焦化廠類污染土壤修復(fù)技術(shù)

　　為實(shí)現(xiàn)北京“綠色奧運(yùn)”承諾，改善城市環(huán)境質(zhì)量，加快城市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，各地政府部署實(shí)施了天然氣逐步取代城市焦?fàn)t煤氣、城區(qū)污染擾民企業(yè)搬遷等一系列重要舉措，如北京市的焦化廠：1998年以來，北京煉焦化學(xué)廠(以下簡(jiǎn)稱北京焦化廠)不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)，壓縮煤氣供量，陸續(xù)停運(yùn)了部分生產(chǎn)設(shè)施。2006年7月15日，根據(jù)北京市政府的決定，北京焦化廠正式進(jìn)入停產(chǎn)程序，在確保安全的前提下，將用3至6個(gè)月的時(shí)間完成全部生產(chǎn)裝置停產(chǎn)工作。

　　伴隨著這些焦化企業(yè)的搬遷，搬遷后所遺留的污染問題顯的尤為嚴(yán)重。在焦化廠多年的生產(chǎn)過程中，由于很多原因?qū)е碌男孤妒箯S區(qū)的污染受到了嚴(yán)重的污染，如果該塊場(chǎng)地未來用作居住、商業(yè)等用地，必須清除風(fēng)險(xiǎn)后才能進(jìn)行建設(shè)使用。這些情況的產(chǎn)生對(duì)相關(guān)修復(fù)技術(shù)的需求越加的迫切。

　　一.焦化廠生產(chǎn)工藝的研究

　　焦化廠主要是供應(yīng)城市煤氣和焦炭，同時(shí)還生產(chǎn)硫銨、輕苯、工業(yè)萘、酚類等40多種化工產(chǎn)品。2002年以前焦炭產(chǎn)量穩(wěn)定在230萬噸/年左右，2003年3#、4#焦?fàn)t停產(chǎn)后焦炭產(chǎn)量約為180萬噸/年。一般的工藝流程為：

　　原料煤經(jīng)火車運(yùn)至備煤分廠儲(chǔ)存，備煤分廠將加工配比合格的裝爐煤輸送至焦?fàn)t煤塔，通過裝煤車將煤裝入焦?fàn)t炭化室，煤通過在炭化室高溫干餾，分解出的荒煤氣，由炭化室頂部經(jīng)上升管、橋管、集氣管至吸氣管，荒煤氣在橋管和集氣管中經(jīng)氨水噴灑冷卻，溫度由700~850℃降到80~100℃。

　　荒煤氣中所含大量焦油(約70%)在集氣管中冷凝，隨氨水和荒煤氣一同經(jīng)吸氣管至氣液分離器，在此荒煤氣與氨水、焦油分離。

　　與氨水、焦油分離后的荒煤氣被送至回收一分廠進(jìn)一步冷卻至23℃以下，經(jīng)電捕焦油器除去油霧后，由鼓風(fēng)機(jī)送至煤氣精制分廠終冷脫硫、洗氨、洗苯后，再經(jīng)回收二分廠的二級(jí)脫硫后，最終作為商品煤氣外送或焦?fàn)t回用。

　　與荒煤氣分離后的氨水和焦油經(jīng)機(jī)械化澄清槽實(shí)現(xiàn)油水分離，分離出來的焦油經(jīng)焦油貯槽送至焦油分廠，經(jīng)過脫水、加熱、蒸餾、分離等工序進(jìn)一步回收化產(chǎn)品或外銷。

　　經(jīng)機(jī)械化澄清槽澄清后的氨水絕大部分供焦?fàn)t循環(huán)使用，剩余氨水則送至煤氣精制分廠，經(jīng)過礫石過濾、脫酸蒸氨等工序生產(chǎn)硫銨。

　　在炭化室經(jīng)過高溫干餾的煤變?yōu)榻固?，成熟的焦炭由推焦車?jīng)攔焦車導(dǎo)焦柵進(jìn)入熄焦車，熄焦后放入涼焦臺(tái)，經(jīng)皮帶輸送至篩焦樓，篩分成為不同等級(jí)的焦炭外銷。

