T∕ACEF 113-2023 有机污染地块修复技术规范 多相抽提.pdf

有机污染地块修复技术规范多相抽提有机污染地块修复技术规范多相抽提Technical specification for organic contaminated site remediationmultiphase extractionICS 13.080.99CCS Z 13团体标准团体标准T/ACEF 113-20232023-12-13 发布2024-01-01 实施中华环保联合会中华环保联合会发 布全国团体标准信息平台全国团体标准信息平台T/ACEF 113-2023I目 次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.24基本规定.35多相抽提设计.36强化多相抽提设计.67监测与控制.88施工与验收.109运行与维护.11全国团体标准信息平台全国团体标准信息平台T/ACEF 113-2023II前言本文件按照 GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件为首次发布。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华环保联合会水环境治理专业委员会、上海大学提出。本文件由中华环保联合会归口。本文件主编单位：上海大学、上海勘察设计研究院（集团）股份有限公司、北京高能时代环境技术股份有限公司、上海宝发环科技术有限公司。本文件参编单位：上海城投上境生态修复科技有限公司、上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司、南通大学分析测试中心、济南恒誉环保科技股份有限公司、上海市环境科学研究院、中建八局环保科技有限公司、北京市市政四建设工程有限责任公司、上海汇蓬环境技术股份有限公司、浙江亿可利环保科技有限公司、杰瑞环保科技有限公司、杭州科运环境技术有限公司、上海埃格环保科技有限公司、湖南平安环保股份有限公司、河北赛坦环境科技有限公司、安徽省通源环境节能股份有限公司、常州市建筑科学研究院集团股份有限公司、安徽国祯环境修复股份有限公司、苏伊士环境检测技术（上海）有限公司、天津志和博容环保科技有限公司、海南墣锦环境科技股份有限公司、上海亚新城市建设有限公司、南京中船绿洲环保有限公司、河北华清环境科技集团股份有限公司、通辽环保投资有限公司、中建生态环境集团有限公司、中化学建设投资集团科技产业发展有限公司、上海雨辰工程技术有限公司、上海洁壤环保科技有限公司、西安鼎研科技股份有限公司、天津普泽工程咨询有限责任公司、中华环保联合会水环境治理专业委员会、中华环保联合会固危废及土壤污染治理专业委员会。本文件主要起草人：李辉、李韬、黄渊、陈依然、相明辉、李淑彩、刘愿军、高卫国、邢绍文、吴育林、朱湖地、张汝壮、刘佳欢、江文琛、张祥、石健、李政、牛小川、韩国乾、李青青、黄相锋、李忠元、牛耕、王森杰、林威、徐劼、沈逍江、杨振、韩勇、朱勇强、刘洁、王名致、汪军、黄海鲲、李伟平、朱晓玲、张健恒、宋小毛、臧学轲、张永良、宋欣、贾玉鹏、王宗葳、张驰、孙立冬、刘杨、张亚军、尹炳奎、白龙刚、申丹、刘叶、李伟、高原。全国团体标准信息平台T/ACEF 113-20231有机污染地块修复技术规范多相抽提1 范围本文件规定了有机污染地块多相抽提修复的基本规定、多相抽提设计、强化多相抽提设计、监测与控制、施工与验收、运行与维护。本文件适用于有机污染地块多相抽提修复工程的设计、施工、验收及运行维护。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本文件。