HJ 1164-2021 污染土壤修复工程技术规范 异位热脱附.pdf
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1、中华人民共和国国家生态环境标准 HJ 11642021 污染土壤修复工程技术规范 异位热脱附 Technical specifications of contaminated soil remediation ex-situ thermal desorption 本电子版为正式标准文本,由生态环境部环境标准研究所审校排版。 2021-04-30 发布 2021-04-30 实施 生 态 环 境 部 发 布 HJ 11642021 i 目 次 前 言 . ii 1 适用范围 . 1 2 规范性引用文件. 1 3 术语和定义 . 1 4 污染物与污染负荷 . 2 5 总体要求 . 3 6 工艺设计
2、 . 4 7 主要工艺设备和材料 . 7 8 检测与过程控制. 8 9 主要辅助工程. 9 10 劳动安全与职业卫生 . 10 11 施工与调试 . 10 12 运行与维护 . 11 HJ 11642021 ii 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国土壤污染防治法 中华人民共和国大气污染防治法 中华人民共和国固体废物污染环境防治法等法律法规,防治环境污染,改善生态环境质量,规范污染土壤异位热脱附修复工程的建设和运行,制定本标准。 本标准规定了污染土壤异位热脱附修复工程的设计、施工和运行维护的技术要求。 本标准为首次发布。 本标准由生态环境部科技与财务司、法规与标准司组织制订。
3、 本标准主要起草单位: 中国环境科学研究院、 中科鼎实环境工程有限公司、 中国环境保护产业协会、北京市环境保护科学研究院、杰瑞环保科技有限公司。 本标准生态环境部 2021 年 4 月 30 日批准。 本标准自 2021 年 4 月 30 日起实施。 本标准由生态环境部解释。 HJ 11642021 1 污染土壤修复工程技术规范 异位热脱附 1 适用范围 本标准规定了污染土壤异位热脱附修复工程的污染物与污染负荷、总体要求、工艺设计、主要工艺设备和材料、检测与过程控制、主要辅助工程、劳动安全与职业卫生、施工与调试、运行与维护等。 本标准适用于有机污染物和汞污染土壤异位热脱附修复工程, 可作为污染
4、土壤异位热脱附修复项目工程设计、施工与运行管理的技术依据。 本标准不适用于放射性物质污染土壤的处理。 2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本标准。凡是未注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。 GB 8978 污水综合排放标准 GB 9078 工业炉窑大气污染物排放标准 GB/T 10067 电热和电磁处理装置基本技术条件 GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB 13271 锅炉大气污染物排放标准 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 37822 挥
5、发性有机物无组织排放控制标准 GB 50013 室外给水设计标准 GB 50015 建筑给水排水设计标准 GB 50028 城镇燃气设计规范 GB/T 50102 工业循环水冷却设计规范 GB 50759 油品装载系统油气回收设施设计规范 HJ 25.5 污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则(试行) HJ 76 固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测系统技术要求及检测方法 HJ 576 厌氧-缺氧-好氧活性污泥法 污水处理工程技术规范 HJ 916 环境二噁恶英类监测技术规范 HJ 1095 芬顿氧化法废水处理工程技术规范 HJ 2006 污水混凝与絮凝处理工程技术规范 H
6、J 2007 污水气浮处理工程技术规范 HJ 2026 吸附法工业有机废气治理工程技术规范 HG/T 20566 化工回转窑设计规定 JB/T 7679 螺旋输送机 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 HJ 11642021 2 3.1 异位热脱附 ex-situ thermal desorption 将污染土壤从地块中发生污染的位置挖掘出来, 转移或搬运到其他场所或位置, 采用加热处理的方式将污染物从污染土壤中挥发去除的过程。 3.2 直接热脱附 direct-contact thermal desorption 热源通过直接接触对污染土壤进行加热将污染物从土壤中挥发去除的处理过程
7、。 3.3 间接热脱附 indirect-contact thermal desorption 热源通过热传导或加热介质间接对污染土壤进行加热将污染物从土壤中挥发去除的处理过程。 3.4 预处理 pretreatment 为满足热处理设备进料要求,对待处理土壤预先进行的操作或处理,包括破碎、筛分、调节土壤含水率、混合、搅拌等。 3.5 土壤出料温度 soil discharge temperature 热处理设备出口的土壤温度。 3.6 土壤停留时间 soil residence time 土壤在热处理设备中停留的平均时间。 3.7 黏性土 clay soil 塑性指数大于 10 的土。 3.
