第三章 污染环境的化学修复原理（大学课件）.ppt

污染环境的化学修复原理Chemical remediation principle of contaminated environmental 3.1 化学修复概念及分类 通过化学添加剂清除和降低污染环境中污染物 的方法 3.2 化学淋洗修复 ----Chemical leaching and flushing/washing remediation 定义：借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂，在重力作用下或通过水力压头推动淋洗液注入到被污染土层中，再提取液体进行分离和污水处理的技术。 3.2 化学淋洗修复 清水 无机溶剂（酸碱盐） 螯合剂 表面活性剂 清洗液是包含化学冲洗助剂的溶液，具有增溶、乳化效果，或改变污染物的化学性质。提高污染土壤中污染物的溶解性和它在液相中的可迁移性，是实施该技术的关键。到目前为止，化学淋洗技术主要围绕着用表面活性剂处理有机污染物，用螯合剂或酸处理重金属来修复被污染的土壤。开展修复工作时，既可以在原位进行修复，也可进行异位修复。 原位修复技术主要用于处理地下水位线以上、饱和区的吸附态污染物，其化学机制在于淋洗液或“化学助剂”与介质中的污染物结合，并通过淋洗液的解吸、螯合、溶解或固定等化学作用，达到修复污染土壤的目的。影响原位化学淋洗工程是否有效、是否可实施，以及处理费用的因素很多，其中起决定作用的是土壤、沉积物或污泥等介质的渗透性。 原位化学淋洗修复技术要在原地搭建修复设施,包括清洗液投加系统、土壤下层淋出液收集系统和淋出液处理系统;同时,由于污染物在与化学清洗剂相互作用过程中,通过解吸、螯合、溶解或络合等物理化学过程而形成了可迁移态化合物,因此有必要把污染区域封闭起来,通常采用隔离墙等物理屏障。为了节省工程费用,该技术还应包括淋出液再生系统。 化学清洗液投加系统要根据污染物在土壤中所处的深浅位置来设计,采用漫灌、挖掘或沟渠和喷淋等方式向土壤投加清洗液,使其在重力或外力的作用下穿过污染土壤并与污染物相互作用。既可以采用挖空土壤后再填充多孔介质(粗砂砾)的浸渗沟和浸渗床方式把淋洗液分散到污染区去,也可以采用压力驱动的分散系统加快清洗液的分散。除了要考虑地形因素外,还要人为构筑地理梯度,以保证流体的顺利渗入和向下穿过污染区的速度均一。含有污染物的淋出液可以利用梯度井或抽提井等方式收集。 原位化学淋洗技术修复污染土壤有很多优点,如长效性、易操作性、高渗透性、费用合理性(依赖于所利用的淋洗助剂),并且适合治理的污染物范围很广。重金属、具有低辛烷/水分配系数的有机化合物、羟基类化合物、低分子量乙醇和羧基酸类比较适合采用这项技术。此外，土壤淋洗技术最适用于多孔隙、易渗透的土壤，水传导系数10-3cm/s的土壤可被推荐采用土壤淋洗技术进行修复。土壤淋洗技术不适用于非水溶态液态污染物、强烈吸附于土壤的呋喃类化合物、极易挥发的有机物以及石棉等。 异位化学淋洗技术始于1980年，由美国国家环保局和其它国家的环保机构开始研究。与原位化学淋洗技术不同的是，异位化学淋洗技术要把污染土壤挖掘出来，用水或溶于水的化学试剂来清洗、去除污染物，再处理含有污染物的废水或废液，洁净的土壤然后可以回填或运到其它地点。 通常情况下,根据处理土壤的物理状况,先将其分成不同的部分(石块、砂砾、沙、细沙以及粘粒),分开后,再基于二次利用的用途和最终处理需求,清洁到不同的程度。如果大部分污染物被吸附于某一土壤粒级,并且这一粒级只占全部土壤体积的一小部分,那么可以只处理这部分土壤。 土壤清洗操作的核心是通过水力学方式机械地悬浮或搅动土壤颗粒。土壤颗粒尺寸的最低下限是9.5mm,大于这个尺寸的石砾和粒子才会很容易由土壤清洗方式将污染物从土壤中洗去。适合操作异位土壤淋洗技术的装备应该是可运输的,可随时随地搭建、撤卸、改装,一般采用单元操作系统,包括矿石筛、离心装置、摩擦反应器、过滤压榨机、剧烈环绕分离器、流化床清洗设备和悬浮生物泥浆反应器等。由于其具有灵活方便的特点,更有利于技术推广。 土壤异位清洗技术适用于各种类型污染物的治理,如重金属、放射性元素,以及许多有机物,包括石油烃、易挥发有机物、PCBs以及多环芳烃等。在实验室可行性研究的基础上,土壤清洗剂可以依照特定的污染物类型进行选择,大大提高了修复工作的效率。然而,通常来看,土壤异位清洗技术更适合用于污染物集中于大粒级土壤上的情况,砂砾、沙和细沙以及相似土壤组成中的污染物更容易处理,含有25% ~30%粘粒的土壤不建议采用这项技术。 3.3 化学固定修复 定义：在污染环境中加入化学