T_ACEF 125-2023 铬污染场地原位修复技术指南矿物一电化学还原稳定法.docx

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1、学兔兔标准下载ICS13.080.01CSSZ05团体标准T/ACEF1252023铬污染场地原位修复技术指南矿物电化学还原稳定法Technicalguidelineforin-situremediationofchromiumcontaminatedsites-Mineral-electrochemicalreductionandstabilizationmethod2023-12-26发布2023-12-31实施中华环保联合会发布学兔标准兔下载学兔兔标准下载T/ACEF1252023目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14总体要求.25前期准备.36工艺设计.37工程

2、实施.88运行与管理.8I学兔兔标准下载T/ACEF1252023前言本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由北京大学提出。本文件由中华环保联合会归口。本文件起草单位：北京大学、湖南师范大学。本文件主要起草人：鲁安怀、丁竑瑞、姬翔、周川野、易立文。II兔学兔标准下载T/ACEF1252023铬污染场地原位修复技术指南矿物电化学还原稳定法1范围本文件规定了铬污染场地矿物电化学还原稳定法原位修复的总体要求、前期准备、工艺设计、工程实施、运行与管理等技术内容。本文

3、件适用于铬化工厂、制革厂、电镀厂及含铬废物堆场等铬污染土壤和地下水的矿物电化学原位修复。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/T12801生产过程安全卫生要求总则GB/T13869用电安全导则GB/T14848地下水质量标准GB/T25282土壤和沉积物13个微量元素形态顺序提取程序GB36600土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）HJ25.1建设用地土壤污染状况调查技术导则HJ25.2建设用地土壤污染风险管控和修复

4、监测技术导则HJ25.4建设用地土壤修复技术导则HJ25.5污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则HJ25.6污染地块地下水修复和风险管控技术导则HJ164地下水环境监测技术规范HJ/T166土壤环境监测技术规范HJ613土壤干物质和水分的测定重量法HJ802土壤电导率的测定电极法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。1学兔兔标准下载T/ACEF12520233.1矿物电化学还原稳定法mineral-electrochemicalreductionandstabilizationmethod将电极单元置于电极井中，矿物材料填充到电极井井壁外，利用矿物的还原性、导电性、可为含铬产物提供成核

5、位点等性质，综合电还原、电迁移、电渗析及电泳等物理化学作用对目标污染物进行修复治理。3.2矿物材料mineralmaterial具有还原性的矿物材料。3.3电极材料electrodematerial用于制成带状、棒状、筒状或片状电极的石墨、铁、铜、钛、银、铂、镍及不锈钢等材料。3.4载体carrier用于承载、固定电极材料的骨架，包括但不限于管状、棒状、网状及板状载体。3.5电极单元electrodeunit电极材料固定于载体上，形成为铬污染土壤、地下水原位修复提供电场的装置或单元装置。3.6电极井electrodewell用于放置电极单元与填充矿物材料的专用井。3.7电源系统powersys

6、tem由电缆、断路器、不间断电源、直流稳压模块及其它必要电力设备组成，实现交流与直流供电功能的系统。3.8在线监测控制系统onlinemonitoringandcontrolsystem由实现电导率、酸碱度、温湿度监测、电流电压监测及调控以及数据传输等功能的软硬件设施组成的实时在线监测系统。4总体要求4.1矿物电化学还原稳定法原位修复应遵循绿色低碳、科学性、统筹性、规范性、可行性、针对性、安全性的原则，并符合HJ25.1、HJ25.4及HJ25.6的相关规定。2学兔兔标准下载T/ACEF12520234.2矿物电化学还原稳定法原位修复技术可单独使用，也可配合其它六价铬修复技术使用。4.3土壤与

7、地下水质量的调查监测应符合GB/T14848及GB36600的相关规定。4.4修复启动前，宜在前期调查评估基础上收集待修复区域土壤、地下水的酸碱度、电导率及含水率等相关资料。4.5电极井、监测井的深度、数量和空间分布，应根据场地条件、修复目标、修复范围和修复周期等确定。电极井与监测井建设应符合HJ164的相关规定。4.6矿物电化学还原稳定法原位修复的技术参数宜根据场地污染状况通过小试、中试确定。4.7材料的选择使用不应造成二次污染，施工及修复过程应采取必要的污染防治措施。4.8劳动安全和职业卫生应符合GB/T12801的相关规定。4.9电气设备安装、使用、维修应符合GB/T13869的相关规定

