环保新质生产力| 有机污染场地挥发及半挥发性气体、异味控制技术装备

　　生态环保产业作为支撑生态文明建设和高质量发展的关键力量，正面临着转型升级的迫切需求。环保新质生产力，正成为推动产业向前发展的核心力量。本栏目将聚焦生态环保产业的新技术、新装备、新材料、新模式，深入宣传推广科技创新成果，及时发布环境技术进步奖项，全面介绍行业内的实用技术装备和示范工程，引导行业持续创新，加快数字、智慧、科技的融合赋能，为经济社会全面绿色转型贡献力量。
 

　　生态环境保护实用装备
 

　　2023-Z-14
 

　　申报单位
 

　　北京建工环境修复股份有限公司
 

　　推荐单位
 

　　中国环境保护产业协会土壤与地下水修复专业委员会
 

　　一、技术简介
 

　　适用范围
 

　　适用于土壤修复治理工程的基坑开挖、转运、暂存、待检等工序中，也可用于垃圾填埋场、化工园区污染管控场地等存在有机污染气体逸散风险的场合。
 

　　技术原理
 

　　有机污染场地挥发及半挥发性气体、异味二次污染控制技术装备，是一种可将气味抑制剂高倍泡沫化的专用设备。该设备将产生的气味抑制剂泡沫喷洒在污染土壤或污染源表层，可形成致密泡沫状的覆盖层，因气味抑制剂泡沫比表面积较大，更容易吸附挥发性或半挥发性的有机物污染气体分子，从而有效阻止有害气体的逸散。该设备的主要原理如下：
 

　　(1)利用气味抑制剂本身的物理特性，当其按特定比例浓度与清水进行混配时，其溶液具有一定的表面张力，更容易包裹住空气形成泡沫，是形成致密泡沫的前提条件。根据这一原理，该设备配有气味抑制剂溶配药装置，具有精准定量、混匀等功能，为后续工序提供优质的气味抑制剂溶液。
 

　　(2)为节省气味抑制剂原液，形成气味抑制剂的高倍发泡流，并使该高倍发泡流覆盖更大的施工作业面积，采用高等流体力学工程技术原理，在发泡装置中，将定量高压的气相流(压缩空气)和定量高压的液相流(气味抑制剂溶液)进行气液混合；同时为形成致密、稳定的泡沫流，通过静态混合器对该剧烈反应过程进行控制，为稳定的、连续的高倍高压泡沫流打好工艺基础。
 

　　(3)研究表明：气味抑制剂的表面活性特征，即吸附有机污染气体分子的特点，及其越致密的气味抑制剂泡沫具备更大的比表面积、更高的吸附能，使得有机污染气体分子更难脱离。利用这一原理，在发泡装置中专门设计了一个发泡腔室，在发泡腔室内设有多孔蜂窝结构，同时配合专用的缩口喷嘴，形成细微的、致密的泡沫流。
 

　　工艺路线
 

　　有机污染场地挥发及半挥发性气体、异味二次污染控制技术装备的工艺路线为：
 

　　(1)通过柴油发电机或柴油发动机或动力电池为该设备的空压机、自吸泵、搅拌机、高压泵、行走底盘等执行机构提供动力源。
 

　　(2)通过自吸泵将黏稠的气味抑制剂原液泵送至混合搅拌罐中。在混合搅拌罐中，加清水稀释，按设计浓度进行定比例配比，得到所需表面张力的气味抑制剂溶液，其中清水与原液的混合比5:1——10：1，其浓度是气味抑制剂发泡成败的关键之一，需精准控制，并低速搅拌混匀。
 

　　(3)将空气压缩机与发泡装置进行连接，并使一定流量和压力的压缩空气进入发泡装置发泡腔室内，其中压缩空气压力0.6——1.2MPa，空气与气味抑制剂溶液的体积比20：1——50:1。约1——2s后，通过高压泵将一定比例浓度的气味抑制剂溶液泵送至发泡装置，压缩空气与气味抑制剂溶液因发泡装置的特殊结构产生剧烈的两相互溶现象，从而形成大量的致密泡沫。
 