8、8 土壤含水率 soil water ratio 单位质量土壤中水的百分比。 4 污染物与污染负荷 4.1 异位热脱附技术适用于修复受到挥发性有机物、半挥发性有机物、有机农药类、石油烃类及多氯联苯、多溴联苯和二噁恶英类等污染的土壤,也适用于修复汞污染土壤。 4.2 异位热脱附技术可用于焦化、农药制造、石油开采与炼制、有机化工等工业地块污染土壤的修复。 4.3 污染土壤异位热脱附修复工程实施前应收集以下资料: a)污染物类型、浓度分布及修复方量; b)土壤含水率、土壤质地等; c)区域气候条件(气温、降雨量、风向、风速) ; d)地块的水文地质条件(地层结构、地下水位) ; e)地块用途(目前及
9、未来规划) ; f)临水、临电、热源条件; g)修复后土壤的去向。 4.4 污染土壤污染物类型、浓度分布及修复方量应依据土壤污染状况调查报告和土壤污染风险评估报告的结果确定。 4.5 进入热处理设备的污染土壤应满足以下条件: HJ 11642021 3 a) 直接热脱附处理土壤中污染物的含量不宜超过 4%; 间接热脱附处理土壤中污染物的含量不宜超过 60%; b)含水率不宜大于 30%; c)颗粒大小不宜大于 5 cm; d)pH 不宜小于 4; e)塑性指数宜低于 10。 4.6 污染土壤异位热脱附修复过程产生的二次污染主要包括: a)废气:燃料燃烧产生的烟气、预处理车间废气、热脱附产生的烟
10、气、恶臭等; b)废水:气液分离产生的废水、洗气废水、清洗废水等; c)固体废物:污染土壤预处理产生的固体废物、废水处理产生的污泥、除尘器收集的粉尘以及废活性炭等; d)噪声:设施运行过程中产生的噪声影响。 5 总体要求 5.1 一般规定 5.1.1 异位热脱附修复过程的能源选择、材料选用、工艺设计应遵循绿色可持续修复的理念。 5.1.2 异位热脱附修复工程的污染防治设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时运行。 5.1.3 修复后的土壤应满足其使用功能修复目标值的要求,并恢复一定的含水率。 5.1.4 异位热脱附修复工程应建设或配备废气、废水、固体废物和噪声等二次污染控制设施或措施。废气排放
11、应满足 GB 9078、GB 13271、GB 16297、GB 37822、GB 14554 和地方污染物排放标准要求;废水排放应满足 GB 8978 和地方污染物排放标准要求;噪声应满足 GB 12348 要求。 5.1.5 异位热脱附修复工程运行过程中应配备相应的检测设备,对污染物排放进行监测。在线监测装置应符合 HJ 76 要求。 5.2 场址选择 污染土壤异位热脱附修复的场址宜建在污染地块的场区内或根据自然条件、 地理位置条件、 周边敏感区域要求进行选择,并尽量远离居民区等敏感点。 5.3 工程构成 5.3.1 污染土壤异位热脱附修复工程由主体工程、辅助工程和配套设施组成。 5.3.
12、2 主体工程宜包括:暂存、预处理、热处理、烟气处理、出料与存放、废水处理、检测及控制系统等。 5.3.3 辅助工程宜包括:能源供应、给排水及消防、供配电、通风与空气调节、实验室、库房等。 5.3.4 配套设施宜包括:办公室、值班室、厂区围挡、道路等。 5.4 总平面布置 5.4.1 处理场的总图设计应根据场址所在地区的自然条件,结合生产、运输、环境保护、劳动安全与职业卫生、职工生活、能源、电力、给排水等确定。 5.4.2 处理场总平面布置应围绕热脱附主体设备布置,其他设施应按污染土壤处理流程合理安排。热脱附处置设施应与办公和生活服务设施隔离建设。 5.4.3 处理场人流和物流的出入口设置应符合
13、城市和场内交通的有关要求,实现人流和物流分离。 5.4.4 处理场的行车道路宜环形设置,路面宽度不宜小于 6 m。处理场外应设消防道路,道路的宽度不HJ 11642021 4 应小于 3.5 m。 5.4.5 处理场周围应设置围墙或其它防护栅栏,防止无关人员进入。 6 工艺设计 6.1 一般规定 6.1.1 异位热脱附工艺设计宜采用节能设计理念,降低系统能耗。节能设计包括但不限于: a)采用保温措施防止热量散失; b)采用适宜的措施回收系统余热,将回收热量应用于工艺内部或外部。 6.1.2 异位热脱附修复工程宜开展小试试验,以获取修复所需的工艺参数。 6.1.3 异位热脱附设施宜采用自动化、信
14、息化、模块化和橇装化设计。 6.1.4 异位热脱附设施应进行负压设计,以保障在运行过程中整个系统处于负压状态。 6.1.5 复合污染土壤采用热脱附技术和其他技术联合修复时,应优先采用热脱附技术处理挥发和半挥发性污染物。 6.2 工艺选择 6.2.1 根据热源与污染土壤接触方式的不同,异位热脱附工艺可分为直接热脱附工艺和间接热脱附工艺。直接热脱附典型工艺流程见图 1,间接热脱附典型工艺流程见图 2。 6.2.2 热脱附工艺的选择应根据污染土壤修复目标、修复方量、修复周期、污染物类型及污染物浓度等确定。 6.2.3 有机污染土壤浓度低且修复方量较大时,宜采用直接热脱附工艺;有机污染土壤修复方量较小
