環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力| 有機(jī)污染場地?fù)]發(fā)及半揮發(fā)性氣體、異味控制技術(shù)裝備
生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎項，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
生態(tài)環(huán)境保護(hù)實用裝備
2023-Z-14
申報單位
北京建工環(huán)境修復(fù)股份有限公司
推薦單位
中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會土壤與地下水修復(fù)專業(yè)委員會
一、技術(shù)簡介
適用范圍
適用于土壤修復(fù)治理工程的基坑開挖、轉(zhuǎn)運、暫存、待檢等工序中，也可用于垃圾填埋場、化工園區(qū)污染管控場地等存在有機(jī)污染氣體逸散風(fēng)險的場合。
技術(shù)原理
有機(jī)污染場地?fù)]發(fā)及半揮發(fā)性氣體、異味二次污染控制技術(shù)裝備，是一種可將氣味抑制劑高倍泡沫化的專用設(shè)備。該設(shè)備將產(chǎn)生的氣味抑制劑泡沫噴灑在污染土壤或污染源表層，可形成致密泡沫狀的覆蓋層，因氣味抑制劑泡沫比表面積較大，更容易吸附揮發(fā)性或半揮發(fā)性的有機(jī)物污染氣體分子，從而有效阻止有害氣體的逸散。該設(shè)備的主要原理如下：
(1)利用氣味抑制劑本身的物理特性，當(dāng)其按特定比例濃度與清水進(jìn)行混配時，其溶液具有一定的表面張力，更容易包裹住空氣形成泡沫，是形成致密泡沫的前提條件。根據(jù)這一原理，該設(shè)備配有氣味抑制劑溶配藥裝置，具有精準(zhǔn)定量、混勻等功能，為后續(xù)工序提供優(yōu)質(zhì)的氣味抑制劑溶液。
(2)為節(jié)省氣味抑制劑原液，形成氣味抑制劑的高倍發(fā)泡流，并使該高倍發(fā)泡流覆蓋更大的施工作業(yè)面積，采用高等流體力學(xué)工程技術(shù)原理，在發(fā)泡裝置中，將定量高壓的氣相流(壓縮空氣)和定量高壓的液相流(氣味抑制劑溶液)進(jìn)行氣液混合；同時為形成致密、穩(wěn)定的泡沫流，通過靜態(tài)混合器對該劇烈反應(yīng)過程進(jìn)行控制，為穩(wěn)定的、連續(xù)的高倍高壓泡沫流打好工藝基礎(chǔ)。
(3)研究表明：氣味抑制劑的表面活性特征，即吸附有機(jī)污染氣體分子的特點，及其越致密的氣味抑制劑泡沫具備更大的比表面積、更高的吸附能，使得有機(jī)污染氣體分子更難脫離。利用這一原理，在發(fā)泡裝置中專門設(shè)計了一個發(fā)泡腔室，在發(fā)泡腔室內(nèi)設(shè)有多孔蜂窩結(jié)構(gòu)，同時配合專用的縮口噴嘴，形成細(xì)微的、致密的泡沫流。
工藝路線
有機(jī)污染場地?fù)]發(fā)及半揮發(fā)性氣體、異味二次污染控制技術(shù)裝備的工藝路線為：
(1)通過柴油發(fā)電機(jī)或柴油發(fā)動機(jī)或動力電池為該設(shè)備的空壓機(jī)、自吸泵、攪拌機(jī)、高壓泵、行走底盤等執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動力源。
(2)通過自吸泵將黏稠的氣味抑制劑原液泵送至混合攪拌罐中。在混合攪拌罐中，加清水稀釋，按設(shè)計濃度進(jìn)行定比例配比，得到所需表面張力的氣味抑制劑溶液，其中清水與原液的混合比5:1——10：1，其濃度是氣味抑制劑發(fā)泡成敗的關(guān)鍵之一，需精準(zhǔn)控制，并低速攪拌混勻。
(3)將空氣壓縮機(jī)與發(fā)泡裝置進(jìn)行連接，并使一定流量和壓力的壓縮空氣進(jìn)入發(fā)泡裝置發(fā)泡腔室內(nèi)，其中壓縮空氣壓力0.6——1.2MPa，空氣與氣味抑制劑溶液的體積比20：1——50:1。約1——2s后，通過高壓泵將一定比例濃度的氣味抑制劑溶液泵送至發(fā)泡裝置，壓縮空氣與氣味抑制劑溶液因發(fā)泡裝置的特殊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生劇烈的兩相互溶現(xiàn)象，從而形成大量的致密泡沫。
(4)大量致密泡沫通過發(fā)泡裝置的穩(wěn)定腔室后，形成穩(wěn)定、均質(zhì)的氣味抑制劑泡沫。
(5)最后，通過專用噴嘴噴灑出連續(xù)的、穩(wěn)定的、具有一定壓力的高倍泡沫流，噴灑距離達(dá)到10m以上，覆蓋于污染土壤或污染源表面，起到抑制氣味的作用。
技術(shù)應(yīng)用數(shù)量：30
技術(shù)應(yīng)用行業(yè)：生態(tài)保護(hù)和環(huán)境治理業(yè)、土壤管理業(yè)
應(yīng)用效果