　　(4)大量致密泡沫通过发泡装置的稳定腔室后，形成稳定、均质的气味抑制剂泡沫。
 

　　(5)最后，通过专用喷嘴喷洒出连续的、稳定的、具有一定压力的高倍泡沫流，喷洒距离达到10m以上，覆盖于污染土壤或污染源表面，起到抑制气味的作用。
 

　　技术应用数量：30
 

　　技术应用行业：生态保护和环境治理业、土壤管理业
 

　　应用效果
 

　　1.厂界环境空气中VOCs、二甲苯、颗粒物、苯排放指标满足废气排放满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中二级标准要求和《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB12/524-2014)中表2其他行业标准；苯<0.1mg/m³、二甲苯<0.2 mg/m³、VOCs<2 mg/m³。臭气浓度满足《恶臭污染物排放标准》(DB12/059-2018)表1中新建项目排放标准，臭气浓度<20(无量纲)。
 

　　2.开挖界面喷洒气味抑制剂后，臭气浓度满足《恶臭污染物排放标准》。
 

　　研发背景
 

　　随着全国各地污染土壤专项整治活动的开展，如何在开挖、转运、暂存、修复治理等施工过程中避免二次污染成为公众的关注焦点，特别是挥发性、半挥发性的有机污染场地的气味扩散问题，经常为周边居民所困扰，如何有效抑制气味，成为有机污染场地修复治理的技术难点和各方关切点。
 

　　目前国内采用的传统技术措施主要有：(1)密闭开挖，设备投入大，造价高，且存在技术难点；(2)铺设防护膜，一般采用HDEP膜，成本高，且无法多次使用，与绿色修复理念和发展趋势相反；(3)施工场地周边建设喷雾管网，此类工法对降尘效果较好，但对于气味控制效果较差；(4)采用超大空间的膜结构大棚，将整个污染场地覆盖，可有效避免二次污染问题，但成本太高，工程难推广。
 

　　本技术提出采用有机气体、异味二次污染控制技术装备的方法解决挥发性或半挥发性有机污染物扩散问题。气味抑制设备在国外的污染场地、矿山开采等领域早有使用，但因国外的技术封锁，特别是近年来国际局势愈趋复杂的背景下，国内一直未掌握该核心设备及技术。北京建工环境修复股份有限公司自2009年以来，通过装备引进、技术再创新、国家重点研发技术支持等多管齐下，成功研制出了拥有国内自主知识产权的有机污染场地气味抑制设备。
 

　　技术/装备特点
 

　　与国外同类先进技术与设备相比，该有机污染场地气味抑制设备具有如下优势：
 

　　(1)设备集成度更高，采用动力分散设计理念，行走动力采用新能源电动电池，气味抑制发泡相关执行机构动力采用柴油机组，整车构造紧凑，重量和体积均大大降低，速度可达30km/h，自主行走能力强，更加适用于我国土壤修复工程现状，从加药站至施工作业现场一般仅需5——10min。
 

　　(2)发泡倍数更高，单次喷洒所覆盖的面积可达1000㎡以上，是国外同类产品的2——3倍，同时整套装备额定功率为国外同类产品的1/4，节能降耗效果明显，整车制造成本仅为国外同类产品在中国销售价的1/3。
 

　　(3)国产化率达到100%，智能化高，可精准配药、配气，操作使用方便，设有简易驾驶室、省力卷管器、集控式操作台等辅助配置设施。
 

　　二、典型应用案例
 

　　案例名称
 

　　河西区黑牛城道(大成五金)地块复兴九里南侧(四信里南侧之油墨厂)地块修复项目
 

　　案例简介
 

　　本项目修复污染土总量约59.77万m3，地下水污染方量约25万m3。处理对象为常规污染物(苯、乙苯、间&对——二甲苯以及总石油烃)、非常规污染物(二甲苯麝香、葵子麝香、5-叔丁基间二甲苯)等挥发性、半挥发性有机污染物。采用分阶段“污染源处理与工程控制修复相结合，同时配套风险控制”的总体修复策略。现场污染土壤开挖过程、施工场区及异位场地污染土壤暂存区，二次污染防控措施主要采用气味抑制设备喷洒气味抑制泡沫实现污染土壤暴露面与环境的隔绝。
 