　　二.生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染物

　　根據(jù)一般焦化廠的生產(chǎn)工程，可以預(yù)期到在整個(gè)歷史中所可能產(chǎn)生的污染物主要為有機(jī)污染物，如多環(huán)芳烴、芳香類有機(jī)物等，具體如：苯、苯胺、苯并蓽、煙塵、煤粉塵、焦塵、SO2、NOX、酚、SO3、H2S等等。這些有機(jī)物不但毒性大，而已具有一定的揮發(fā)性。

　　三.有機(jī)污染物的處置技術(shù)

　　針對(duì)此類污染物，國(guó)外也已有很多成熟的修復(fù)技術(shù)，主要分為三大類，物化法、生物法和聯(lián)合修復(fù)法。

　　1.物化法

　　(1)蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)

　　蒸氣浸提技術(shù)是指通過降低土壤空隙蒸氣壓，把土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為蒸氣形式而加以去除的技術(shù)，是利用物理方法去除不飽和土壤中揮發(fā)性有機(jī)組分(VOCs)污染的一種修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)適用處理污染物為高揮發(fā)性的化學(xué)成分，如汽油、苯、四氯乙烯等。

　　該技術(shù)的基本原理是在污染環(huán)境中引入清潔空氣產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，利用土壤固、液、氣相之間的濃度梯度，在欺壓降低的情況下，將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的污染物排出土壤，排除的污染氣體在進(jìn)行收集并在地上進(jìn)行處理。為增加壓力梯度和空氣流速，很多情況下，也在土壤中安裝空氣注射井。

　　(2)固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)

　　固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)是指防止或者降低污染土壤釋放有害化學(xué)物質(zhì)過程的一組修復(fù)技術(shù)，包括原位和異位固化/穩(wěn)定化，通商用于重金屬和放射性污染土壤的無害化處理。

　　固化是指將污染物包裹起來，使之呈顆粒狀或大塊狀存在，進(jìn)而使污染物處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，通常情況下，它主要是將污染土壤轉(zhuǎn)化為固態(tài)形式，即將污染物封裝在結(jié)構(gòu)完整的固態(tài)物質(zhì)中的過程。

　　穩(wěn)定化是指將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力或毒性變小的狀態(tài)和形式，即通過降低污染物的生物有效性，實(shí)現(xiàn)其無害化或者降低對(duì)生態(tài)系統(tǒng)危害。

　　(3)熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)

　　熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)是利用熱傳導(dǎo)(熱毯、熱井或熱墻等)或熱輻射(無線電波加熱)等實(shí)現(xiàn)對(duì)污染土壤的修復(fù)。與玻璃化技術(shù)相比，即使是高溫加熱修復(fù)的溫度也相對(duì)較低。根據(jù)加熱體系和溫度的差異可分為高溫(>100度)加熱修復(fù)技術(shù)、低溫(<100度)加熱修復(fù)技術(shù)和電磁波加熱修復(fù)技術(shù)。

　　熱力學(xué)吸附的基本原理在于加熱過程中土壤中的有機(jī)污染物會(huì)加速分解和揮發(fā)，從而通過氣體抽吸系統(tǒng)將污染氣體從土壤中抽出收集，然后在地上進(jìn)行處理。

　　(4)化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)

　　化學(xué)氧化修復(fù)主要是向污染環(huán)境中加入化學(xué)氧化劑，依靠化學(xué)氧化劑的氧化能力，分解破壞污染物的結(jié)構(gòu)，使污染物降解或轉(zhuǎn)化為低毒、低移動(dòng)性物質(zhì)的一種修復(fù)技術(shù)。

　　對(duì)于污染土壤來說，該技術(shù)不需要將污染土壤全部挖出，而只是在污染區(qū)不同深度鉆井，將氧化劑注入土壤中，通過氧化劑與污染物的混合、反應(yīng)使污染物降解或?qū)е滦螒B(tài)的變化，達(dá)到修復(fù)污染環(huán)境的目的。