GB 8978污水综合排放标准GB 13271锅炉大气污染物排放标准GB 16297大气污染物综合排放标准GB/T 20801压力管道规范 工业管道GB 50016建筑设计防火规范GB 50058爆炸危险环境电力装置设计规范GB 50140建筑灭火器配置设计规范GB 50202建筑地基基础工程施工质量验收标准GB 50268给水排水管道工程施工及验收规范GB 50273锅炉安装工程施工及验收规范GB 50275风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范GB 50296管井技术规范GB 50727工业设备及管道防腐蚀工程施工质量验收规范HJ 25.2建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则HJ 25.4建设用地土壤修复技术导则HJ 25.6污染地块地下水修复和风险管控技术导则HJ 164地下水环境监测技术规范HJ/T 166土壤环境监测技术规范HJ 682建设用地土壤污染风险管控和修复术语HJ 962土壤 pH值的测定 电位法HJ 1095芬顿氧化法废水处理工程技术规范HJ 1165污染土壤修复工程技术规范 原位热脱附全国团体标准信息平台T/ACEF 113-20232HJ 2000大气污染治理工程技术导则HJ 2007污水气浮处理工程技术规范HJ 2015水污染治理工程技术导则HJ 2025危险废物收集 贮存 运输技术规范HJ 2026吸附法工业有机废气治理工程技术规范HJ 2027催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范T/GIA 002污染地下水原位注入修复技术指南3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1多相抽提 multiphase extraction采用真空提取技术，抽取地下污染区域的挥发相有机物、残留相有机物、溶解相有机物和非水相液体（NAPL）到地面上分离和处理，控制和修复土壤和地下水中有机污染物的技术。来源：HJ 1165，有修改3.2渗透系数 permeability coefficient衡量多孔介质透水性能的参数，在单位水压梯度下，水分通过垂直于水流方向的单位截面的速度。来源：HJ 682，有修改3.3强化多相抽提 enhanced multiphase extraction采用加热、增溶等措施强化多相抽提效率，提升对有机污染地块修复效能的技术。3.4热强化 thermal enhancement采用电阻加热或蒸汽加热方式，将有机物从土壤和地下水中脱附或降低粘度，提升抽提效率的技术。3.5电阻加热 electrical resistance heating电流通过污染区域，采用电流热效应加热土壤和地下水中有机物使其蒸发或降低粘度的技术。来源：HJ 1165，有修改3.6蒸汽强化抽提 steam enhanced extraction全国团体标准信息平台T/ACEF 113-20233高温水蒸气注入污染区域，加热土壤和地下水中有机物使其蒸发或降低粘度，提升目标污染物抽提效果的技术。来源：HJ 1165，有修改3.7增溶强化 solubilized intensification向土壤注入增溶材料，使有机污染物从土壤和地下水中脱附，提升抽提效果的技术。3.8非水相液体 non-aqueous phase liquid，NAPL不能与水互相混溶的液态物质，通常为不同化学物质或溶剂的混合物。比重大于 1.0 的非水相液体称为高密度非水相液体（DNAPL），比重小于 1.0 的非水相液体称为低密度非水相液体（LNAPL）。来源：HJ 682，有修改4 基本规定4.1 修复工程污染防治设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时运行。