0532-83131202
污染土壤修复技术规范 原位微波法 1 适用范围 本文件规定了污染土壤原位微波修复技术的污染物与污染负荷、总体要求、工艺设计、设备安 装、运行与管理等技术要求。 本文件适用于有机污染土壤原位微波修复，可作为工艺设计、修复施工的技术依据。 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（包括所有的修改单） 适用于本文件。 GB 8702 电磁环境控制限值 GB 8978 污水综合排放标准 GB 12348 工业企业厂界噪声排放标准 GB 12801 生产过程安全卫生要求总则 GB 14554 恶臭污染物排放标准 GB 16297 大气污染物综合排放标准 GB 19517 国家电气设备安全技术规范 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 50187 工业企业总平面设计规范 GB 50275 风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范 GB 50727 工业设备及管道防腐蚀工程施工质量验收规范 GBZ 1 工业企业设计卫生标准 GBZ 2.1 工业场所有害因素职业接触限值 第1 部分：化学有害因素 GBZ 2.2 工业场所有害因素职业接触限值 第2 部分：物理因素 GBZ/T 189.5 工作场所物理因素测量 第5 部分：微波辐射 GBZ/T 189.7 工作场所物理因素测量 第7 部分：高温 GBZ/T 189.8 工作场所物理因素测量 第8 部分：噪声 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 25.5 污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则 HJ 25.6 污染地块地下水修复和风险管控技术导则 HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范 HJ/T 397 固定源废气监测技术规范 1 HJ 2000 大气污染治理工程技术导则 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 JGJ 111 建筑与市政工程地下水控制技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 原位微波法 in situ microwave method 利用微波技术在地块发生污染的区域直接对土壤进行修复的方法。 3.2 吸波材料 microwave absorbing materials 能够有效吸收微波并转化为热能等其他形式能量的材料。 3.3 预处理 pretreatment 在进行微波处理之前，对污染土壤预先进行的操作或处理，例如降排水、破碎、筛分、调节含 水率、加药等。 3.4 激励源 incentive source 能够激发并稳定提供微波作为能量源的装置。 3.5 辐射管 radiate guide tube 一种经设计加工后，可以将微波能以极小的损耗传送至目标受体的装置。 3.6 电磁匹配 electromagnetic matching 激励源可以通过辐射管向目标受体稳定、高效传输电磁能的状态。 3.7 驻波比 voltage standing wave ratio 辐射管中微波波腹与波谷的振幅之比，用于描述激励源、辐射管和目标受体之间电磁匹配的程 度。驻波比等于1 时，表示电磁完全匹配；驻波比无穷大时，表示电磁完全不匹配。 3.8 抽注井 extraction and injection wells 基于多管结构的井头装置，同时具备从土壤中抽提气体和向土壤中注射药剂功能的设施。 2 3.9 辐射井 radiate well 以微波辐射管为核心装置，可实现激励源、辐射管和待修复土壤之间电磁匹配的设施。 4 污染物与污染负荷 4.1 原位微波修复技术可用于土壤中常压下沸点为50 ℃ ~ 260 ℃的苯及苯的衍生物、氯代烃、农 药、石油烃等有机污染物的治理。 4.2 修复过程中的二次污染主要包括： a) 废气：经抽提收集到废水废气处理系统的有机废气，污染物包括待修复目标污染物、修复 过程中间产物等； b) 废水：废水废气处理系统收集的抽提废气经冷凝、气液分离产生的废水，污染物包括待修 复目标污染物、修复过程中间产物等； c) 固体废物：包装材料、安装废料、废吸附剂等修复全过程产生的固体废物； d) 噪声：系统运行过程中由于设备振动产生的噪音； e) 电磁辐射：系统运行过程中由激励源释放至附近环境中的微波。 