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。
 

　　生态环境保护实用技术
 

　　2023-J-41
 

　　申报单位
 

　　中国石油集团安全环保技术研究院有限公司
 

　　北京中油爱索节能环保技术有限公司
 

　　推荐单位
 

　　生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心
 

　　一、技术简介
 

　　适用范围
 

　　针对石油石化企业油品泄漏造成的地下水与土壤石油污染现状，建立一套符合我国国情的高效低成本的土壤和地下水原位污染修复技术链，对以总石油烃、芳香烃类、多环芳烃类、苯酚类、氯代烃类为主的石油污染物有显著的修复效果。该技术以两相/多相真空抽吸技术为核心，与化学氧化、原位直推注入、微生物修复等多种技术相结合，配合自动收油式浮油泵，实现了不同石油石化场站类型的全方位修复。
 

　　技术原理
 

　　本技术以两相/多相真空抽吸技术为核心，与化学氧化、原位直推注入、微生物修复等多种技术相结合，配合自动收油式浮油泵，形成了模块化、撬装化装置。主要工艺是在污染区合理布设抽吸井、监测井、压气井和加药井，利用特制的抽吸系统，将地下水、土壤颗粒表面和孔隙内存在的自由态、吸附态、溶解态或气态等石油烃污染物抽出，利用气破与气提协同技术对土壤颗粒孔隙内气态烃类和地下水溶解态烃类进行处理，并利用原位化学热洗技术、化学氧化技术和微生物修复技术，通过注入化学或生物药剂对吸附在土壤颗粒表面的烃类进一步处理，使整个污染区恢复到初始状态。
 

　　装置主要包括抽提模块、气液分离模块、尾气处理模块、配注药模块和自控模块。各模块可以独立使用，也可以通过联动组合获得更佳处理效果。其中，对于核心的抽吸模块来说，在抽吸井附近形成真空梯度，在负压作用下，抽吸井附近形成一定速度的气相流动、水相流动和NAPLs相流动；位于潜水面上下污染物会逐渐向抽吸井的位置迁移，并进入井中的吸取管；真空度越高，水力梯度也就越大，气相与液相的回收率也就越高；随着各相污染物被继续回收，地下水位降低，扩大了非饱和带区域，促使饱和带中的污染物逐渐向非饱和带靠近，进而被抽吸到地面。
 

　　工艺路线
 

　　装置主要包括抽提模块、气液分离模块、尾气处理模块、配注药模块和自控模块。一般来说，对于污染场地首先判断其是否有浮游自由相，若存在，应首先运用空气泵或浮油回收泵将其回收。自由相回收后，根据地块污染状况选择SVE抽吸系统或DPVE抽吸系统，对污染土壤气和地下水抽吸，并进入气液分离模块。气液分离模块中采用的微纳米气浮地下水物理净化技术，可实现高浓度地下水的处理。抽吸的污染土壤气进入尾气处理模块进行处置、回收、排放；污染的地下水则处理达到修复目标后回注地下或其他去向。对于污染土壤，则根据污染程度和状况，经过配注药模块，选择化学氧化修复或微生物修复。整个装置运行过程中，由自控模块进行控制。
 

　　根据不同修复要求，模块中的不同系统可以按以下多种模式运行：
 

　　1)抽提模块SVE抽吸系统/DPVE抽吸系统+气液分离模块+配注药模块氧化修复系统+配注药模块微生物修复系统修复受污染土壤工艺组合；
 

　　2)抽提模块高效浮游回收泵+气液分离模块+配注药模块氧化修复系统+配注药模块微生物修复系统修复液位在-50m以下的地下水及受污染土壤工艺组合；
 

　　3)抽提模块+气液分离模块+配注药模块等多种工艺组合；
 

　　其中抽提模块中的DPVE和SVE抽吸系统共用井头、管道和气液分离器等装置，可根据处理对象和修复目标的特点，选择单独运行，但不能并联同时运行。
 

　　应用效果
 

　　在吉林某企业经过一年的连续运行，可达到相关标准和当地环保部门治理要求；在西部某污染场地应用时能够实现自由相快速回收，自由相减少约80%；重污染面积缩减65%以上，约50%以上区域TPH(C10——C40)≤4500mg/kg(第二类用地筛选值)。由于该装置中配有水处理系统，能对抽出的污染地下水进行油水分离、自由相回收以及污水处理，处理达到《地下水质量标准》GB/T 14848-2017标准要求后的水将进行地下水回注或回用；同时配有尾气回收与处理系统，对抽吸的废气处理，达标(参照《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996))后排放，所以不会产生二次污染。由于设备相比于传统设备进行了优化，为实现SVE/DVPE而建设的抽吸井直径大幅下降，减少了在修复过程中因打井等操作对环境造成的二次破坏。
 

　　研发背景
 

　　石油染是指石油在开采、加工、储藏、运输、使用等过程中，原油或石油烃类产品由于种种原因进入环境而造成的污染，是石油工业高速发展的负面产物。土壤/地下水环境的石油污染物主要以总石油烃(TPH)、芳香烃类(特别是苯系物，BTEX)、多环芳烃类(PAHs)、苯酚类、氯代烃类为主。上述有机污染物对生态环境，特别是人类健康影响很大，多具有致癌、致突变、致畸危害；而且在土壤/地下水环境中难以通过自然降解，有可能长期存在并发生累积，加剧环境风险。
 

