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科技部公示《土壤污染防治先進技術裝備目錄》 涉液相—原子熒光等設備

爲落實國務院《土壤污染防治行動計劃》,鼓勵土壤污染防治技術裝備研發和推廣應用,科技部會同工業和信息化部、國土資源部、環境保護部、住房城鄉建設部、農業部組織開展《土壤污染防治先進技術裝備目錄》的編制工作。經省級主管部門、中央企業、相關行業協會推薦、專家評審,形成了《土壤污染防治先進技術裝備目錄》(徵求意見稿)。現公開徵求社會各界意見。如有意見,請於2017年12月3日前反饋科技部社會發展科技司。

郵寄地址:北京市復興路乙15號(郵編:100862)。

聯繫電話:010-58881435,傳真:010-58881471。

附件:《土壤污染防治先進技術裝備目錄》(徵求意見稿)

《土壤污染防治先進技術裝備目錄》(徵求意見稿)

1.异位间接热脱附技术装备

技術路線:通過加熱將污染物從土壤中轉移至氣體中,再通過氣體淨化實現污染物去除。污染土壤經破碎、篩分等預處理後送入土壤與加熱源不直接接觸的加熱裝置;通過控制污染土壤的加熱溫度和停留時間將目標污染物加熱到沸點以上,從而使污染物氣化揮發達到污染物與土壤分離目的;氣化污染物進入氣體處理系統去除或回收。

主要指標:設備處理能力1~20t/h,土壤進料粒徑<30mm、含水率<30%,加熱溫度150~650℃可調,土壤在加熱裝置內停留時間10~60min可調。有機污染物去除率可達95%以上。

適用範圍:揮發性、半揮發性有機物及汞污染土壤修復。

2.异位直接热脱附技术装备

技術路線:將污染土壤經破碎、篩分等預處理後送入加熱火焰與土壤直接接觸的加熱裝置;部分污染物被加熱至氣化溫度轉移至氣相中,部分污染物被直接高溫氧化去除;氣相中的污染物經氣體處理系統去除或回收。

主要指標:設備處理能力可達100t/h;進料粒徑<50mm,加熱裝置內氣體溫度150~850℃可調。土壤在加熱裝置內停留時間10~60min可調。有機污染物去除率可達95%以上。

適用範圍:揮發性、半揮發性有機污染土壤修復。

3.原位氣相抽提修復技術

技術路線:通過向土壤中施以負壓產生空氣流動,促使揮發性有機污染物揮發並由氣流帶出,達到土壤淨化目的。氣相抽提系統主要由抽氣井羣、輸氣管道、抽氣系統(負壓風機或真空泵)和尾氣處理系統組成。土壤孔隙中含揮發性有機物的氣體經抽氣井、管道被不斷抽出,抽出氣經尾氣處理裝置處理達標後排放。尾氣處理可採用活性炭吸附、催化氧化或焚燒等方法;尾氣處理產生的廢棄活性炭及氣水分離系統產生的廢水採用適宜技術妥善處理。

主要指標:單井影響半徑(與土壤透氣率等相關)一般爲5~45m,抽提井口負壓8~250cmH2O柱,單井抽氣速率0.28~2.8m3/min。

適用範圍:亨利常數大於0.01或蒸汽壓力大於0.5mmHg的揮發性有機物污染土壤的修復,土壤透氣率大於1´10-4cm/s。

4.多相抽提修復技術

技術路線:通過真空抽提設備將污染區域的氣體和液體(包括土壤氣、地下水和非水相液體)同時從地下抽出至地上處理,達到迅速控制並同步修復土壤與地下水污染的目的。抽出的氣體、液體或氣液混合物在地面處理系統中通過氣液分離器、非水相液體-水分離器進行多相分離。分離後氣體中污染物可採用熱氧化法、催化氧化法、吸附法、濃縮法、生物過濾及膜法過濾等方法處理;污水採用膜法、生化法和物化法處理;分離得到的非水相液體及產生的廢活性炭一般作危險廢物處理。

主要指标:单井影响半径>2m,系统负压>0.05MPa,抽提井头负压>0.01MPa,气体抽提流量>100m3/h,液体抽提流量>1.0m3/h。

適用範圍:易揮發、易流動的非水相液體如汽油、柴油、有機溶劑等污染土壤和地下水修復,不適用於滲透性差或地下水水位變動較大的場地。

5.类芬顿氧化法污染土壤修复技术

技術路線:該技術以Fe2+爲催化劑,在酸性條件下H2O2產生具有強氧化能力的羥基自由基,氧化分解污染土壤中的有機污染物。用於異位土壤修復時,將污染土壤按一定比例與類芬頓試劑混合攪拌並反應一定時間後,去除土壤中有機污染物。

主要指標:土壤中藥劑濃度H2O2 1.2mol/kg和FeSO4·7H2O 0.12mol/kg爲宜,體系含水率0.3左右,反應體系pH值調整至4左右。苯並(a)芘初始濃度4.53mg/kg,經處理後濃度降至0.172mg/kg,去除率達96%。

