及氧化还原电位仍不满足要求时，则重新开始步骤50）～步骤80），直至待修复区域土壤及地下水的氧化还原电位及酸碱度满足设定要求；步骤100）注入微米铁粉及黄原胶混合溶液：在待修复区域注入微米铁粉及黄原胶混合溶液，并与污染土壤及地下水强制混合搅拌；步骤110）对施工点位封孔：单个施工点位施工完成后，将形成的施工孔进行封堵；步骤120）施工设备移位：转移施工设备至下一压力注入施工点位，重复步骤10）和步骤110），直至完成全部施工点位的微米铁粉及黄原胶混合溶液的注入搅拌施工及施工孔封孔；步骤130）在待修复区域地表覆盖防渗土工膜：全部施工点位的微米铁粉及黄原胶混合溶液注入搅拌施工完成后，在步骤30）中的压实黏土覆盖层上铺设防渗土工膜，并与待修复区域周边竖向隔离墙连接，在待修复区域四周及上下形成整体封闭体系。2.按照权利要求1所述的环境友好型药剂原位注入修复污染场地...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏威夷，杜延军，冯亚松，任伟伟，张润，吴建，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32