　　随着石化行业的迅速发展，石油开采、加工和销售等环节会发生废弃物、油品及物料渗/泄漏等土壤/地下水的石油污染风险，迫切需要及时消除环境污染隐患，保障区域生态安全。污染土壤和地下水的恢复治理往往需要巨额的投资，且是一个世界性难题，缺少成熟的可供推广使用的技术，国内涉足的污染治理技术均处于起步的阶段，相关技术的研究和开发水平亟待加强。基于以上原因，开发具有投入少、见效快、应用范围广的土壤与地下水石油污染修复技术，是我国现阶段环境保护工作的迫切需要。
 

　　技术特点
 

　　推广性强。面对需求巨大的污染修复市场，能以完全成熟的技术链工艺，完全可靠的性能，为企业提供准确完备的修复方案和高效优质的修复装置。同时，本技术以原位修复为主，在面对修复面积较大的区域时，比之异位修复有更多的成本优势；且经工程应用表明，社会影响小，安全风险可控，市场前景广阔。
 

　　先进性强。整套装置的抽吸真空度、深度、油品回收率和修复面积均领先于主要供应商技术水平。技术的提升也能够降低施工成本、削弱对环境二次破坏。
 

　　操作性强。本技术链工艺和装置可有效处理各种以自由态、吸附态、溶解态或气态等形式存在于地下水、土壤颗粒表面和孔隙内的石油烃类。同时，由于集成了土壤气相和液相抽提、化学氧化降解、原位注入、微生物修复等多重修复技术的工艺链，突破了单一修复技术选择性差、修复效率低的技术瓶颈，可实现不同石油石化土壤污染类型的全方位修复。
 

　　经济性强。与国内同类土壤修复技相比，在达到相同治理效果的前提下，可节省投资约30%——50%；维护和管理成本达到同类技术的40%——75%；在相同的资源投入情况下，筛选最优运行方案，可节省运行费用达20%——35%。
 

　　实用性强。解决了一直困扰修复的抽吸偏流问题，保证了现场抽吸效果；注药的时候保证每口井的均匀性；原位注入压力可达到5-15MPa，大大增强了提升效果；同时分层注入能够针对不同注入层进行原位修复；浮油回收泵可抽吸地下50米的自由相，同时能够保证自由相遗留少、地下水抽吸少。
 

　　二、典型应用案例
 

　　案例名称
 

　　西部某成品油场地污染修复项目
 

　　案例简介
 

　　随着长输管道、加油站等各类设施服役年限增加，油品泄漏污染环境事件频发，石油场地污染严重已是一个不争的事实。因此，在场地污染快速精准调查、双相真空抽吸技术和装置研发、化学原位淋洗等污染风险管控强化技术等方面开展系列攻关和研究，研发一套修复费用低、修复效果好、可操作性强的技术和撬装装置并开展示范应用尤为重要。
 

　　按照业主总体要求，配套技术服务人员，配套修复装置，对现场自由相和污染地下水进行回收和修复。为加快自由相回收，每天抽吸四遍以上，保证装置满负荷运行。在自由相回收的基础上，进行大范围密封真空抽吸，使土壤中的残余气体被抽出，形成区域局部真空，加快土壤中的液相汇集到井内的速度，从而有效降低土壤中的污染物含量。抽吸上来的气体经过气体净化回收装置处理达标后，排放至大气中。抽吸至地面的污染地下水，经过油水分离、化学氧化等将水处理至修复目标后回注或回用。另外，根据土壤污染程度和土质分布情况，对局部场地进行原位淋洗。
 

　　达到的标准或性能要求
 

　　对抽出的污染地下水进行油水分离、自由相回收以及污水处理，处理达到《地下水质量标准》GB/T 14848-2017标准要求后的水将进行地下水回注或回用；同时配有尾气回收与处理系统，对抽吸的废气处理，达标(参照《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996))后排放。
 

　　业主单位
 

　　西部某成品油场地
 

　　投运时间
 

　　2018年
 

　　工艺流程
 

　　装置主要包括抽提模块、气液分离模块、尾气处理模块、配注药模块和自控模块。应用时，首先使用浮油回收泵对自由相进行回收，根据地块污染状况选择DPVE抽吸系统，同时对污染土壤气和地下水抽吸，并进入气液分离模块。气液分离模块中采用的微纳米气浮地下水物理净化技术，可实现高浓度地下水的处理。抽吸上的污染土壤气进入尾气处理模块进行处置、回收、排放；污染的地下水则处理达到修复目标后回注地下或其他去向。对于污染土壤，则根据污染程度和状况，经过配注药模块，通过原位注入等方式，选择化学氧化修复或微生物修复。整个装置运行过程中，由自控模块进行控制。
 

　　运行情况
 

　　通过工程运行表明，本成果的技术和装置运行效率高、稳定性好，保证了在最低的系统运行费用的前提下实现最大程度的修复效率。经过持续高频次修复，场地核心污染面积缩小80%以上，自由相厚度减少约85%。80%以上的面积达到修复指标。
 

　　取多处修复后的土壤进行检测，主要测定了石油烃(C10——C40)，检测结果均小于修复目标值4500mg/kg。
 

　　技术应用产生的碳减排效果
 

　　修复装置主要能源消耗为电耗和新鲜水消耗，相对能耗较低。修复过程中如遇到水面浮油等自由相污染物，可以实现自由相的快速回收，从而降低能源浪费。设置的尾气处理模块，通过冷凝可以将石油烃气体经过液化后重新回收；同时活性炭吸附过滤罐能够吸剩余的挥发性污染物气体，达到外排气体排放标准后外排，活性炭吸附饱和后，可通过置换新活性炭满足气体排放要求。
 

　　三、技术申报单位联系信息
 

　　单位名称：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司
 

　　单位地址：北京市昌平区中石油科技园A12地块A座
 

　　联系人：刘晓丹
 

　　原标题：环保新质生产力 | 石油烃污染场地土壤和地下水协同修复技术