适用范围:有机污染场地。

6.污染土壤异位淋洗修复技术

技術路線:通過採用水等淋洗液沖洗顆粒表面吸附的污染物,促使污染物從土壤固相顆粒轉移至液相,實現土壤淨化和污染土壤減量的目的。污染土壤經篩分、破碎等預處理工序去除較大粒徑(>50mm)渣塊後,剩餘土壤通過進料斗進入造漿設備,經水力分離逐級篩選出的較大粒徑顆粒經沖洗後達標,較小粒徑顆粒與洗脫廢水混合爲泥漿。泥漿固液分離後的濾液採用混凝沉澱、催化氧化、活性炭吸附等工藝處理後回用,重金屬污染泥餅採用固化穩定化工藝處理,有機物污染泥餅採用熱脫附或水泥窯處理。

主要指标:处理能力>20m3/h,水土比5:1~10:1,洗脫時間20~120min,污染土減量>75%。

適用範圍:重金屬及半揮發性有機物污染土壤修復,不宜用於土壤細粒(粘/粉粒)含量高於25%的土壤。

7.基於天然礦物混合材料的重金屬污染場地穩定化技術

技術路線:該混合材料以沸石類天然礦物爲主要成分,混合少量鈣鎂化合物、鐵鹽、鋁鹽及粘性土等製備而成。根據重金屬污染濃度,經試驗確定材料配比和添加量,添加比例一般在1%~10%,將材料與污染土壤充分混勻,保持含水率25%,自然養護7d。對於土壤清挖、運輸過程中可能產生的揚塵污染,採取灑水、覆蓋等措施進行控制。

主要指标:粒径<1mm,ph值7.5左右,顆粒含水率3%~5%,比表面積平均30m2>140meq/100g,土壤重金屬穩定化率>96%。

适用范围:重金属铜污染场地土壤修复。

8.利用生物質燃燒灰製備土壤重金屬鈍化/穩定化製劑技術

技術路線:以生物質燃燒灰爲主要原料,配伍鹼性礦物、含磷礦物、有機肥等,混勻後經過造粒等工藝生產顆粒狀土壤重金屬鈍化/穩定化材料。製備的材料含有硅、磷、鈣、有機質等,可通過材料中釋放的羥基、硅酸鹽、磷酸鹽等與土壤中重金屬發生吸附、沉澱、離子交換、螯合等物理化學作用,實現重金屬的鈍化/穩定化。施用時將材料均勻撒於土壤後深耕混勻攪拌。

主要指標:根據土壤污染情況,輕度污染土壤施用量100~200kg/畝,中度污染土壤施用量300~500kg/畝;每2~3年施用1次。稻米降鎘率>50%。

適用範圍:鎘銅鉛鋅等重金屬污染的酸性土壤及礦山修復治理、礦區復墾等。

9.農田土壤鎘生物有效態鈍化/穩定化技術

技術路線:選用對土壤鎘具有吸附、沉澱效果的天然鹼性礦物材料,採用磨製、篩分、復混等工藝加工製成鈍化/穩定化材料。根據土壤鎘污染程度確定單位面積耕地材料施加量。施用方法:水稻播種或移栽前7~15d(旱地作物20~30d)直接施撒到農田土壤上,再用旋耕機將鈍化材料與土壤混勻,然後灌水(旱作適量澆水)平衡。

主要指标:有效CaO含量>18%,有效SiO2含量>0.1%,其他有效成分(氧化鎂+三氧化二鐵+氧化錳等)>1%,pH值>8,细度(粒径<0.25mm)>85%,水分<2%。用量100~300kg/畝。稻米降鎘率可達38%。

適用範圍:輕中度鎘污染酸性稻田土壤,對於土壤pH值<6.5,土壤總鎘0.3~1.5mg/kg的稻田土壤修復效果良好。

10.水稻葉面噴施稀土複合硅溶劑抑制稻米鎘積累技術

技術路線:通過水稻莖葉分配鎘、硅調控競爭機制抑制稻米鎘積累。在水稻拔節期至抽穗期進行2次噴施,噴施時間選擇晴天上午10點前、下午4點後,氣溫範圍爲15~30℃,噴施量每次0.5~1L/畝,噴施時將該稀土複合硅溶劑稀釋100倍,並避免與鹼性農藥混合噴施。

主要指标:稀土复合硅溶剂:Si>100g/L、pH值7.0~9.0、水不溶物<10g/L、钠含量<10g/L,汞<5mg/kg、砷<10mg/kg、镉<10mg/kg、铅<50mg/kg、铬<50mg/kg。

适用范围:中轻度镉污染农田。

11.基於蜈蚣草的砷污染土壤植物修復技術

技術路線:在污染土壤中種植對砷具有超常富集能力的蜈蚣草,蜈蚣草在生長過程中快速萃取、濃縮和富集土壤中的砷,通過定期收割蜈蚣草去除土壤中的砷,實現修復土壤的目的。收割的蜈蚣草進行焚燒處置,焚燒灰渣經鑑別按一般固廢或危險廢物進行處置。

