土壤修复技术之原位固化/稳定化技术-北极星环境修复网

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D6-原位固化/稳定化技术

6.1技术名称

技术名称：原位固化/稳定化，英文名称：In-situ Solidification/Stabilization

6.2技术适用性

1) 适用的介质：污染土壤。

2) 可处理的污染物类型：金属类，石棉，放射性物质，腐蚀性无机物，氰化物以及砷化合物等无机物;农药/除草剂，石油或多环芳烃类，多氯联苯类以及二噁英等有机化合物。

3) 应用限制条件：该技术不宜用于挥发性有机化合物，不适用于以污染物总量为验收目标的项目。

6.3 技术介绍

1) 原理：通过一定的机械力在原位向污染介质中添加固化剂/稳定化剂，在充分混合的基础上，使其与污染介质、污染物发生物理、化学作用，将污染介质固封在结构完整的具有低渗透系数固态材料中，或将污染物转化成化学性质不活泼形态，降低污染物在环境中迁移和扩散。

2) 系统构成和主要设备：主要由挖掘、翻耕或螺旋钻等机械深翻松动装置系统、试剂调配及输料系统、气体收集系统、工程现场取样监测系统以及长期稳定性监测系统组成。主要设备包括机械深翻搅动装置系统(如挖掘机、翻耕机、螺旋中空钻等)、试剂调配及输料系统(输料管路、试剂储存罐、流量计、混配装置、水泵、压力表等)、气体收集系统(气体收集罩、气体回收处理装置)、工程现场取样监测系统(驱动器、取样钻头、固定装置)、长期稳定性监测系统(气体监测探头、水分、温度、地下水在线监测系统等)。

6.4关键技术参数或指标

主要包括：污染介质组成及其浓度特征、污染物组成、污染物位置分布、固化剂/稳定化剂组成与用量、场地地质特征、无侧限抗压强度、渗透系数以及污染物浸出特性。

1) 污染介质组成及其浓度特征：污染介质中可溶性盐类会延长固化剂的凝固时间并大大降低其物理强度，水分含量决定添加剂中水的添加比例，有机污染物会影响固化体中晶体结构的形成，往往需要添加有机改性黏结剂来屏蔽相关影响，修复后固体的水力渗透系数会影响到地下水的侵蚀效果。

2) 污染物组成：对无机污染物，添加固化剂/稳定化剂即可实现非常好的固化/稳定化效果;对无机物和有机物共存时，尤其是存在挥发性有机物(如多环芳烃类)，则需添加除固化剂以外的添加剂以稳定有机污染物。

3) 污染物位置分布：污染物仅分布在浅层污染介质当中时，通常采用改造的旋耕机或挖掘铲装置实现土壤与固化剂混合;当污染物分布在较深层污染介质当中时，通常需要采用螺旋钻等深翻搅动装置来实现试剂的添加与均匀混合;

4) 固化剂组成与用量：有机物不会与水泥类物质发生水合作用，对于含有机污染物的污染介质通常需要投加添加剂以固定污染物。石灰和硅酸盐水泥一定程度上还会增加有机物质的浸出。同时，固化剂添加比例决定了修复后系统的长期稳定性特征。

5) 场地地质特征：水文地质条件、地下水水流速率、场地上是否有其他构筑物、场地附近是否有地表水存在，这些都会增加施工难度并会对修复后系统的长期稳定性产生较大影响。

6) 无侧限抗压强度：修复后固体材料的抗压强度一般应大于50Pa/ft2帕/平方英尺，(约合538.20Pa/m2)，材料的抗压强度至少要和周围土壤的抗压强度一致。

7) 渗透系数：衡量固化/稳定化修复后材料的关键因素。渗透系数小于周围土壤时，才不会造成固化体侵蚀和污染物浸出。固化/稳定化后固化体的渗透系数一般应小于10-6cm/s。

8) 浸出性特征：针对固化/稳定化后土壤的不同再利用和处置方式，采用合适的浸出方法和评价标准，具体方法见表6-1。

表6-1 典型的固化/稳定化处理效果评价方法

6.5技术应用基础和前期准备

在利用该技术进行修复前，应进行相关测试评估污染场地应用原位固化/稳定化技术的可行性，并为下一步工程设计提供基础参数。具体测试参数包括：

(1)固化/稳定化药剂选择，需考虑药剂间的干扰以及化学不兼容性、金属化学因素、处理和再利用的兼容性、成本等因素;

(2)分析所选药剂对其他污染物的影响;

(3)优化药剂添加量;

(4)污染物浸出特征测试;

(5)评估污染介质的物理化学均一性;

(6)确定药剂添加导致的体积增加量;

(7)确定性能评价指标;

(8)确定施工参数。

6.6 主要实施过程

首先基于修复目标建立修复材料的性能参数，进行实验室可行性分析，确定固化剂、添加剂和水的最佳混合配料比。然后进行场地试验，进一步优化实施技术，建立运行性能参数。最后，实施修复工程，并对修复过程实施后的材料性能进行长期监控与监测。

原标题：土壤修复技术之--原位固化/稳定化技术

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