4.2 多相抽提技术可适用于处理挥发相有机物、残留相有机物、溶解相有机物和 NAPL 污染的地块。多相抽提技术适用的地块条件宜符合表 1 的规定。表 1 多相抽提技术适用的地块条件4.3 修复工程施工和运行过程中产生的废气、废水及危险废物处理，应符合 GB 16297、GB 8978、HJ2025 的规定。5 多相抽提设计5.1 一般规定5.1.1 修复工程设计应符合 HJ 25.4、HJ 25.6 的规定。5.1.2 修复工程设计前，应对地下构筑物或埋藏物排查，应排除安全隐患。5.1.3 修复工程设计方案应根据地块污染特征、地质及水文地质条件、修复目标、修复周期、周边环境敏感点、能源供给条件等，并经试验确定。5.1.4 设计方案宜包括多相抽提单元、分离单元及净化单元，分离单元应包括气液分离和油水分离，净化单元应包括废气处理、废水处理及 NAPL 处理。地块条件适用范围渗透系数（cm/s）10-5 10-3地下水埋深（m）0.9土壤含水率40%60%饱和持水量污染区域包气带、饱和带污染物挥发相有机物、残留相有机物、溶解相有机物、NAPL全国团体标准信息平台T/ACEF 113-202345.1.5 抽提井布设方案、系统运行参数等应经试验确定。5.1.6 电气系统设计应符合 GB 50058 的规定。5.1.7 给水排水设计应符合 GB 50268 的规定。5.1.8 防火间距、安全疏散等防火设计应符合 GB 50016 的规定。5.1.9 灭火器配置应符合 GB 50140 的规定。6 多相抽提单元设计6.1.1 多相抽提技术工艺流程见图 1。多相抽提可分为下列系统：a）单泵系统：仅由真空泵提供抽提动力，适用于修复深度不大于 10 m 的浅层地块修复；b）双泵系统：应由真空泵和水泵提供抽提动力，适用于修复深度大于 10 m 的深层地块修复。将污染物抽提至地面上，经气、液及油、水多相分离后，通过污染物处理装置将分离的各相污染物处理。a）单泵系统b）双泵系统图 1 多相抽提技术工艺流程全国团体标准信息平台T/ACEF 113-202356.1.2 多相抽提建井应符合下列规定：a）管井设计应符合 GB 50296 的规定，直径应根据工艺设计、地块水文地质条件和现场试验确定；b）管井数量应根据污染范围和单井影响半径确定，单井影响半径应根据中试结果确定；c）井管可采用聚氯乙烯（PVC）材质，当抽提 NAPL 时宜采用不锈钢材质井管；d）井滤管段应覆盖污染深度，可采用切缝式，切缝应根据地层特性和滤料粒径等级确定；e）管井布设深度应由水位降深确定，地块含 DNAPL 时，井深度应达到隔水层顶部。6.1.3 抽提泵选型应符合下列规定：a）真空泵可选择水环式、旋转叶片泵或旋转活塞泵等，应满足系统真空度要求，系统真空度可为-20 kPa-60 kPa；b）双泵系统应在单泵基础上增加抽水泵，抽水泵可选择潜水泵，当具有强腐蚀性的物质时，宜采用气动隔膜泵；c）真空泵体进口端宜安装透明的 PVC 管或透明视窗；d）当有机污染物属于易燃物质时，应选择防爆型泵体。6.2 分离单元设计多相分离单元设计应符合下列规定：a）应包括气液分离器和油水分离器，并应与抽提单元配套；b）气液分离器可采用旋风气液分离器；c）油水分离器可采用管式或聚结板式；d）分离容器内应安装液位计控制系统；e）LNAPL 出口应位于油水分离器上部；DNAPL 出口应位于油水分离器底部。6.3 净化单元设计6.3.1 废气处理应符合下列规定：a）废气处理设计应符合 HJ 2000的规定；b）废气处理工艺宜采用吸附、催化燃烧等，吸附法可参照 HJ 2026 执行，催化燃烧法可参照 HJ2027 执行；c）尾气排放应符合 GB 16297 的规定。