焦化厂类污染土壤修复技术

　　为实现北京“绿色奥运”承诺，改善城市环境质量，加快城市能源结构调整和产业结构调整步伐，各地政府部署实施了天然气逐步取代城市焦炉煤气、城区污染扰民企业搬迁等一系列重要举措，如北京市的焦化厂：1998年以来，北京炼焦化学厂(以下简称北京焦化厂)不断调整结构，压缩煤气供量，陆续停运了部分生产设施。2006年7月15日，根据北京市政府的决定，北京焦化厂正式进入停产程序，在确保安全的前提下，将用3至6个月的时间完成全部生产装置停产工作。

　　伴随着这些焦化企业的搬迁，搬迁后所遗留的污染问题显的尤为严重。在焦化厂多年的生产过程中，由于很多原因导致的泄露使厂区的污染受到了严重的污染，如果该块场地未来用作居住、商业等用地，必须清除风险后才能进行建设使用。这些情况的产生对相关修复技术的需求越加的迫切。

　　一.焦化厂生产工艺的研究

　　焦化厂主要是供应城市煤气和焦炭，同时还生产硫铵、轻苯、工业萘、酚类等40多种化工产品。2002年以前焦炭产量稳定在230万吨/年左右，2003年3#、4#焦炉停产后焦炭产量约为180万吨/年。一般的工艺流程为：

　　原料煤经火车运至备煤分厂储存，备煤分厂将加工配比合格的装炉煤输送至焦炉煤塔，通过装煤车将煤装入焦炉炭化室，煤通过在炭化室高温干馏，分解出的荒煤气，由炭化室顶部经上升管、桥管、集气管至吸气管，荒煤气在桥管和集气管中经氨水喷洒冷却，温度由700~850℃降到80~100℃。

　　荒煤气中所含大量焦油(约70%)在集气管中冷凝，随氨水和荒煤气一同经吸气管至气液分离器，在此荒煤气与氨水、焦油分离。

　　与氨水、焦油分离后的荒煤气被送至回收一分厂进一步冷却至23℃以下，经电捕焦油器除去油雾后，由鼓风机送至煤气精制分厂终冷脱硫、洗氨、洗苯后，再经回收二分厂的二级脱硫后，最终作为商品煤气外送或焦炉回用。

　　与荒煤气分离后的氨水和焦油经机械化澄清槽实现油水分离，分离出来的焦油经焦油贮槽送至焦油分厂，经过脱水、加热、蒸馏、分离等工序进一步回收化产品或外销。

　　经机械化澄清槽澄清后的氨水绝大部分供焦炉循环使用，剩余氨水则送至煤气精制分厂，经过砾石过滤、脱酸蒸氨等工序生产硫铵。

　　在炭化室经过高温干馏的煤变为焦炭，成熟的焦炭由推焦车经拦焦车导焦栅进入熄焦车，熄焦后放入凉焦台，经皮带输送至筛焦楼，筛分成为不同等级的焦炭外销。

　　二.生产所产生的污染物

　　根据一般焦化厂的生产工程，可以预期到在整个历史中所可能产生的污染物主要为有机污染物，如多环芳烃、芳香类有机物等，具体如：苯、苯胺、苯并荜、烟尘、煤粉尘、焦尘、SO2、NOX、酚、SO3、H2S等等。这些有机物不但毒性大，而已具有一定的挥发性。

　　三.有机污染物的处置技术

　　针对此类污染物，国外也已有很多成熟的修复技术，主要分为三大类，物化法、生物法和联合修复法。

　　1.物化法

　　(1)蒸气浸提修复技术

　　蒸气浸提技术是指通过降低土壤空隙蒸气压，把土壤中的污染物转化为蒸气形式而加以去除的技术，是利用物理方法去除不饱和土壤中挥发性有机组分(VOCs)污染的一种修复技术。该技术适用处理污染物为高挥发性的化学成分，如汽油、苯、四氯乙烯等。

　　该技术的基本原理是在污染环境中引入清洁空气产生驱动力，利用土壤固、液、气相之间的浓度梯度，在欺压降低的情况下，将其转化为气态的污染物排出土壤，排除的污染气体在进行收集并在地上进行处理。为增加压力梯度和空气流速，很多情况下，也在土壤中安装空气注射井。

　　(2)固化/稳定化修复技术

　　固化/稳定化修复技术是指防止或者降低污染土壤释放有害化学物质过程的一组修复技术，包括原位和异位固化/稳定化，通商用于重金属和放射性污染土壤的无害化处理。

　　固化是指将污染物包裹起来，使之呈颗粒状或大块状存在，进而使污染物处于相对稳定状态，通常情况下，它主要是将污染土壤转化为固态形式，即将污染物封装在结构完整的固态物质中的过程。

　　稳定化是指将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性变小的状态和形式，即通过降低污染物的生物有效性，实现其无害化或者降低对生态系统危害。

　　(3)热力学修复技术

　　热力学修复技术是利用热传导(热毯、热井或热墙等)或热辐射(无线电波加热)等实现对污染土壤的修复。与玻璃化技术相比，即使是高温加热修复的温度也相对较低。根据加热体系和温度的差异可分为高温(>100度)加热修复技术、低温(<100度)加热修复技术和电磁波加热修复技术。

　　热力学吸附的基本原理在于加热过程中土壤中的有机污染物会加速分解和挥发，从而通过气体抽吸系统将污染气体从土壤中抽出收集，然后在地上进行处理。

　　(4)化学氧化修复技术

　　化学氧化修复主要是向污染环境中加入化学氧化剂，依靠化学氧化剂的氧化能力，分解破坏污染物的结构，使污染物降解或转化为低毒、低移动性物质的一种修复技术。

　　对于污染土壤来说，该技术不需要将污染土壤全部挖出，而只是在污染区不同深度钻井，将氧化剂注入土壤中，通过氧化剂与污染物的混合、反应使污染物降解或导致形态的变化，达到修复污染环境的目的。

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