GSR公开课第三十四讲：水土污染协同修复技术装备及其工程应用

主讲人：曲丹 博士

（2023年9月1日）

曲丹，博士，高级工程师，宝航环境修复有限公司创新业务发展中心总监。在土壤-地下水污染修复技术、材料与装备研发、地下水修复和风险管控设计及工程实施、在产企业和工业园区综合服务等领域具有丰富经验。

课程概要：

讲座梳理宝航环境修复有限公司在原位修复方面的核心技术装备，介绍原位抽出一体化智能撬装平台、臭氧高级催化氧化集成修复系统、多相抽提撬装系统、异位土壤淋洗系统、地下水抽出处理撬装设备以及项目方案。

课程内容：

一、原位抽出一体化智能撬装平台

原位抽出一体化智能撬装平台可以实现多种修复方式：如化学氧化、精准湿地等；同时，采用了自动气动抽水和双氧水氧化修复等技术。在项目实施过程中，取得了良好的效果，实现了对重度污染土壤的修复。

原位抽出一体化智能撬装平台是集合药剂的融配、输配，气体、液体和液体药剂的注入，地下水的抽出和回灌，包括自动监控和在线监测的平台。平台结合地下水传感器，然后融入监测平台，可以实时观测水质的变化参数，另外有PC端和手机端。平台也可以通过每个钻孔的柱状图，钻孔的一层岩性以及它的分布，来判断整体场地包括一个区域尺度上的变化。

图1 原位抽出一体化智能撬装平台

官庄村秸秆气站焦油废水通过渗坑偷排，造成地下水国控点（50m）及周边区域地下水中苯和挥发酚超标，此设备应用于北京房山区官庄村地下水污染控制与修复试点项目。“北京房山区官庄村地下水污染控制与修复项目”是生态环境部第一批地下水污染防治试点项目，开展地下水污染协同防治试点示范，对落实《水污染防治行动计划》《地下水污染防治实施方案》具有重要意义。

项目采取应急抽水、清挖处置后，针对本项目地下水中存在的有机污染物，本项目拟采用“原位注入化学氧化+抽出-垂直潜流人工湿地处理+监控自然衰减”组合修复技术，结合地下水数值模型模拟，对污染地下水采取风险管控与修复措施，同时对场地进行生态恢复建设，并运用物联网通信技术，通过地下水监测数据的自动采集、实时传输和数据接收及整编，实现施工过程中的数据反馈和优化调控。

二、臭氧高级催化氧化集成修复系统

臭氧高级催化氧化集成修复系统可以将水中的有害化学物质分解成无害物质，同时提高废水的处理效率和减少环境污染。设备具有原位、异位两种处理方式，可以提高处理效率并降低压损。此外，设备采用了变压吸附技术和非定向催化氧化等技术，提高了处理效率。实验结果表明，使用这种设备处理后的地下水去除率达到了95%，异位氧化每天的去除率为96%。

臭氧高级催化氧化集成修复装备兼具地下水原位注入修复和异位抽出处理两种功能方式可单独或组合应用。对臭氧制备和臭氧反应塔等设备进行了整合，大幅度扩展了压缩空气的综合利用。

图2 臭氧高级催化氧化集成修复系统工艺流程图

三、多相抽提撬装系统

多相抽提技术（Multi-Phase Extraction，MPE）是通过真空提取手段等，抽取地下污染区域的土壤气、地下水和非水相液体（如汽油、柴油、有机溶剂等）等污染介质到地面进行相分离及处理，以控制和修复土壤与地下水中的有机污染物，达到地块修复的目的。

图3 多相抽提撬装系统

多相抽提技术可以将气体、地下水、自由相从地下抽出，经过多相分离等处理后，再进行二次处置。该设备具有多相抽提和双相抽提两种模式，可以满足不同应用场景的需求。同时，设备具备多相提取、多相分离、尾气处理等功能，能够满足各种环保修复需求。其中，多相抽提井是该设备的核心部分之一，可解决因地下储罐泄漏等问题造成的环境污染问题。

