一种在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法技术

一种在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法，包括以下步骤：在污染土壤开挖区域钻挖冻结孔和测温孔，分别放入冻结器和热电偶测温仪；开挖区域周边设置冻结站，冻结站与冻结器之间通过管路系统连接后形成冻结系统；污染土壤进行降温冻结；污染土壤试挖，并对开挖面和挖掘后扰动土壤中污染物挥发量进行测定；当土壤中污染物挥发性降低并达到相关要求后，对污染土壤进行分区开挖；挖掘后的污染土壤立即装入防水吨袋中密封暂存；污染土壤开挖过程中对土壤中污染物挥发性进行实施监测并对未开挖的污染区域继续进行维护冻结，直至污染土壤清挖完毕。

A method to reduce the volatility of pollutants in soil during excavation

【技术实现步骤摘要】
一种在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法
本专利技术涉及一种在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法，尤其是在土壤开挖过程中降低土壤中有机污染物挥发性的方法。
技术介绍
污染土壤异位修复（Ex-situremediation）是指将受污染的土壤从场地发生污染的原来位置挖掘出来，搬运或转移到其他场所或位置进行治理修复。污染土壤在开挖过程中因受到人为扰动，开挖面及挖掘出的污染土壤会直接暴露在空气中，如土壤中含有的污染物具有挥发性（如含有汞、苯系物等），那么土壤中的污染物便会无组织排放到施工现场空气中，由此产生的异味气体，如不加以控制，可能会对施工现场的人员以及施工现场周边环境和居民产生一定的危害。目前，针对污染土壤开挖过程中产生的异味气体，主要采用切断传播途径的方式进行控制，如在开挖区域上方设置密闭大棚、在土壤开挖面和挖掘出的污染土壤上喷洒气味抑制剂或覆膜阻隔等。上述方法在施工现场使用过程中，密闭大棚的制造成本较高、占地面积较大；气味抑制剂容易引发次生污染；而覆膜阻隔技术也存在处置成本高、处置效果不佳等不足。为此，本专利技术提出一种采用控制污染源的方式来对土壤开挖过程中产生的异味气体进行控制的方法，即通过对开挖区域范围内的污染土壤进行冻结来降低污染土壤开挖过程中污染物的挥发性，进而减少施工现场异味气体的产生量，最终实现对开挖现场异味气体的有效控制。该种方法在使用时不受场地条件的限制，处置效果较好，处置成本适中，同时还能有效控制开挖现场产生的扬尘。
技术实现思路
本专利技术目的是，提出一种有效控制异味气体污染源的方法，即通过对开挖区域范围内的污染土壤进行冻结来降低污染土壤开挖过程中污染物的挥发性，进而减少施工现场异味气体的产生量，最终实现对开挖现场异味气体的有效控制。本专利技术技术方案是，一种在土壤开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法，包括以下步骤。（1）在污染土壤开挖区域边界和内部，等间距钻挖冻结孔，冻结孔中放入冻结器。与此同时，在污染土壤开挖区域内部布设一定数量的测温孔，测温孔中放入热电偶测温仪。（2）在污染土壤开挖区域周边合适位置设置冻结站，冻结站与冻结器之间通过管路系统进行连接。（3）由冻结器、冻结站和各类管路形成的冻结系统正常运转后，开始对开挖区域内的污染土壤进行降温冻结。（4）当热电偶测温仪显示测温孔周边污染土壤温度低于0℃时，可通过试挖的方式挖掘出部分冻结后的污染土壤，一定时间内测定开挖面及挖掘后扰动土壤中污染物的挥发量（即通过专业气体检测设备，对挥发至空气中异味气体的种类和浓度进行检测），如达到国家、环保部门或业主相关要求（指标），则可对现场污染土壤进行正式开挖。（5）分区对污染土壤进行开挖，挖掘出的污染土壤，需立即装入防水吨袋中密封暂存，以确保常温下解冻后的土壤，不会因温度升高使污染物再次挥发产生的异味气体扩散到室外空气中。（6）污染土壤开挖过程中，采用异味气体快速检测仪实时监测污染土壤开挖区域和污染土壤装袋过程中异味气体的浓度和挥发情况。（7）未开挖的污染区域土壤仍然需要进行维护冻结，直至开挖区域的污染土壤全部清挖完毕为止。本专利技术的有益效果：随着污染土壤自身温度的降低，在土壤温度低于0℃以后，污染土壤中含有的液相组分（如液态污染物、地下水）在冻结固化同时，也将土壤中的气态污染物包裹在污染土壤的内部，当开挖过程中土壤发生扰动时，土壤中的气态污染物挥发性大大降低。与此同时，污染土壤自身温度的下降，也会导致土壤中固态（或液态）污染物饱和蒸气压的减小，最终促使固态（或液态）污染物挥发性的降低。此外，由于污染土壤中的液相组分已冻结固化，土壤开挖过程中，作业现场不会产生扬尘，基坑内不会产生渗水，污染土壤在装袋过程中也不会出现土壤液相组分的遗撒滴漏，从而大大降低现场环境二次污染的风险。附图说明图1为本专利技术方法的示意图。图中，进液管1，冻结管2，低温球阀3，供液支管4，供液主路管5，低温不锈钢管道泵6，污染土壤开挖区域边界7，测温孔8，低温止回阀9，回液支管10，出液管11，回液主管12，冻结站13。具体实施方式此方法包括以下步骤。