[发明专利]一种人工冻结法封闭驱替土壤中污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绿色污染土壤处理方法，特别是一种人工冻结法封闭驱替土壤中污染物的方法。

背景技术

由于城市地域的不断发展，原本位于市郊的化工厂逐渐包含于城市内部，为了避免污染，这些化工厂外迁，增加了城市发展的空间，同时也遗留下大量受污染的场地，为了达到对污染场地治理，目前常用的方法是采用化学反应的方法向污染场地注入能够反应的化学物质，或者将其与污染土搅拌；这些方法存在以下两方面的问题：(一)注入的化学物质可能造成场地的二次污染(污染本身扩散不均匀，部分未受到污染土会在治理中造成二次污染)；(二)污染场地范围大，彻底处理涉及的工程量惊人，以4平方公里的面积，污染场地深度10m计算，需要处理的污染土达到：4000万立方米。

综上所述，现场迫切需要一种既能达有效治理污染土，同时避免二次污染的方法。

发明内容

技术问题：发明的目的是针对现有处理污染土技术不能达有效治理污染土，同时产生二次污染的弊端，提供一种人工冻结法封闭驱替土壤中污染物的方法。

技术方案：本发明的人工冻结法封闭驱替土壤中污染物的方法：对探明的污染场地的面积和深度范围，采用人工冻结的方式在污染场地四周形成封闭的冻土墙，利用冻土墙自身优良的防渗功能，将污染场地封闭起来，避免污染物进一步扩大；然后，针对污染物的结冰温度和析出速率的特性，选择-10℃～-30℃的冻结温度，控制1厘米/天～10厘米/天的冻结速率，由外向内利用冻结净化原理逐步冻结驱替污染土壤中的污染物，将污染物集中，剩余浓度高的污染土壤再采用化学处理。

进一步的，依据探明的污染场地的面积和深度范围，确定人工冻结钻孔的位置，冻结孔的位置远离污染场地2～6m，冻结孔深度超过污染场地深度3～10m，或者深度深入到稳定隔水层范围3m以上，具体依据场地的水文地质条件决定冻结孔间距1～3m，冻土墙的形式据污染场地的形状确定，在污染场地外围构成封闭冻结帷幕。

进一步的，确定污染场地的污染种类，明确污染物的析出特性，在实验室内进行冻结析出实验，确定冻结参数：冻结温度和冻结速率，达到最高效的冻结驱替的效果。

进一步的，人工冻结方式采用氨制冷机组，盐水循环系统；制冷机组的功率依据冻结土体的体积、地温、气温、冻结温度和冻结锋面推进速率共同决定，冻结管采用无缝钢管焊接，供液管采用塑料管。

进一步的，氨制冷机组，盐水循环系统中盐水循环采用正循环，冻结壁交圈后，内侧冻结锋面由外向内推进，随着内侧冻结锋面的推进冻结管逐渐向内布置，确定驱替完成的区域，拔出冻结管，自然解冻，通过布设的温度测点监测冻结方面的推进；布设的温度测点监测冻结的推进过程，冻结锋面推进2m以上，冻结壁内侧补冻结孔，冻结孔距离内层冻结锋面不小于0.5m，外侧冻结孔停止冻结自然解冻，采用交替推进方式。

进一步的，冻结驱替过程中，对冻结土体的污染含量进行实施监测，监测驱替效果，优化调整冻结参数，推进冻结速度。

进一步的，通过冻结驱替将污染集中于封闭的小区域内，采用污染物传统的化学处理措施，对剩余污染土进行集中处理，处理过程中保持冻结状态，避免污染物处理不当二次泄露。

进一步的，确定剩余污染场地处理达标后，停止冻结，冻结壁自然融化。

有益效果，由于采用了上述方案，利用人工冻结过程水结冰析出污染物的冻结净化原理，借助绿色无污染的人工冻结技术，只向污染场地内注入冷量，不仅能够达到封闭污染场地的目的，而且还能够通过试验的冻结方式驱替污染土中污染物的目标，避免直接化学处理成本大，二次污染的危险。

人工冻结冻土帷幕的布置灵活，依据污染场地的特征灵活布置，城市污染场地深度范围较小，目前冻结孔钻孔精度可以满足冻结帷幕布置的要求。

冻结驱替过程中实时温度和污染物浓度检测，进一步优化调整冻结参数：冻结温度和冻结速率，确保污染驱替达到要求。

附图说明

图1(a)是本发明人工冻结法污染场地示意图。

图1(b)是本发明人工冻结法1圈封闭污染场地示意图。

图1(c)是本发明人工冻结法2圈封闭驱替污染场地示意图。

图1(d)是本发明人工冻结法3圈封闭驱替污染场地示意图。

图2是本发明的冻结管示意图。

图中：1-污染场地；2-冻结内锋面；3-冻结外锋面；4-冻土帷幕；5-冻结管；6-回液管；7-供液管；8-冻结管外管。

具体实施方式