15、时,宜采用间接热脱附工艺图 2(a) ;汞污染土壤宜采用间接热脱附工艺图 2(b) 。 图 1 污染土壤直接热脱附修复工程典型工艺流程示意图 引风机 回用 烟气 尾气排放 降温 二次燃烧 旋风除尘 处理后土壤 预处理 进料 热处理 出料 暂存 污染土壤 吸附 尾气排放 洗气 废水处理 袋式除尘 达标排放或外运 HJ 11642021 5 ( (a) (b) 图 2 污染土壤间接热脱附修复工程典型工艺流程示意图 6.3 工艺设计要求 6.3.1 暂存和预处理 6.3.1.1 异位热脱附修复工程应设置暂存和预处理车间。暂存和预处理车间应保持密闭和微负压状态,并设置机械通风,车间内排出的废气应经过滤
16、、吸附处理或引入烟气处理设施处理,达标后方可排放。 6.3.1.2 暂存和预处理车间应根据预测总库存容量、配套设施要求及现有地块条件进行设计和建设,车间地面应作硬化或防渗处理。 6.3.1.3 暂存和预处理车间应进行功能区划分。可分为污染土壤卸车区、暂存区、预处理区、废气处理区等。 6.3.1.4 预处理区宜配置分选、脱水、破碎、筛分、混合、搅拌、输送等设备。 6.3.1.5 当污染土壤不满足热处理设备进料要求时,可采用以下措施进行预处理: a)采用分选或分拣方式去除污染土壤中砖瓦、石块、木块、铁块等杂质; b)高含水率污染土壤可在暂存和预处理车间内采用晾干、添加脱水剂(如生石灰)等预处理方式
17、使土壤含水率降至进料要求; c)黏性土可选择加入调理剂(如生石灰)或与低塑性指数土壤混合等方式降低黏性; d)采用破碎、筛分降低大颗粒土壤的粒径。 6.3.2 进料 回用 处理后土壤 预处理 进料 热处理 出料 暂存 污染土壤 吸附 尾气排放 废水处理 降温 达标排放或外运 燃料 引风机 尾气排放 冷凝 气液分离 吸附 烟气 烟 气 烟 气 回用 处理后土壤 预处理 进料 热处理 出料 暂存 污染土壤 吸附 尾气排放 废水处理 降温 达标排放或外运 燃料 引风机 尾气排放 冷凝 气液分离 尾气排放 烟气 烟 气 吸附 HJ 11642021 6 6.3.2.1 应根据污染土壤的特性、处理规模和
18、设备性能的要求,选择适当的进料系统。 6.3.2.2 进料系统主要由料仓、投料装置、计量装置、传输装置组成。 6.3.2.3 进料系统应能自动进料,投料装置应可调节投料速率,保证给料均匀。 6.3.2.4 进料系统应密闭,防止污染物及粉尘污染场区周围环境。 6.3.3 热处理 6.3.3.1 直接热脱附热处理设备宜选择回转窑,间接热脱附热处理设备宜选择回转窑或螺旋推进式热脱附炉。 6.3.3.2 热处理设备的驱动装置应采用变频控制。转动速率宜在一定范围内实现可调,转速宜控制为15 r/min。 6.3.3.3 不同污染土壤的停留时间及出料温度宜参见表 1。 表 1 不同污染土壤的停留时间及出料
19、温度 污染物类型 停留时间/min 出料温度/ 挥发性有机物 1020 100200 半挥发性有机物 1030 150500 有机农药类 1040 300650 多氯联苯、多溴联苯和二噁恶英类 3060 300600 石油烃类 1030 150600 汞 2060 200600 6.3.3.4 热处理设备的热源负荷应符合 65%110%的要求。 6.3.3.5 采用燃料为热源的热处理设备,燃料和空气进气量应均可调节。 6.3.3.6 热处理设备的进出料口、与烟气处理连接处、检修口等的设计均应满足系统密闭性的要求。 6.3.4 出料与存放 6.3.4.1 出料口应配备抑尘设施。可采用水喷淋方式使
20、出料土壤的含水率增至 10%25%,实现抑尘。 6.3.4.2 降温抑尘后的土壤应转运至有防雨、防渗措施的堆放区,并按出料批次存放。 6.3.4.3 应对每批次存放土壤进行检测,并依据检测结果设置“合格”或“不合格”的标识。 6.3.5 烟气处理 6.3.5.1 直接热脱附宜采用二次燃烧法处理烟气;采用间接热脱附修复污染土壤,宜采用冷凝-吸附-二次燃烧法处理烟气;汞污染土壤宜采用冷凝-吸附法处理烟气。 6.3.5.2 二次燃烧法应满足以下要求: a)二次燃烧法宜包括旋风除尘、二次燃烧、降温、袋式除尘、喷淋净化等工艺环节。 b)二次燃烧室的温度应大于 850,热脱附烟气的停留时间应大于 2 s,
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