5 总体要求 5.1 一般规定 5.1.1 原位微波修复工程针对有机污染土壤进行治理，总体设计应满足HJ 25.4、HJ 25.5 的规定。 同时应遵循绿色修复的理念，避免能源和资源浪费。 5.1.2 原位微波修复工程实施前应制定触电、易燃、爆炸、腐蚀、高温、汛期、大风、高寒等意外 事件的应急预案；生产区防火间距、安全疏散通道应符合GB 50016 的规定，应按照GB 50140 的规 定配置移动式灭火器，在明显位置配禁烟、防火和限速等标志。 5.1.3 原位微波修复工程应满足GBZ 2.1、GBZ 2.2、GBZ/T 189.5、GBZ/T 189.7、GBZ/T 189.8 对 化学有害因素、物理因素、微波辐射、高温、噪声的劳动防护要求。 5.1.4 原位微波修复工程防治污染设施、设备应与主体工程同时设计、同时施工、同时运行，并满 足以下规定： a) 废气：处理后直接排放的应满足GB 16297、GB 14554 和地方相关标准要求； b) 废水：就地处理后直接排放的应满足GB 8978 或地方污染物排放标准要求，无法满足的按 照地方标准收集后外运处理； c) 固体废物：处理处置应依据其管理属性按照国家和地方相关标准进行管理； d) 噪声：厂界噪声应满足GB 12348 的要求，对于噪声较大的设备，应采用减震、消音、隔声 等措施； e) 电磁辐射：距修复区边界10 m 外的环境电磁辐射等效密度应满足GBZ 2.2、GB 8702 规定 的控制限值。 5.1.5 原位微波修复涉及的降排水施工应满足JGJ 111 的要求。 3 5.1.6 原位微波修复后的土壤应满足地块修复目标值的要求。 5.2 工艺系统构成 5.2.1 原位微波修复典型工艺系统由主体系统和配套设施构成。 5.2.2 主体系统包括：供能系统、抽注系统、监控系统、保温措施和废水废气处理系统。主体系统 构成见图1。 5.2.3 配套设施包括：降排水设施、中心控制室、消防、围挡等。 5.2.4 原位微波修复工艺主体系统和配套设施应综合考虑生产运输、环境保护、劳动安全、卫生健 康等按照GB 12801、GB 50187、GBZ 1 的规定进行总体布局和设计，并兼顾占用资源少、环境影响 小和经济高效的原则。 供能系统 监控系统 配电柜 控制柜 控制程序 辐射井 终端平台 保温措施 数据库 覆盖保温材料 污染土壤 传感器 防水处理 抽注井 真空泵 冷凝 气液分离 吸附/燃烧 达标排放 注药泵 废水收集处理 引风机 抽注系统 废水废气处理系统 图1 典型工艺主体系统构成图 5.3 修复模式 5.3.1 可采用原位模式直接对深度小于5m，且自然条件下或降排水施工后，含水率保持在25 % 以 下的有机污染土壤进行修复治理。 5.3.2 污染土壤处于堆体状态，可参照原位模式对各系统进行布局和修复治理，土壤堆体宜采用图 2 所示的半地下结构。 4 图2 土壤堆体半地下结构示意图 6 工艺设计 6.1 一般规定 6.1.1 原位微波修复工艺设计前，应对场地污染特征、地质与水文地质、区域气象、能源及公用设 施、土壤的导热导电性能，以及吸波性能等现场条件进行资料收集，包括但不限于以下内容： a) 污染特征：包括污染物种类及其浓度分布、污染范围等； b) 地块特征：包括地层结构、土壤渗透性、土壤有机质、土壤含水率、土壤质地、地下构筑物 或埋藏物分布等； c) 区域气象：包括气温、雨季、主导风向等； d) 能源设施：电力供给、污水管网排放口等现场条件。 6.1.2 原位微波修复中间产物属于剧毒物质时，应在工艺设计之前对该技术进行充分评估。 6.1.3 原位微波修复供能系统激励源稳定工作的中心频率宜位于2450MHz 附近。 6.1.4 原位微波修复技术可以与氧化技术和抽提技术联用。 6.2 设计要求 6.2.1 辐射井和抽注井布置方式 6.2.1.2 辐射井一般呈正六边形或正三角形分布，井间距为 1.0 m~2.0 m ，抽注井设置在微波辐射 井的几何中心。 6.2.1.3 辐射井和抽提井数量可根据修复面积确定，并适度扩展以确保在水平和垂直方向上均完全 覆盖修复区边界。 6.2.1.4 辐射井和抽注井宜采用图3、图4 所示布置方式。 图3 辐射井和抽注井正六边形布置示意图 5 图4 辐射井和抽注井正三角形布置示意图 6.2.2 供能系统 6.2.2.1 供能系统一般由配电柜、辐射井和线 供能系统应采取对各用电设备的集成化控制和一键断电功能。 6.2.2.3 供能系统用电设计应满足GB 19517 和GB 50058 的要求。 