宝航环境修复有限公司将多相抽提撬装系统应用到一个大型在产炼化企业，进行水土协同修复。项目作业空间局限，操作安全风险高，污染物挥发性强，综合考虑选择多相抽提技术，把重度污染源进行去除。此外由于介质粒径较小，因此结合原位淋洗，然后结合多相抽提把残留的污染物再重新洗脱，最后结合强化生物降解。

四、异位土壤淋洗系统

在土壤淋洗过程中，精细化的物料平衡计算至关重要。这包括对进料和进料补充进行准确计量，以确保淋洗过程中物料的稳定性和连续性。同时，需要综合考虑土壤中污染物的含量、最高浓度和最低浓度等参数，以制定合理的淋洗方案。

宝航环境修复有限公司研发的新一代高效异位淋洗智能撬装系统，全部采用框架式结构，包括多级筛分、高效淋洗、多相分离、废水处理等多个标准化模块，可根据污染场地的不同特点快速适配撬装组合，能够以单套不小于50t/h污染土壤的处理能力连续稳定化运行。

图4 异位土壤淋洗系统

五、地下水抽出处理撬装设备

（1）含铬废水抽出处理

系统处理能力为1500m³/d，可24h/d连续运行，总装机功率179kW。系统由反应区、控制/加药区、污泥处理区等组成，共有反应池7座，分别为4座pH调节及还原反应池、1座pH回调沉淀反应池、2座混凝反应池。

图5 含铬废水抽出处理装置

（2）高效沉淀一体化装置

处理污染物主要为重金属和悬浮物。处理能力：20-30m³/h，污泥回流比为1%~3%，斜板沉淀表面负荷为6~10m³/m²/h，总装机功率约15kW。

系统由“沉淀浓缩单元+加药脱水单元”组成采用撬装模块形式组成，方便运输及吊装沉淀浓缩单元主体结构采用碳钢防腐材质，功能分区上包括：脱稳凝聚区、回流污泥混合区、助凝区、慢速絮凝区、斜管/板沉淀区、清水区及沉淀污泥浓缩区加药脱水单元（视不同需求可能包括凝聚剂/重金属沉淀剂投加单元、pH调节投加单元、助凝剂投加单元污泥回流单元、污泥脱水药剂投加单元等）、进水泵污泥回流泵、剩余污泥泵、污泥脱水进泥泵、污泥脱水机、电仪系统等，可整合到单独的撬装框架内两组框架设备各预留好接口，以实现整套装置安装。

图6 高效沉淀一体化装置

（3）VOCs高效吹脱系统

VOCs高效吹脱系统主要处理挥发性有机物，系统处理能力约为15-20m³/h，24h/d，日处理量最大500m³/d。高效吹脱是国际上针对挥发性有机物（VOCs）污染地下水的先进主流抽出处理技术。公司研发的吹脱塔采用紧凑模块化结构和多层逆流曝气技术，对水中多种VOCs可实现99.99%去除率，尾气经活性炭吸附后达标排放，处理成本低，设备占地面积和空间高度小，便于安装和维修。

图7 VOCs高效吹脱系统装置

（4）组合气浮一体化装置

处理污染物主要为石油烃，处理能力：25m³/h，溶气水量6-8m³/h，总装机功率为15.8kW。

设备优点：溶气效率高（>90%）、溶气量大（气水比1:6或更多）、微气泡的粒径微细、溶气水稳定时间长（5min以上）、升流速度慢、浮上分离流态好、浮渣扰动小、气固接触更充分、耐冲击负荷能力强等。

图8 组合气浮一体化装置

六、课程总结

报告介绍了原位抽出一体化智能撬装平台、臭氧高级催化氧化集成修复系统、多相抽提撬装系统、异位土壤淋洗系统、地下水抽出处理撬装设备的原理和优势以及在工程中的应用案例，为今后水土污染协同修复提供了有效思路。

课程总结：蒯伟