8、。5前期准备5.1收集、整理、核查已有资料信息，判断铬污染物的分布，并明确：a）地下水流向及铬污染的空间分布；b）临近含水层是否有铬污染或潜在污染风险。5.2工艺设计前，应补充土壤及地下水采样分析，采样及分析过程应符合HJ25.2、HJ/T166、HJ613、HJ802及相关标准的规定，并获取以下内容：a）铬在污染场地的赋存形态及分布特征；b）污染场地六价铬及总铬的总量；c）污染场地不同水平、深度土壤的电导率、含水率及酸碱度等理化性质。5.3根据所收集信息及采样分析结果，制定场地修复方案，并符合HJ25.4及HJ25.6的相关规定。6工艺设计6.1一般规定6.1.1应遵循绿色低碳的原则，宜将太

9、阳能电源等绿色能源整合到修复工程中。6.1.2对于含水率低于10%的铬污染土壤，可通过滴灌、覆膜、添加生物炭的方式来增加土壤导电性和还原性离子迁移效率，扩大电极井的有效半径。6.2矿物材料的选择与预处理6.2.1矿物材料的选择6.2.1.1矿物材料的选择应综合考虑强化还原固定六价铬的效果、颗粒团聚性、经济适用性等，宜符合以下规定：a）矿物材料应选择电子供给能力强并能有效固定含铬产物的矿物作为原材料，同时宜具有一定磁性，方便修复完成后的磁选回收；3学兔兔标准下载T/ACEF1252023b）矿物材料中具有还原性的矿物成分质量占比宜大于50%；c）矿物材料不应含有可活化土壤中其它重金属的成分；d）

10、矿物材料粒度宜为20目200目。6.2.1.2宜选择以下矿物材料：a）铁硫系天然矿物材料如磁黄铁矿、黄铁矿、硫复铁矿；b）铁系天然矿物材料如磁铁矿；c）以上共生或伴生矿物材料；d）合成的铁硫材料。6.2.2矿物材料的预处理6.2.2.1矿物原材料粒度不符合使用要求时，可采用破碎、研磨、筛分处理，将其分解为粒度合适的颗粒。6.2.2.2矿物材料宜采用环保材料如无纺布制作的多孔分装包将矿物材料进行分装。6.2.2.3多孔分装包尺寸宜控制在30mm30mm30mm以内，分装包的孔径不应大于矿物材料粒度。6.3电极单元设计6.3.1载体的选择6.3.1.1载体材料应满足以下要求：a）应具有一定强度，保

11、证电极单元不产生影响到下井过程的形变；b）应耐酸耐碱。6.3.1.2载体加工宜符合以下规定：a）应根据所有电极井的实际深度，计算所需载体材料总长度；b）宜采用管状载体；c）电极井较深时，载体宜采用分段连接的方式，宜将载体材料切割成长度为1m2m的基本单元。基本单元间可采用螺纹、法兰、卡箍、热熔、承插及焊接等连接方式。6.3.1.3管状载体制作宜符合以下规定：a）确保载体的口径适配电极井，一般情况下可选择外径32mm63mm的PVC/PPR/PE管材；b）沿管状载体轴向每隔5cm10cm开孔，直至完成一列对开孔。随后，将管材沿轴向旋转90度继续对开孔，该列对开孔所在横截面宜与前一列对开孔所在横截