6.3.2 废水处理宜对抽出的污染地下水和废水等集中处理，并应符合下列规定：a）废水处理设计应符合 HJ 2015的规定；b）废水处理工艺宜采用空气吹脱法、高级氧化法等，空气吹脱法可参照 HJ 2007 执行，高级氧化法可参照 HJ 1095 执行；c）废水排放应符合 GB 8978 的规定。6.3.3 NAPL 污染物收集、贮存和运输应符合 HJ 2025 的规定。全国团体标准信息平台T/ACEF 113-202367 强化多相抽提设计7.1 当地块渗透系数低于 10-6cm/s 时，提升多相抽提效率可采用强化多相抽提技术。可采取热强化，增溶强化等措施。7.2 热强化7.2.1 热强化加热方式应根据地块污染特征和修复成本确定，可采用电阻加热或蒸汽强化抽提，土壤和地下水温度不宜超过 80，适用条件见表 2。表 2 热强化多相抽提适用条件7.2.2 热强化多相抽提系统宜包括供热/供电系统、加热井、抽提井、热交换器、抽提泵、气液分离、油水分离、废气处理、废水处理及 NAPL 处理，加热井宜包括电极井和蒸汽注入井，工艺流程如图 2。图 2 热强化多相抽提系统工艺流程图7.2.3 供热/供电源选择应根据现场及周边能源供应条件确定，能源需求量应通过能量平衡计算确定，并应符合下列规定：a）电阻加热可选用工频交流电；b）蒸汽强化抽提可采用蒸汽锅炉，可参照 GB 50273 执行，锅炉污染物排放应符合 GB 13271 的规定。7.2.4 加热井与抽提井加热方式适合土质适用条件不适用条件电阻加热粉 砂、粉土、壤土、黏土适用于挥发性有机物、含氯有机物和石油类等污染区域修复1）不适用于基岩和裂隙等地质状况；2）地下有绝缘体构筑物时，对修复效果影响较大；3）地下水流速大于 10-4m/s 的污染区域宜采用垂直阻隔技术，可在修复地块边界外布设止水帷幕等阻隔设施。蒸汽加热粉 砂、粉土、壤土、黏土适用于对挥发性有机物污染源区1）不适用于基岩和裂隙等地质状况；2）不适用于污染深度浅及污染范围大的地块；3）地下水流速大于 10-4m/s 的污染区域宜采用垂直阻隔技术，可在修复地块边界外布设止水帷幕等阻隔设施。全国团体标准信息平台T/ACEF 113-20237加热井与抽提井数量及位置应根据地块污染物分布、抽提/热强化影响半径、修复目标、修复周期等确定，并应符合下列规定：a）加热井应根据地块污染特征布置，宜采用正六边形或正三角形布局，抽提井宜位于中间。加热井和抽提井数量比例宜为 1:14:1；b）加热井最大深度应按污染最深的介质深度确定，宜为最深深度向下延伸 1 m3 m。7.2.5 主要设备7.2.5.1 电阻加热设备宜包括电源、配电柜、温度监测设备等。主要材料宜包括电极、电极井填料等，并应符合下列规定：a）电极宜采用具有良好导电性、耐腐蚀的金属/非金属材料。b）电极井填料宜设置在电极和井壁之间，可选用石墨和不锈钢球等。修复区域跨步电压应小于15V，跨步电压测试可采用电流、电压三极法；c）补水单元应根据水文地质条件设置；d）温度、压力监测设备选型应满足量程要求；e）当存在易燃易爆气体时，电器设备和线路选型应采取防爆结构，防爆电气装置设计应符合 GB50058 的规定。7.2.5.2 蒸汽加热设备宜包括蒸汽锅炉、蒸汽注入井、温度监测仪、压力监测仪等，并应符合下列规定：a）蒸汽锅炉给水泵应自动运行；b）蒸汽注入井的蒸汽输送管道、输送泵设计应符合 GB/T 20801 的规定；c）温度、压力监测设备选型应满足量程要求；d）埋地最低点处应设置疏水阀。7.2.6 经换热器冷却后的气液温度宜低于 35。7.2.7 抽提单元、分离单元及净化单元应符合本文件第 5 章的规定。7.3 增溶强化7.3.1 增加 NAPL 在水中的溶解度宜采用表面活性剂或共溶剂。增溶强化系统宜包括储存罐、注入井、抽提井、抽提泵、气液分离、油水分离、废气处理、废水处理、NAPL 处理及超滤回收，工艺流程图见图 3。