还需要考虑是否有足够的空间进行土壤预处理，公用设施（燃料、水、电）是否满足要求， 以及管理部门和当地群众对热脱附技术的接受程度等。 3.5 主要实施过程
（1）土壤挖掘：对地下水位较高的场地，挖掘时需要降水使土壤湿度符合处理要求； （2）土壤预处理：对挖掘后的土壤进行适当的预处理，例如筛分、调节土壤含水率、磁选 等。（3）土壤热脱附处理：根据目标污染物的特性，调节合适的运行参数（脱附温度、停留 时间等），使污染物与土壤分离。（4）收集脱附过程产生的气体，通过尾气处理系统对气体 进行处理后达标排放。
3.6 运行维护和监测 根据热脱附装置的工艺流程和设备的运行状况和特点，制定完善的设
备维护和保养制
度，并编制相应的维修和保养手册，确保装置的稳定和安全运行。系统中热脱附的炉体、燃 烧腔体、烟气管道、急冷和中和装置、布袋除尘器及引风机等主要设备应作为维护的重点部 位。设备系统应建立大修制度，大修周期应按系统设备的实际运行时间确定，一般大修周期 不应超过 1 年。
热脱附装置自动化程度高，一般采用 PLC 系统（程序逻辑控制系统）对污染土壤进出 料和热脱附过程等进行控制，对如进料速率、供油速度、加热温度、氧气含量、CO 浓度、 CO2 浓度及停留时间等重要参数进行监控。
3.7 修复周期及参考成本 异位热脱附技术的处理周期可能为几周到几年，实际周期取决于以
下因素：（1）污染土 壤的体积；（2）污染土壤及污染物性质；（3）设备的处理能力。一般单台处理设备的能力在 3~200 吨/小时之间，直接热脱附设备的处理能力较大，一般 20~160 吨/小时；间接热脱附 的处理能力相对较小，一般 3~20 吨/小时。
影响异位热脱附技术处置费用的因素有：（1）处置规模；（2）进料含水率；（3）燃料类 型、土壤性质、污染物浓度等。国外对于中小型场地（2 万吨以下，约合 26800m3）处理成 本约为 100-300 美元/ m3，对于大型场地（大于 2 万吨，约合 26800m3）处理成本约为 50 美
3
元/ m。根据国内生产运行统计数据，污染土壤热脱附处置费用约为 600-2000 元/吨。
3.8 国外应用情况 热脱附技术在国外始于七十年代，广泛应用于工程实践，技术较为成熟。
在 1982~2004 年期间，约有 70 个美国超级基金项目采用异位热脱附作为主要的修复技术。部分国外应用 案例信息见表 3-1。
表 3-1 异位热脱附技术应用案例 序号 1 2 3 4 5
场地名称 目标污染物
规模
3
工业乳胶超级基金场地 美国新泽西州
FCX 华盛顿超级基金场地 海军航空站塞西基地 美国福罗里达州 美国某杂酚油生产厂 路易斯安那州 美国西部某农药厂
有机氯农药、PCBs、PAHs 农药，氯丹，DDT，DDE， 石油烃和氯代溶剂 多环芳烃类污染物 汞
41045 m 10391m3 11768t
3
129000 m 26000 吨
3.9 国内应用分析
3.9.1 国内应用情况 我国对异位热脱附技术的应用处于起步阶段，已有少量应用案例。 3.9.2 国内案例介绍
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（1）工程背景：某两个退役化工厂曾大规模生产农药、氯碱、精细化工、高分子材料 等近百个品种。经场地调查与风险评估发现，两个厂区内土壤及厂区毗邻河道底泥均受到以 VOCs 和 SVOCs 为主的复合有机污染，开发前需要进行修复。
（2）工程规模：12 万 m3
（3）主要污染物及污染程度：主要污染物为卤代 VOCs、BTEX、有机磷农药、多环芳 烃等。其中二甲苯最高浓度为 2344 mg/kg，修复目标值为 6.99 mg/kg；毒死蜱最高浓度 29600 mg/kg，修复目标值为 46 mg/kg。
（4）土壤理化特征：现场调查结果显示，污染土壤主要为粉土、淤泥质粉质粘土和粉 砂，含水率 25%-35%。