1.廠界環(huán)境空氣中VOCs、二甲苯、顆粒物、苯排放指標(biāo)滿足廢氣排放滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)表2中二級標(biāo)準(zhǔn)要求和《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(DB12/524-2014)中表2其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；苯<0.1mg/m³、二甲苯<0.2 mg/m³、VOCs<2 mg/m³。臭氣濃度滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB12/059-2018)表1中新建項目排放標(biāo)準(zhǔn)，臭氣濃度<20(無量綱)。
2.開挖界面噴灑氣味抑制劑后，臭氣濃度滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。
研發(fā)背景
隨著全國各地污染土壤專項整治活動的開展，如何在開挖、轉(zhuǎn)運、暫存、修復(fù)治理等施工過程中避免二次污染成為公眾的關(guān)注焦點，特別是揮發(fā)性、半揮發(fā)性的有機(jī)污染場地的氣味擴(kuò)散問題，經(jīng)常為周邊居民所困擾，如何有效抑制氣味，成為有機(jī)污染場地修復(fù)治理的技術(shù)難點和各方關(guān)切點。
目前國內(nèi)采用的傳統(tǒng)技術(shù)措施主要有：(1)密閉開挖，設(shè)備投入大，造價高，且存在技術(shù)難點；(2)鋪設(shè)防護(hù)膜，一般采用HDEP膜，成本高，且無法多次使用，與綠色修復(fù)理念和發(fā)展趨勢相反；(3)施工場地周邊建設(shè)噴霧管網(wǎng)，此類工法對降塵效果較好，但對于氣味控制效果較差；(4)采用超大空間的膜結(jié)構(gòu)大棚，將整個污染場地覆蓋，可有效避免二次污染問題，但成本太高，工程難推廣。
本技術(shù)提出采用有機(jī)氣體、異味二次污染控制技術(shù)裝備的方法解決揮發(fā)性或半揮發(fā)性有機(jī)污染物擴(kuò)散問題。氣味抑制設(shè)備在國外的污染場地、礦山開采等領(lǐng)域早有使用，但因國外的技術(shù)封鎖，特別是近年來國際局勢愈趨復(fù)雜的背景下，國內(nèi)一直未掌握該核心設(shè)備及技術(shù)。北京建工環(huán)境修復(fù)股份有限公司自2009年以來，通過裝備引進(jìn)、技術(shù)再創(chuàng)新、國家重點研發(fā)技術(shù)支持等多管齊下，成功研制出了擁有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的有機(jī)污染場地氣味抑制設(shè)備。
技術(shù)/裝備特點
與國外同類先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備相比，該有機(jī)污染場地氣味抑制設(shè)備具有如下優(yōu)勢：
(1)設(shè)備集成度更高，采用動力分散設(shè)計理念，行走動力采用新能源電動電池，氣味抑制發(fā)泡相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動力采用柴油機(jī)組，整車構(gòu)造緊湊，重量和體積均大大降低，速度可達(dá)30km/h，自主行走能力強(qiáng)，更加適用于我國土壤修復(fù)工程現(xiàn)狀，從加藥站至施工作業(yè)現(xiàn)場一般僅需5——10min。
(2)發(fā)泡倍數(shù)更高，單次噴灑所覆蓋的面積可達(dá)1000㎡以上，是國外同類產(chǎn)品的2——3倍，同時整套裝備額定功率為國外同類產(chǎn)品的1/4，節(jié)能降耗效果明顯，整車制造成本僅為國外同類產(chǎn)品在中國銷售價的1/3。
(3)國產(chǎn)化率達(dá)到100%，智能化高，可精準(zhǔn)配藥、配氣，操作使用方便，設(shè)有簡易駕駛室、省力卷管器、集控式操作臺等輔助配置設(shè)施。
二、典型應(yīng)用案例
案例名稱
河西區(qū)黑牛城道(大成五金)地塊復(fù)興九里南側(cè)(四信里南側(cè)之油墨廠)地塊修復(fù)項目
案例簡介
本項目修復(fù)污染土總量約59.77萬m3，地下水污染方量約25萬m3。處理對象為常規(guī)污染物(苯、乙苯、間&對——二甲苯以及總石油烴)、非常規(guī)污染物(二甲苯麝香、葵子麝香、5-叔丁基間二甲苯)等揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)污染物。采用分階段“污染源處理與工程控制修復(fù)相結(jié)合，同時配套風(fēng)險控制”的總體修復(fù)策略。現(xiàn)場污染土壤開挖過程、施工場區(qū)及異位場地污染土壤暫存區(qū)，二次污染防控措施主要采用氣味抑制設(shè)備噴灑氣味抑制泡沫實現(xiàn)污染土壤暴露面與環(huán)境的隔絕。