全国团体标准信息平台T/ACEF 113-20238图 3 增溶强化多相抽提系统工艺流程图7.3.2 注入井设计应符合下列规定：a）注入井设计应符合 T/GIA 002 的规定；b）井管材质可采用 PVC、不锈钢等，还应满足注入压力要求和循环水或药剂扩散要求；c）抽提井和注入井可共用，可按需切换，井间距较常规多相抽提井可适当减小。7.3.3 表面活性剂/共溶剂配置应根据地块地下水的 pH值、温度、电导率值、总溶解固体以及阳离子/阴离子含量确定。7.3.4 选取表面活性剂/共溶剂选取应按生物降解性和降解产物对人体、动物和植物的毒性，成本等因素确定。7.3.5 表面活性剂/共溶剂回收再利用可采用超滤技术，超滤压力宜为 1105Pa6105Pa。7.3.6 抽提系统单元、分离系统单元及处理净化系统单元应符合本文件第 5 章的规定。8 监测与控制8.1 多相抽提监控8.1.1 多相抽提系统设计阶段，工艺参数监控应包括下列内容：a）渗透系数、孔隙度、含水率等土壤特性；b）土壤真空/压力分布；c）水位分布；d）流体流动速度与方向；e）测压管压力分布；f）污染物浓度和分布；g）NAPL 厚度和污染面积。8.1.2 多相抽提系统启动阶段，工艺参数监控应包括下列内容：a）土壤真空/压力分布；全国团体标准信息平台T/ACEF 113-20239b）水位分布；c）流体流动速度与方向；d）地下水含氧量、浊度、氧化还原电位、电导率和 pH；e）气液/油水分离器中液位等；f）分离气体相对湿度；g）抽提气体中挥发性有机物（VOC）浓度。8.1.3 多相抽提系统运行阶段，工艺参数监控应包括下列内容：a）土壤真空/压力分布；b）水位分布；c）流体流动速度与方向；d）地下水含氧量、浊度、氧化还原电位、电导率和 pH；e）气液/油水分离器中液位等；f）分离气体相对湿度；g）包气带污染物浓度；h）抽提土壤气中 VOC 浓度；i）NAPL 厚度；j）能耗、水耗。8.1.4 启动阶段，监测频率应至少保持每天一次，同时应做好巡检工作，巡检内容应包括多相抽提设备、抽提井、管路系统的运行状况等。8.1.5 运行期间应对监测井和抽提井中的土壤气、地下水中目标污染物监测，每周不应少于 1 次，液位监测每天不应少于 1 次，可分别按 HJ/T 166，HJ 164 执行。8.1.6 废水、废气处理过程中，每日应监测出口处污染物浓度。废气宜采用活性炭罐吸附处理，挥发性有机物检测时，可在废气排放口采用火焰离子检测器（FID）或光离子检测器（PID）确定。8.1.7 水位监测每周不应少于 1 次。8.2 热强化抽提监控8.2.1 热强化抽提监控应符合下列规定：a）地下温度监测点可安装在加热井内，也可安装在加热井之间。宜在加热点的远点、冷点位置设置温度监测点，纵向上监测点设置间隔宜保证每个点位上有 310 个监测点，数量应满足修复地块的地下土层性质和类型的要求；b）地下压力监测点可安装在加热井、抽提井的井口或井管内，也可安装在加热井和抽提井之间，宜在加热区域内高温高压点及低温低压点等位置设置压力监测点；c）地下温度、压力监测点安装及设置数量应按监控目的、地块特征确定。8.2.2 热强化系统参数监控应包括下列内容：全国团体标准信息平台T/ACEF 113-202310a）电阻加热监控指标应包括加热电流、地层电阻率、加热区地表电压等；b）蒸汽强化抽提监控指标应包括入口处的蒸汽温度、蒸汽压力、蒸汽流量等；c）地下温度应连续监测，可采用热电偶、光纤分布式温度传感器以及电阻层析成像技术等，应对温度数据分析，适时对加热工况调整；d）地上废气、废水抽提总管及抽提井口温度、压力；e）根据现场运行状况，可对修复区域及周边土壤、地下水取样监测，采样、制样及送检过程中应采取防止污染物在高温作用下逸散和人员烫伤及中毒的措施，取样后应对表面阻隔层恢复，监测指标应包括目标污染物，取样监测方法应符合 HJ 25.2 的规定。