（5）技术选择：综合以上污染物特性、污染物浓度、土壤特征以及项目开发建设需求， 异位热脱附技术对污染物的去除效率可达 99.99%，适合处理本项目中 VOCs、SVOCs 的复 合污染土壤。
（6）工艺流程和关键设备：其工艺流程如图 3-1 所示。
活性炭吸附 VO C s 污染土
土壤
预处理
运出场外堆置
回转窑 加热系统
尾气 处理系统
处理后的 土壤 现场分析 实
验室检测分析确认
污染土挖掘
图 3-1 热脱附技术工艺流程
（7）主要工艺及设备参数：
1）污染土壤进料阶段：将污染土壤转运至贮存车间内的预处理区域，粒径小于 50 mm 的土块直接被送入回转窑，超规格的土块经过破碎后再次返回振荡筛进行筛分。
2）回转窑加热阶段：将污染土壤均匀加热到设定的温度（300~500℃），并按照设定速 率向窑尾输送，在此期间土壤中的污染物充分气化挥发。
3）尾气处理阶段：尾气处理系统包括二燃室、急冷塔、布袋除尘器和酸性气体洗涤塔 等。烟囱上装有烟气实时在线监测装置，经过处理后的尾气达标排放。
表 3-2 异位热脱附技术主要设备参数
指标 说明 指标 说明
平均处理能力 占地面积 30 吨/小时 1,900 m2
回转窑工作温度 氧化燃氧化焚烧室工作温度 氧300~500℃ 1200 ℃ 烧室气体停留时间 化焚烧室污染物去除率 > 2 秒 99.99999% （8）成本分析： 本项目实际工程中热脱附部分费用包括：人工费、挖运费、设备折旧、设备运输和安 装/拆除费、燃料费、动力费、检修及维护费等，约为 1000 元/m3。 （9）修复效果：已处理污染土壤 10000 吨，处理后污染土壤浓度达到修复目标。
（案例提供单位：北京建工环境修复股份有限公司）
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4 异位土壤洗脱技术 4.1 技术名称
技术名称：异位土壤洗脱；英文名称：Ex-Situ Soil Washing 4.2 技术适用性
4.2.1 适用的介质：污染土壤。
4.2.2 可处理的污染物类型：重金属及半挥发性有机污染物、难挥发性有机污染物
4.2.3 应用限制条件：不适合于土壤细粒（粘/粉粒）含量高于 25%的土壤；处理含挥发 性有机物污染土壤时，应采取合适的气体收集处理设施。 4.3 技术介绍
4.3.1原理：污染物主要集中分布于较小的土壤颗粒上，异位土壤洗脱是采用物理分离或 增效洗脱等手段，通过添加水或合适的增效剂，分离重污染土壤组分或使污染物从土壤相转 移到液相的技术。经过洗脱处理，可以有效地减少污染土壤的处理量，实现减量化。 4.3.2 系统构成和主要设备：异位土壤洗脱处理系统一般包括土壤预处理单元、物理分 离单元、洗脱单元、废水处理及回用单元及挥发气体控制单元等。具体场地修复中可选择单 独使用物理分离单元或联合使用物理分离单元和增效洗脱单元。
主要设备包括土壤预处理设备（如破碎机、筛分机等）、输送设备（皮带机或螺旋输送 机）、物理筛分设备（湿法振动筛、滚筒筛、水力旋流器等）、增效洗脱设备（洗脱搅拌罐、 滚筒清洗机、水平振荡器、加药配药设备等）、泥水分离及脱水设备（沉淀池、浓缩池、脱 水筛、压滤机、离心分离机等）、废水处理系统（废水收集箱、沉淀池、物化处理系统等）、 泥浆输送系统（泥浆泵、管道等）、自动控制系统。 4.3.3 关键技术参数或指标 影响土壤洗脱修复效果的关键技术参数包括：土壤细粒含量、
污染物的性质和浓度、水
土比、洗脱时间、洗脱次数、增效剂的选择、增效洗脱废水的处理及药剂回用等。
（1）土壤细粒含量：土壤细粒的百分含量是决定土壤洗脱修复效果和成本的关键因素。 细粒一般是指粒径小于 63-75μm 的粉/粘粒。通常异位土壤洗脱处理对于细粒含量达到 25% 以上的土壤不具有成本优势。 （2）污染物性质和浓度：污染物的水溶性和迁移性直接影响土壤洗脱特别是增效洗脱修 复的效果。污染物浓度也是影响修复效果和成本的重要因素。