6.2.2.4 供电总功率应不低于微波辐射总峰值功率及其他用电设备总功率之和。 6.2.2.5 辐射管宜选用衰减较小的矩形，内径尺寸的选择应与微波激励源工作中心频率（f ）相匹 配，满足a＜c/f＜2a ，其中a 为矩形内径宽边长度，c 为光速。 6.2.2.6 辐射管应依据土壤初始环境进行设计、加工，运行期间驻波比宜不大于3.0 。 6.2.2.7 辐射管对外辐射部分输入功率宜不低于0.5 kW/m 。 6.2.2.8 辐射管埋设于待处理土壤中的零部件材质应具备耐腐蚀性和高温稳定性。 6.2.3 抽注系统 6.2.3.1 抽注系统一般由抽注井、注药泵、药剂箱、管道等组B体育平台 B体育网站成。 6.2.3.2 抽注井宜采用具备抽提废气和注入药剂功能的多管结构井头。 6.2.3.3 抽注井管包括内管和外管，内管宜选用DN 20 的耐腐蚀非金属材质，外管宜选用DN 50 的耐腐蚀金属材质。抽注井外管应设置割缝或开孔抽提区间，缝隙宽度或孔径宜不大于1 mm ，内管 宜伸入外管至抽提区间上端以下约0.2 m 。 6.2.3.5 抽提区间外侧应包裹不低于三层的耐腐蚀金属滤网，滤网孔径不宜大于 0.2 mm 。滤网外 侧滤料宜选择尺寸1 mm~2 mm 的石英砂。 6.2.3.6 注药泵最小工作压力应大于 0.1 MPa ，抽提泵宜选用可使系统压力低于 0.02 MPa 的线 监控系统一般由控制柜、控制程序、数据库、工控机、显示器、传感器、信号线 监控系统应至少具备修复区温度变化监测和控制激励源输入功率的功能。 6.2.4.3 监控系统应可以控制所有激励源独立运行。 6.2.4.4 所有辐射井和抽注井附近应至少独立设置一个温度传感器。 6.2.5 保温措施 6.2.5.1 保温措施一般由保温材料和土工布组成。 6.2.5.2 保温材料和土工布应依次铺设在修复区土壤表面，土工布铺设范围应超过修复区边缘至少 20 cm，并进行固定。 6 6.2.5.3 保温材料导热系数应不大于0.12 W/ （m ·K ），最大使用温度不宜低于80 ℃，宜选用岩棉、 硅酸铝或玻璃纤维保温棉等。 6.2.6 废水废气处理系统 6.2.6.1 废水废气处理系统一般由真空泵、冷凝和气液分离装置、废水收集处理装置、废气处理装 置、引风机、排气管等组成。 6.2.6.2 废水废气处理系统设计处理量应大于原位模式或原地异位模式下土壤环境产生的污染物 气体和水蒸汽预期产生量。 6.2.6.3 通过抽提收集到地面的废气经冷凝、气液分离后，产生的废气、废水应分别进行处理。 6.2.6.4 废气处理可采用吸附法和燃烧法，设计应分别满足HJ 2026 和HJ 2027 。 7 设备安装 7.1 土壤预处理 7.1.1 原位模式需要注入氧化剂时，应配合降排水施工控制土壤含水率。 7.1.2 采用堆体模式需要对大块土壤进行破碎，除去土壤中大块砾石、砖块，添加氧化剂，调节含 水率等。 7.2 辐射井和抽注井建设 7.2.1 辐射井和抽注井建设结构宜符合图5、图6 的规定。 图5 辐射井结构示意图 7 图6 抽注井结构示意图 7.2.2 辐射井和抽注井总深度应按照土壤污染深度确定，辐射管对外辐射部分和抽注井外管筛孔应 与污染深度相对应，辐射管和抽注井外管上端露出土壤表面的长度应不低于0.5 m ，抽注井外管底端 应设置不小于0.5 m 的沉淀管。 7.2.3 辐射井和抽注井建设时宜同步安装铠装测温探头。 7.2.4 辐射井填充材料宜选择吸波材料。 7.3 监控设备安装 7.3.1 连接控制柜、传感器、工控机、显示器等的信号线 完成安装的监控系统应实现对系统故障、激励源功率、辐射井温度、抽注井温度等的实时监 控。 7.4 废水废气处理系统安装 7.4.1 废水、废气处理宜选择已有设施或撬装式设备。 7.4.2 废水、废气处理涉及设施设备的施工、安装和运行应符合GB 50275、GB 50727、HJ 2000 等 标准的相关规定。 8 8 运行与管理 8.1 运行 8.1.1 通电运行前应调节激励源至最低功率，稳定10 min~30 min 后再调至大功率运行。 8.1.2 抽注井中心温度达到设计温度后开启真空泵，系统压力宜保持在0.02 MPa 以下。 8.1.3 辐射井中心温度不宜超过300 ℃，存在药剂时抽注井中心温度不宜超过80 ℃，运行期间宜 通过调节各辐射井激励源功率或采用间歇性运行的方式控制辐射井中心温度。 8.1.4 停止运行应先切断供能系统电源，再切断抽注系统电源。
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