（1）根据现场实际情况和相关设计要求，在污染土壤开挖区域边界和内部，采用旋转式钻机等间距钻挖冻结孔。冻结孔间距一般为1～2m，孔径为200～250mm，孔深应比污染土壤冻结深度大2～4m。（2）每完成一个冻结孔的钻挖，随即放入一个冻结器，冻结器由冻结管2、进液管1、出液管11等组成。冻结管采用壁厚为6～10mm，直径为127～159mm无缝钢管连接而成。供液管和回液管采用壁厚为2～4mm，直径为50～75mm的普通钢管或塑料管。（3）污染土壤开挖区域内部，采用旋转式钻机钻挖一定数量的测温孔8，测温孔布设在冻结器冻结土壤后形成的冻结壁外缘界面上，或打在难以冻结的需要控制观察的主要含水层中。测温孔孔径为80～150mm，测温孔中放入热电偶测温仪，测温仪中电热偶为T型热电偶（铜-铜镍热电偶），测温温度为-200～350℃。（4）在污染土壤开挖区域周边合适位置设置冻结站13。冻结站安装与冻结孔钻挖同时进行。冻结站采用氨—盐水冻结系统来进行污染土壤的冻结，制冷温度可达到-10～-35℃，制冷效率为30%～50%，冻土速度为2～5cm/d。此外，如在局部冻结工程或应急抢险工程中还可采用液化气体系统（液氮）来进行污染土壤的快速冻结，制冷温度可达到-60～-150℃，制冷效率为50%，冻土速度为20～30cm/d。（5）在冻结器与冻结站之间进行供液主路管5、供液支管4、回液主管12、回液支管10、低温球阀3、低温止回阀9、低温不锈钢管道泵6等的连接和安装工作。连接和安装完毕后，进行管路系统的耐压密封试验，并对整个管路系统进行隔热保温，保温材料为50mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料。随后对整个污染土壤冻结系统进行试运行，以调整和优化冻结系统的各类运行参数。（6）冻结系统正常运转后，开始对开挖区域内的污染土壤进行降温冻结。降温冻结的周期一般为20～60d。当热电偶测温仪显示测温孔周边污染土壤温度低于0℃时，可通过试挖方式，挖掘出部分冻结后的污染土壤，一定时间内测定开挖面及挖掘后扰动土壤中污染物的挥发量（即通过专业气体检测设备，对挥发至空气中异味气体的种类和浓度进行检测），如达到环保部门或业主相关要求（或指标），则可对现场污染土壤进行正式开挖。专业气体检测设备包括但不限于便携式气相色谱-质谱联用仪（便携式GC-MS）、光离子气体检测仪（PID）、便携式恶臭气体快速检测仪等。（7）污染土壤分区进行开挖，各分区单元以不大于100㎡，深度不超过4m为宜。对分区后需要开挖的区域，关闭区域内供液支管上的低温球阀和回液支管上的低温止回阀，拆除区域内供液支管和回液支管，并拔除冻结器和测温孔中的热电偶测温仪。由于开挖范围内冻结后的污染土壤温度在0℃以下（属于冻土），采用反铲挖掘机（配合液压破碎锤）对污染土壤进行开挖。挖掘出的污染土壤，需立即装入防水吨袋中密封暂存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法，其特征是包括以下步骤：/n一种在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法，包括以下步骤：在污染土壤开挖区域钻挖冻结孔和测温孔，分别放入冻结器和热电偶测温仪；开挖区域周边设置冻结站，冻结站与冻结器之间通过管路系统连接后形成冻结系统；污染土壤进行降温冻结；污染土壤试挖，并对开挖面和挖掘后扰动土壤中污染物挥发量进行测定；当土壤中污染物挥发性降低并达到相关要求后，对污染土壤进行分区开挖；挖掘后的污染土壤立即装入防水吨袋中密封暂存；污染土壤开挖过程中对土壤中污染物挥发性进行实施监测并对未开挖的污染区域继续进行维护冻结，直至污染土壤清挖完毕。/n

【技术特征摘要】
1.一种在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法，其特征是包括以下步骤：
一种在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法，包括以下步骤：在污染土壤开挖区域钻挖冻结孔和测温孔，分别放入冻结器和热电偶测温仪；开挖区域周边设置冻结站，冻结站与冻结器之间通过管路系统连接后形成冻结系统；污染土壤进行降温冻结；污染土壤试挖，并对开挖面和挖掘后扰动土壤中污染物挥发量进行测定；当土壤中污染物挥发性降低并达到相关要求后，对污染土壤进行分区开挖；挖掘后的污染土壤立即装入防水吨袋中密封暂存；污染土壤开挖过程中对土壤中污染物挥发性进行实施监测并对未开挖的污染区域继续进行维护冻结，直至污染土壤清挖完毕。


2.根据权利要求1所述的在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法，其特征是均采用旋挖式钻机进行冻结孔和测温孔的钻挖。


3.根据权利要求1所述的在开挖过程中降低土壤中污染物挥发性的方法，其特征是冻结器由冻结管、进液管、出液管等组成。


4.根据权利要求1所述的在开挖过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政，曹惠忠，刘爱宝，宗昆，
申请(专利权)人：科盛环保科技股份有限公司，南京科盛环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32