（3）水土比：采用旋流器分级时，一般控制给料的土壤浓度在 10%左右；机械筛分根 据土壤机械组成情况及筛分效率选择合适的水土比，一般为 5:1 到 10:1。增效洗脱单元的水 土比根据可行性实验和中试的结果来设置，一般水土比为 3:1 至 20:1 之间。
（4）洗脱时间：物理分离的物料停留时间根据分级效果及处理设备的容量来确定；一 般时间为 20 分钟（min）到 2 小时（h），延长洗脱时间有利于污染物去除，但同时也增加 了处理成本，因此应根据可行性实验、中试结果以及现场运行情况选择合适的洗脱时间。
（5）洗脱次数：当一次分级或增效洗脱不能达到既定土壤修复目标时，可采用多级连 续洗脱或循环洗脱。
（6）增效剂类型：一般有机污染选择的增效剂为表面活性剂，重金属增效剂可为无机 酸、有机酸、络合剂等。增效剂的种类和剂量根据可行性实验和中试结果确定。对于有机物 和重金属复合污染，一般可考虑两类增效剂的复配。
（7）增效洗脱废水的处理及增效剂的回用：对于土壤重金属洗脱废水，一般采用铁盐 +碱沉淀的方法去除水中重金属，加酸回调后可回用增效剂；有机物污染土壤的表面活性剂 洗脱废水可采用溶剂增效等方法去除污染物并实现增效剂回用。 4.4 技术应用基础和前期准备
— 24 —
技术应用前期需要了解：（1）土壤粒径组成；（2）土壤类型、物理状态和湿度；（3）污 染物类型和浓度；（4）土壤有机质含量；（5）土壤阳离子交换量；（6）土壤 pH 及缓冲容量； （7）场地修复目标。 前期应开展技术可行性实验，评估异位土壤洗脱技术是否适合于特定
场地的修复；初步
证实技术可行后，可根据需要进行中试试验，为修复工程设计提供基础参数。 4.5 主要实施过程
（1）污染土壤挖掘及预处理，包括筛分和破碎等，剔除超尺寸（如大于 100 mm）的 大块杂物并进行清洗；（2）预处理后的土壤进入物理分离单元，采用湿法筛分或水力分选， 分离出粗颗粒和砂粒，经脱水筛脱水后得到清洁物料；（3）分级后的细粒直接进入或进行增 效洗脱后进入污泥脱水系统，泥饼根据污染性质选择最终处理处置技术；（4）洗脱系统的废 水经物化或生物处理去除污染物后，可回用或达标排放；（5）若土壤含有挥发性重金属或有 机污染物，应对预处理及土壤洗脱单元设置废气收集装置，并对收集的废气进行处理；（6） 定期采集处理后粗颗粒、砂粒及细粒土壤样品以及处理前后洗脱废水样品进行分析，掌握污 染物的去除效果。
4.6 修复周期及参考成本
处理周期一般为 3-12 个月。异位土壤洗脱修复的周期和成本因土壤类型、污染物类型、 修复目标不同而有较大差异，与工程规模以及设备处理能力等因素也相关，一般需通过试验 确定。据不完全统计，在美国应用的成本约为 53-420 美元/m3，欧洲的应用成本约 15-456 欧元/m3，平均为 116 欧元/m3。国内的工程应用成本约为 600-3000 元/m3。
4.7 运行维护和监测 异位土壤洗脱系统的运行可通过自动控制系统控制，操作简单、效果稳
定。需定期对各
单元设备进行维护和检修以保证系统正常运行。实时观测运行过程中设备负荷、运行功率、 运行状态等，检查设备是否有漏液、漏料、堵料等异常状况。
运行过程中应根据实际工程处理进度定期采集处理前后各土壤组分样品、水样进行分析 监测，如土壤涉及挥发性有机物污染还需定期检测气体收集单元和气体处理单元尾气。 4.8 国外应用情况 污染土壤异位洗脱修复技术在在加拿大、美国、欧洲及日本等已有较多的
应用案例，目
前已应用于石油烃类、农药类、POPs 类、重金属等多种污染场地。国外典型应用案例如表 4-1 所示。
表 4-1 异位土壤洗脱技术应用案例
序号
场地名称
目标污染物 规模 效果
>90%重金属经物理
分离后去除
-
1
2
美 国 新泽西 州 king of
Cr、Cu、Ni Prussia 超级基金场地 加拿大蒙特利尔市的 7 块棕 地
Cu、Pb、Zn
19200 吨