12、面隔开一定距离；c）开孔孔径大小宜保证电极的固定材料如扎带能够穿过；d）载体管底部填充矿物材料时，应对电极单元底部载体管做封口处理。6.3.2电极的选择6.3.2.1电极应具有良好导电性与耐腐蚀性，电极电导率宜在107S/m以上。4学兔兔标准下载T/ACEF12520236.3.2.2具有导电性的矿物材料如磁黄铁矿颗粒可固定在电极带基底上，以提高电极表面六价铬的还原固定效率。固定方式宜采用导电粘合剂将矿物材料颗粒粘结在电极带表面，并在室温下干燥固定。6.3.2.3电极带矿物材料涂层结构见图1。6.3.3电极单元的组装6.3.3.1电极带或电极绳应紧贴载体，每隔一定距离宜用扎带或其它材料固定，电

13、极棒、电极片、电极筒等可通过多段拼接方式固定于载体上。6.3.3.2对于直径50mm的载体管，电极带缠绕时的螺距一般可控制在100mm左右，其它尺寸或构型的载体与电极带的组装采取合理的方式即可。6.3.3.3电极单元内部宜有足够空间容纳传感器，空间范围宜为8cm8cm10cm。6.4电源系统选择6.4.1矿物电化学还原稳定法原位修复的电源系统宜使用太阳能电源系统，也可使用常规市电系统。6.4.2采用常规市电系统时，应配置可调直流稳压电源，并宜符合以下要求：a）可调直流稳压电源数量应根据电极井设计而定。若每组电极井按三角形分布，则三个电极井对应一个可调稳压电源；b）可调直流稳压电源在满足使用条件

14、下宜选择较小的功率。一般情况下，可选择输出电压0V60V、输出电流0A2A的可调稳压电源。6.4.3电源系统应设置总配电箱，每组电极井周围宜配置小型配电箱以调节各组电极井的电流电压。小型配电箱宜配备安装支架并进行地埋固定。6.4.4电源系统应配置户外防水配电柜，设计应充分考虑防水、遮阳、散热及功能分区等因素。6.5在线监测系统配置在线监测系统宜包含以下部分：a）电导率、含水率、酸碱度及氧化还原电位传感器；b）数据采集仪；c）户外监控器；d）物联网模块。6.6电极井与监测井设计6.6.1电极井设计6.6.1.1电极井纵向剖面图及电极带结构见图1。5学兔兔标准下载T/ACEF1252023图1电极

15、井纵向剖面图及电极带结构图6.6.1.2电极井空间分布宜符合以下规定：a）电极井的空间分布可按三角形、四边形或其它多边形为一组，多组布设在污染羽内部、边缘或污染较为严重区域；b）空间分布可根据污染场地情况同时采用多种形式，以最大程度覆盖铬污染区域；c）电极井阴阳极的设置在系统运行初期宜采用“一阳极多阴极”的设计，阴阳极电极数量比例在1:1至5:1之间。d）三角形及四边形的电极井空间分布见图2。6.6.1.3电极井间距应根据场地含水率、导电率来确定，宜符合以下规定：a）每组组内电极井间距宜在4m10m左右，组间电极井间的最近距离宜在5m10m左右；b）场地土壤含水率大于30%，电极井间距宜在10

16、m左右；c）场地含水率在20%30%之间，电极井间距宜在8m10m；d）场地含水率在10%20%之间，电极井间距宜在6m8m；e）场地土壤含水率小于10%，电极井间距宜在4m6m；f）若场地土壤电导率低于0.5mS/m，电极井间距宜控制在4m以内。具体可根据场地实际修复范围与场地特征进行调整；g）以上规定非强制要求，成本可接受情况下宜选择较小电极间距。6学兔兔标准下载T/ACEF1252023图2电极井空间分布示意图6.6.1.4电极井深度宜超过场地六价铬污染所在最大深度1m以上。若含水层存在六价铬污染或有潜在污染风险，电极井深度应达到含水层的埋藏深度。6.6.1.5矿物材料添加量应确保成井过

17、程中在滤水管外填充石英砂滤料时同步填充分装好的矿物材料。矿物材料需与石英砂分层填充，矿物材料添加量的确定宜符合以下规定：a）以矿物材料中主要还原性矿物估算单位质量中电子供给能力，对于磁铁矿/磁黄铁矿复合的典型矿物材料，以磁黄铁矿含量估算单位质量矿物材料中电子供给能力；b）以场地铬污染浓度与污染体积近似估算六价铬还原所需电子量，根据六价铬还原所需电子量与单位质量矿物材料的还原性成分所含电子量的比例确定矿物材料初始投加量；c）考虑到电极井本身具有电子供给能力，同时典型矿物材料中磁铁矿的结构二价铁也具有还原性，矿物材料添加量可为估算初始投加量的5%30%以节约成本；d）除电极井井壁外填充的矿物材料，