達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分，本項目屬于二類區(qū)。苯、二甲苯、非甲烷總烴執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996要求；乙苯和臭氣濃度執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB12/-059-2018)表2周界環(huán)境空氣濃度限值要求。
業(yè)主單位
天津市海河建設(shè)發(fā)展投資有限公司
投運時間
2018年5月
2021年10月29日和2021年12月9日通過天津市生態(tài)環(huán)境局委托天津市環(huán)境科學(xué)學(xué)會組織的項目第一階段(原場地)和第二階段(異位場地)效果評估。第一階段(原場地)效果評估結(jié)論為：阻隔層以上土壤達(dá)到風(fēng)險評估報告確定的修復(fù)目標(biāo)及第一類用地篩選值；阻隔層以下土壤及地下水超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值，在確保場地內(nèi)現(xiàn)有阻隔設(shè)施完整、風(fēng)險管控設(shè)施持續(xù)有效運行的前提下，地塊各個區(qū)域針對相應(yīng)規(guī)劃用途可以實現(xiàn)安全利用；第二階段(異位場地)效果評估結(jié)論為：該地塊異地修復(fù)的污染土壤達(dá)到土壤污染風(fēng)險評估報告確定的修復(fù)目標(biāo)要求，項目結(jié)束后異地暫用地可以安全利用，修復(fù)后土壤環(huán)境質(zhì)量滿足去向要求，規(guī)范落實了相應(yīng)的監(jiān)管計劃及責(zé)任主體。
工藝流程
本項目在二次污染防控實施過程中，應(yīng)用了有機(jī)污染場地?fù)]發(fā)及半揮發(fā)性氣體、異味二次污染控制技術(shù)裝備。
主要設(shè)備：包括柴油發(fā)電機(jī)、行走底盤、儲液罐、噴管、發(fā)泡裝置、高壓風(fēng)機(jī)、高壓泵、隔膜泵、卷管器、噴嘴及電氣控制等。
運行情況
本工程根據(jù)施工季節(jié)合理安排開挖區(qū)域，采取優(yōu)化選擇運輸路線等工程措施，在原場地開挖區(qū)裸露面及異位場地污染土壤暫存區(qū)噴灑氣味抑制劑等技術(shù)措施進(jìn)行二次污染控制，確保原場地及廠界、異地場地周邊的異味得到有效控制。
經(jīng)現(xiàn)場第三方檢測顯示得出：
1. 廠界環(huán)境空氣中VOCs、二甲苯、顆粒物、苯排放指標(biāo)滿足廢氣排放滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)表2中二級標(biāo)準(zhǔn)要求和《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(DB12/524-2014)中表2其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；苯<0.1mg/m³、二甲苯<0.2mg/m³、VOCs<2mg/m³。臭氣濃度滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB12/059-2018)表1中新建項目排放標(biāo)準(zhǔn)，臭氣濃度<20(無量綱)。
2. 開挖界面噴灑氣味抑制劑后，臭氣濃度滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB12/059-2018)表1中新建項目排放標(biāo)準(zhǔn)，臭氣濃度<20(無量綱)。
綜上，氣味抑制設(shè)備在現(xiàn)場應(yīng)用中可有效控制氣味擴(kuò)散，起到二次污染防控效果。
技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果：有機(jī)污染場地?fù)]發(fā)及半揮發(fā)性氣體、異味二次污染控制技術(shù)裝備所噴灑的藥劑為高活性綠色生物制劑，能達(dá)到去除異味和抑制異味產(chǎn)生的雙重效果，嚴(yán)格防控有機(jī)污染場地現(xiàn)場揮發(fā)性/半揮發(fā)性污染氣體、異味等環(huán)境二次污染風(fēng)險。現(xiàn)場二次污染防控措施采用氣味抑制設(shè)備，可直接提高土壤污染治理的效率、避免二次污染帶來的經(jīng)濟(jì)損失，同時修復(fù)產(chǎn)業(yè)和再開發(fā)過程中排放的溫室氣體、降低的特征污染物排放水平也會大幅削減，具有顯著的生態(tài)效益。
三、技術(shù)申報單位聯(lián)系信息
單位名稱：北京建工環(huán)境修復(fù)股份有限公司
單位地址：北京市朝陽區(qū)京順東街6號院16號樓2層
聯(lián)系人：張岳
原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 | 有機(jī)污染場地?fù)]發(fā)及半揮發(fā)性氣體、異味控制技術(shù)裝備
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