　　达到的标准或性能要求
 

　　根据环境空气质量功能区分，本项目属于二类区。苯、二甲苯、非甲烷总烃执行《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996要求；乙苯和臭气浓度执行《恶臭污染物排放标准》(DB12/-059-2018)表2周界环境空气浓度限值要求。
 

　　业主单位
 

　　天津市海河建设发展投资有限公司
 

　　投运时间
 

　　2018年5月
 

　　2021年10月29日和2021年12月9日通过天津市生态环境局委托天津市环境科学学会组织的项目第一阶段(原场地)和第二阶段(异位场地)效果评估。第一阶段(原场地)效果评估结论为：阻隔层以上土壤达到风险评估报告确定的修复目标及第一类用地筛选值；阻隔层以下土壤及地下水超过相应标准限值，在确保场地内现有阻隔设施完整、风险管控设施持续有效运行的前提下，地块各个区域针对相应规划用途可以实现安全利用；第二阶段(异位场地)效果评估结论为：该地块异地修复的污染土壤达到土壤污染风险评估报告确定的修复目标要求，项目结束后异地暂用地可以安全利用，修复后土壤环境质量满足去向要求，规范落实了相应的监管计划及责任主体。
 

　　工艺流程
 

　　本项目在二次污染防控实施过程中，应用了有机污染场地挥发及半挥发性气体、异味二次污染控制技术装备。
 

　　主要设备：包括柴油发电机、行走底盘、储液罐、喷管、发泡装置、高压风机、高压泵、隔膜泵、卷管器、喷嘴及电气控制等。
 

　　运行情况
 

　　本工程根据施工季节合理安排开挖区域，采取优化选择运输路线等工程措施，在原场地开挖区裸露面及异位场地污染土壤暂存区喷洒气味抑制剂等技术措施进行二次污染控制，确保原场地及厂界、异地场地周边的异味得到有效控制。
 

　　经现场第三方检测显示得出：
 

　　1. 厂界环境空气中VOCs、二甲苯、颗粒物、苯排放指标满足废气排放满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中二级标准要求和《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB12/524-2014)中表2其他行业标准；苯<0.1mg/m³、二甲苯<0.2mg/m³、VOCs<2mg/m³。臭气浓度满足《恶臭污染物排放标准》(DB12/059-2018)表1中新建项目排放标准，臭气浓度<20(无量纲)。
 

　　2. 开挖界面喷洒气味抑制剂后，臭气浓度满足《恶臭污染物排放标准》(DB12/059-2018)表1中新建项目排放标准，臭气浓度<20(无量纲)。
 

　　综上，气味抑制设备在现场应用中可有效控制气味扩散，起到二次污染防控效果。
 

　　技术应用产生的碳减排效果：有机污染场地挥发及半挥发性气体、异味二次污染控制技术装备所喷洒的药剂为高活性绿色生物制剂，能达到去除异味和抑制异味产生的双重效果，严格防控有机污染场地现场挥发性/半挥发性污染气体、异味等环境二次污染风险。现场二次污染防控措施采用气味抑制设备，可直接提高土壤污染治理的效率、避免二次污染带来的经济损失，同时修复产业和再开发过程中排放的温室气体、降低的特征污染物排放水平也会大幅削减，具有显著的生态效益。
 

　　三、技术申报单位联系信息
 

　　单位名称：北京建工环境修复股份有限公司
 

　　单位地址：北京市朝阳区京顺东街6号院16号楼2层
 

　　联系人：张岳
 

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