18、可根据修复情况在电极单元中进一步填充矿物材料。6.6.1.6电势梯度及电流控制宜符合以下规定：a）电极井阴阳极间电势梯度应根据土壤类型确定，宜在0.05V/cm1V/cm之间；b）电流大小宜控制在0.5A2A之间。6.6.2监测井设计6.6.2.1监测井空间分布设计应根据污染场地水文地质条件与污染情况合理设置，以满足HJ25.2、HJ25.6相关标准。6.6.2.2监测井深度宜达到场地六价铬污染的最深深度，至少达到监测井半径10m内六价铬污染的最深深度。当污染地下水可能影响临近含水层时，应针对该含水层设置监测井，以评估该修复工作对含水层的影响。7学兔兔标准下载T/ACEF12520237工程实

19、施7.1电极井成井时，应将石英砂滤料与矿物材料分层间隔均匀填充。对于铬污染在特定深度较严重的情况，可在对应深度填充更多的矿物材料。7.2根据电极井布设可采用地埋穿管方式保护电线、传感器信号线等重要线缆。挖掘沟渠前应了解地下是否有其它设施，如管道、电缆、水源等。7.3将矿物材料填充到载体底部。7.4电极带缠绕过程中，可用扎带或其他材料固定电极带。7.5传感器随电极单元同步下井，连接在线监测控制系统。7.6按电极井空间分布设计将各电极单元接入可调直流稳压电源正负极，启动修复。8运行与管理8.1一般规定8.1.1系统启动初期应每日对各装置运行情况进行检查，系统稳定后每周检查一次。8.1.2对于钻井深

20、度大于含水层埋藏深度的电极井，宜每23个月检查载体间连接情况，采用将电极单元抽出的方法进行观测，若出现载体间连接松动的情况，应及时固定或替换载体。同时应观测电极带有无腐蚀或破损，若电极带腐蚀的长度超过整体长度10%，应更换电极带；少数的局部破损可用导电材料修补，应确保修补后电极带的强度。8.1.3若六价铬浓度在一个检查周期内未有下降，应将内置于电极单元的矿物材料取出更换，更换时将底部载体的矿物材料倒出再填充新的矿物材料即可，被更换的矿物材料应妥善处置。8.1.4定期进行修复效果评估，修复完成后，关闭修复系统。8.2过程监测8.2.1修复过程中监测参数包括：总铬、六价铬、电导率、酸碱度、氧化还原

21、电位、温湿度等。电导率酸碱度、氧化还原电位、温湿度等通过在线监测控制系统记录，总铬、六价铬应现场采样后在10日内送实验室测试分析，以满足GB/T14848、HJ164的相关要求。此外，可根据实际需求监测水质总硬度、溶解氧等其他参数的变化。8.2.2土壤与地下水的原位监测点位宜大于最深的修复深度，取样深度间隔宜符合HJ25.2及HJ25.6的相关规定。8.2.3总铬、六价铬的监测在修复开始后第1个月内应至少进行3次，随后可按月间隔开展取样监测。可根据实际需要适当加密监测频次。8.2.4电导率、酸碱度、氧化还原电位、温湿度等数据可通过在线监测控制系统实时监测。结合总铬、六价铬等监测数据可选择调整修复技术参数或补充矿物材料，补充的矿物材料可通过细管直接引入到载体底部。在环境参数没有较大波动下，确保六价铬下降趋势总体稳定。8.3效果评估8.3.1土壤/土壤渗滤液/地下水修复终点以修复方案中的修复目标值来判定，同时符合HJ25.5、HJ25.6的相关规定。8学兔兔标准下载T/ACEF12520238.3.2铬元素不同形态顺序提取程序宜符合GB/T25282的相关规定。9