主要指標:砷富集係數10~100,遷移係數≥5。種苗參數:高15 cm,單作和間作種植,種植密度30cm×30cm,每年收割2~3次,每次收割的生物量>5000kg/hm2。

适用范围:农用地和矿山砷污染土壤修复。

12.土壤與修復藥劑自動混合一體化設備

技術路線:該設備由破碎篩分機、輸送裝置、計量裝置、攪拌裝置、藥劑存儲裝置和控制系統等組成。污染土壤經破碎、篩分、除雜後進行自動計量;依據計量結果定量輸送藥劑,與土壤在攪拌混合系統中充分混合均勻。

主要指標:設備處理能力20~160m3/h,篩分系統下料粒徑≤30mm,混合均勻性變異係數≤15%。

適用範圍:污染土壤與修復藥劑固固混合、固液混合。

13.車載式原位注入裝備

技術路線:該裝備可配製並向土壤和地下水中精準注入修復劑(包括化學修復藥劑、淋洗劑及微生物製劑等),通過反應破壞、降解土壤中污染物達到修復目的。該設備將修復劑配製系統、加壓注入系統、控制系統組合成集裝箱,實現車載移動注入。控制系統可對固體和液體制劑投加、進水、攪拌、泵啓動過程及投加比、投加量等進行集中控制和調節,通過精準計算和模型構建實現邊配製邊有效注入。

主要指標:固相製劑最大投加量50kg/h,投加精度0.5%;注入流量範圍0~1000L/h,注入精度0.5%;設備加壓能力0~12MPa。

適用範圍:污染土壤和地下水原位氧化還原及生物修復。

14.污染土壤及地下水高壓旋噴注入裝備

技術路線:將污染區場地平整和壓實後,確定注入點鑽孔位置並自地表引孔,穿透硬層或基礎。採用氣、液二重管工藝自下而上旋轉提升鑽桿的同時,自孔內高壓注入氧化劑(如高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧等)、活化劑及空氣至土壤和地下水中,高壓液流切割攪拌使修復藥劑與土壤充分混合併在含水層中進一步擴散。

主要指標:擴散半徑0.9~2.9m,加壓能力25~30MPa,注射流量20~120L/min。

適用範圍:低滲透性污染土壤和地下水的原位化學氧化還原、穩定化等修復。

15.污染地块直接推进式钻探与采样系统

技術路線:採用高頻液壓裝置提供下壓動力,將內外鑽桿同時直接貫入土壤中:配合使用直接推進採樣裝置,可連續快速取到地表到特定地下深度的土壤樣品;配合使用螺旋中空鑽桿,可取地下水樣或建造地下水監測井;配合使用污染物監測探頭、帶有防護層的柔性數據採集電纜,可在線採集不同位置污染物濃度並反饋到地面顯示器;配合使用注射泵和注射管路系統,可將修復藥劑注射到目標土層位置。

主要指標:取樣鑽桿直徑:2.25英寸(取樣管內徑1.5英寸)、3.25英寸(取樣管內徑2.25英寸);進尺速度15m/h;單次取樣推進深度1~2m;最大取樣深度>30m;鑽機:伸縮500mm,倒擺±7°,傾斜±5°,額定功率70kW,液壓油壓力18MPa,液壓衝擊力122Nm,液壓裝置下壓力12.98t,液壓裝置回拔力18.60t,最大扭矩/轉速380Nm/(1400~1600)rpm。

適用範圍:污染場地非卵石層無擾動土壤取樣、地下水取樣、鑽探位置污染物在線濃度探測、原位藥劑注射等。

16.土壤As(形態)、Sb、Hg液相-原子熒光(LC-AFS)分析儀

技術路線:液相泵在流動相的攜帶下以一定速度將液體樣品注入色譜柱,使被測元素各個不同形態發生分離,先後進入反應體系與還原劑發生氫化反應生成蒸汽相,蒸汽相進入原子化器後轉變爲基態自由原子,基於自由原子經激發光源照射後產生的熒光經透鏡聚焦後被光電倍增管接收並放大,工作站接收信號並檢測分析出被測元素不同形態、價態的濃度。

主要指標:檢出限:砷(As)≤0.01ng/mL、銻(Sb)≤0.01ng/mL 、汞(Hg)≤0.001ng/mL、一甲基砷(MMA)≤4ng/mL、二甲基砷(DMA)≤4ng/mL、三價砷(As(III))≤2ng/mL、五價砷(As(V))≤10ng/mL;定量測量重複性(RSD):As≤0.8%、Sb≤0.8%、Hg≤0.8% 、As(V)≤5%;測量線性相關係數(r):As≥0.998、Sb≥0.998、MMA≥0.997、DMA≥0.997、As(III)≥0.997、As(V)≥0.997;線性範圍:103;基線穩定性(30min):As漂移≤2%、As噪聲≤2%、Sb漂移≤2%、Sb噪聲≤2%。

適用範圍:土壤中As、Sb、Hg等污染物總量分析,As形態和價態分析。