8.3 增溶强化抽提监控增溶强化抽提监控应符合下列规定：a）在本文件 7.1 的基础上应对注入的表面活性剂/共溶剂监控，检测回收液体中的污染物浓度；b）监测井应布置于待修复区的上方、下方和周围，测量表面活性剂迁移和污染物浓度；c）地下水质量监控，在表面活性剂/共溶剂注入前，应收集地下水样本，确定初始污染物浓度，注入完毕后的地下水采样应在地下水系统达到平衡后进行，注入修复期间，可对处理区外的区域进行地下水样本收集，验证在修复期间注入物迁移性；d）注入过程中应监控注入和抽提物的流速，定期记录注入量和回收率、输送流量、工艺单元压力、过滤器和膜完整性、中间和废物储存罐液位、出水质量和空气排放质量；e）间隙水 pH可采用电位法测定，可参照 HJ 962 执行；f）地下温度应连续监测。可通过热电偶、光纤分布式温度传感器以及电阻层析成像技术等方式获取。9 施工与验收9.1 一般规定9.1.1 施工前应由设计单位交底，变更设计应经设计单位同意。9.1.2 施工应制定施工组织方案。施工组织方案应包括工程概况、施工部署、施工方法、施工技术组织措施、施工计划、环境保护措施及施工总平面布置图。9.2 施工内容9.2.1 土壤钻探和抽提管井施工应符合 GB 50296 的规定。9.2.2 多相抽提系统设备安装，应符合下列规定：a）设备宜布置于室内，配备电气控制系统和通风设施，废气排放源应置于室外指定高度和位置；b）风机、压缩机、泵安装应符合 GB 50275 的规定；c）设备、设施和管件等的施工应符合 GB 50727 的规定。全国团体标准信息平台T/ACEF 113-2023119.2.3 抽提管路中仪表和组件应承受 0.1 MPa 的压力，宜包括真空计、流量控制阀、流量计、取样口、大气进气口、泄压阀和止回阀等。9.2.4 地下加热单元施工应符合 HJ 1165 的规定。9.2.5 注入井施工应符合 T/GIA 002 的规定。9.3 调试9.3.1 多相抽提运行前，应对下列设备和管道检查和调试：a）管路设备连接；b）真空泵状态；c）电气仪表及控制系统；d）加热设备检查；e）配电设备检查。9.3.2 抽提调试期间应对工程运行性能试验，宜包括下列内容：a）抽提系统最大抽提量；b）相分离器效率；c）废水系统处理效率；d）废气系统处理效率。9.3.3 强化多相抽提期间还应对工程运行性能试验，宜包括下列内容：a）污染区域加热效果；b）能源和药剂消耗；c）超滤系统回收表面活性剂的效率。9.4 验收9.4.1 土建工程验收应符合 GB 50202 的规定。9.4.2 抽提管井验收应符合 GB 50296 的规定。9.4.3 风机、压缩机、泵安装工程验收应符合 GB 50275 的规定。9.4.4 设备、设施和管件等的验收符合 GB 50727 的规定。9.4.5 注入井验收应符合 T/GIA 002 的规定。10 运行与维护10.1 运行10.1.1 多相抽提修复工程运行应在系统通过整体调试、运转正常、技术指标达到设计要求后启动，当达到预期修复目标时，可关停系统。10.1.2 强化多相抽提可与多相抽提同时运行。10.1.3 设备运行应记录，应包括计量仪器仪表读数、材料使用情况、记录应真实、准确、完整。全国团体标准信息平台T/ACEF 113-20231210.2 维护10.2.1 维护应制定修复工程设备定期维护计划。10.2.2 设备应定期检查、维护。维护对象宜包括抽提管井、管线、多相分离设备、后处理设备、加热组件、注入管井、水平阻隔层、转动设备等。10.2.3 维护时，可采用台账记录设备连续稳定运转时间，故障发生时间、原因、排除方法，测试期间故障次数、故障频率，评估并记录故障程度。全国团体标准信息平台