22300 吨
3
美国加州 Santa Maria 某场 石油、PCBs
、PAHs 地
加 拿 大 蒙 特 利 尔 LonguePointe
30- 65 吨/小
石油烃去除率 99%
时
4
Pb 150000 吨 93%
— 25 —
4.9 国内应用分析
4.9.1 国内应用情况 我国在上世纪 90 年代就开始异位土壤洗脱修复技术的研究，目前已有工程应用案例。 4.9.2 国内案例介绍
（1）项目背景：项目位于某有机氯农药厂内，该农药企业有 40 多年的生产历史，于 2000 年关闭，后该地块规划为城市建设用地。
（2）工程规模：1000 m3
（3）主要污染物及污染程度：主要污染物为六六六和滴滴涕；经检测分析杂填层六六 六初始浓度为 4.52-46.4 mg/kg，滴滴涕初始浓度为 9.81-33.2 mg/kg。
（4）污染物及土壤理化特征：六六六和滴滴涕属于有机氯农药，疏水性强，溶解度低， 在环境中持久存在，难于通过生物和化学方式降解。项目处理土壤主要为杂填层，其碎石、 石砾等粗粒（2-10 mm）含量在 58%左右，砂粒（0.3-2 mm）含量接近 25%，细粒（小于 0.3 mm）在 17%左右。
（5）技术选择：综合以上污染物特性、污染物浓度、土壤特征，选择异位土壤洗脱技 术对场地杂填土进行处理。
（6）工艺流程和关键设备：
1）采用挖掘机将土壤从污染区域转运至原土堆放区。2）采用挖掘破碎机对原土进行初 级破碎后，转运至进料土堆放区，进行二次粉碎筛分后，装载至进料仓中。3）通过输送带 输入至湿法振动筛分设备，对污染土进行分级，将物料按粒径分为大于 10mm 的粗料， 2-10mm 的砂砾以及小于 2mm 的细粒。4）通过皮带输送带，使粗料进入滚筒洗石机，在滚 筒洗石机内通过水流的冲刷、物料与滚筒内壁、物料之间的摩擦作用，粗料表面的粘粒经过 滤孔进入集水箱，排放至细粒暂存池内，而清洗干净的粗料则输送到粗料堆放区。5）通过 皮带输送带将砂砾进入螺旋洗砂机，通过冲刷和摩擦作用，表面粘粒通过后端溢流口进入粘 粒暂存池，清洗干净的砂砾则通过螺旋推送及皮带传输到砂砾堆放区。6）振动筛分后的细 粒泥浆通过滑槽进入到泥浆暂存池。7）暂存池中泥浆通过管道输入高频振动筛，对泥浆进 行二次筛分处理，进一步将细粒进行减量化，大于 0.3mm 的细砂进入螺旋洗砂机处理，小 于 0.3mm 的粘粒泥浆通过管道输送到增效洗脱装置。9）通过加药系统向洗脱装置中加入增 效剂后，开启搅拌装置进行增效洗脱处理。10）停止搅拌，静置 2 小时或更长时间，粘粒和 洗脱液自然分层后，上清液通过分层排放管道进入洗脱液存放箱进行循环使用；下部粘粒则 通过洗脱罐底部管道输送到泥水分离系统。11）粘粒与絮凝剂分别经过管道输送，并在混合 器内充分混合后，输送到泥水分离单元，分离后的粘粒进入粘粒收集箱，洗脱废水进入废水 收集箱。12）废水经过多级物化处理后，去除有毒有害物质，最后进入回用水箱。增效剂大 部分留在溶液中，可以回用到增效洗脱系统。
（7）主要工艺及设备参数：
增效洗脱土壤修复系统总体处理能力：50 吨/天（t/d）。筛分系统设计处理能力 10 吨/ 小时。增效洗脱装置单体容积 12 m3。增效洗脱液固比为 3:1 至 4:1，洗脱时间 2 小时，增 效剂为非离子表面活性剂。
（8）成本分析： 系统设备运行成本约 300 元/m3 土，运行过程中能耗为系统设备的电耗，约为 36 kWh/m3
土；主要物耗为增效剂表面活性剂和废水处理药剂、絮凝剂等，成本约为 240 元/m3 土。
（9）修复效果：
经过水洗和增效洗脱处理后，总体上物料的六六六去除率为 88.5%，滴滴涕去除率为 85.8%，达到了去除率 85%以上修复目标要求，通过了工程项目验收。
（案例提供单位：环境保护部南京环境科学研究所）
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