一種封存多氯聯苯電容器的定位及無害化回取方法與流程

2023-04-29 12:44:11

本發明屬於汙染物處理技術領域，特別涉及一種封存多氯聯苯電容器的定位及無害化回取方法，對已經被封存處理的含多氯聯苯的電容器進行定位並對其及周邊土壤進行回收的方法。

背景技術：

多氯聯苯（PCBs）是一組化學性質穩定的氯代烴類化合物，由於其在自然界難以降解，長期存留，且可通過食物鏈濃縮，具有嚴重的生物毒性，對人類存在潛在的巨大危害，被公認為是全球性極為嚴重的汙染物之一，已被各國禁止生產和使用。處理殘存的多氯聯苯（PCBs）已成為環境保護的重要課題。

目前，我國封存的多氯聯苯電力裝置都已遠遠超過「封存年限不超過二十年」的規定，而且經過長期封存，已經出現洩露、失竊等嚴重事件，對當地環境及人民群眾的健康構成了嚴重威脅。甚至很多封存點由於封存時間長、人員變化大、封存資料保存不善等原因，已無法找到當初封存的準確位置，使當地環境及人民群眾的健康時刻面臨著潛在的嚴重威脅。

如何把封存點精確定位、如何把封存的多氯聯苯電力裝置安全取出、如何對封存現場進行乾淨徹底清理，使含多氯聯苯廢物得到最終無害化處置等問題，已迫在眉睫。

技術實現要素：

本發明的目的是：提供一種封存多氯聯苯電容器的定位及無害化回取方法，解決現有技術中的問題。

本發明是通過如下技術方案實現的：一種封存多氯聯苯電容器的定位及無害化回取方法，包括如下步驟：

1）利用質子磁力儀對地面進行磁測，測試各點的地磁總場△T值，並繪製地面地磁總場等值線平面圖，將等值線平面圖中心地磁總場值最高處作為目標物體在地面的投影位置；

2）利用溫納裝置以剖面線為單位進行固定斷面掃描測量，利用高密度電阻率法對測得數據進行計算，並繪製等值線圖，等值線圖中的閉合部分的中心為可能存放多氯聯苯電容器封閉裝置或其他障礙物的疑似區域；

3）以目標物體在地面的投影位置為中心，由內向外選取若干點，利用鑽機或洛陽鏟進行鑽孔取樣，測試樣品的PCBs含量，並繪製PCBs含量等值線圖以及確定多氯聯苯電容器的封存位置；

4）在多氯聯苯電容器的封存位置上方形開始進行土壤清理，至電容器封存位置，打開電容器封存裝置，取出電容器並移入專用容器內進行轉運，如有漏液應先通過泵抽出液體至專用容器內進行轉運，然後再使用鋸末或其他吸附材料對剩餘的少量液體進行吸附；

5）按照從內到外的順序清理封存點周邊的土壤，對PCB含量大於500mg/kg的土壤需取出、包裝並運至相關處理，對PCBs含量50mg/kg至500mg/kg之間的土壤採用填埋處置。

本發明的有益效果是：本發明設備簡單、處理迅速，利用高精度磁法

和高密度電法相結合的方法對封存點進行定位，定位準確快速，處理時間短，處理徹底，無高汙染殘留。

附圖說明

圖1為固定斷面掃描測量斷面測點示意圖；

圖2為水平方向鑽孔布點示意圖。

具體實施方式

實施例1

一種封存多氯聯苯電容器的定位及無害化回取方法，包括如下步驟：

1）利用捷克產PMG-1型高精度質子磁力儀對地面進行磁測，測試各點的地磁總場△T值，並繪製地面地磁總場等值線平面圖，將等值線平面圖中地磁總場值最高處作為目標物體在地面的投影位置；

2）利用溫納裝置以剖面線為單位進行固定斷面掃描測量，利用高密度電阻率法對測得數據進行計算，並繪製等值線圖，等值線圖中的閉合部分的中心為可能存放多氯聯苯電容器封閉裝置或其他障礙物的疑似區域，在後續步驟中應注意避讓；

3）以目標物體在地面的投影位置為中心，1米的整數倍為半徑畫圓，在圓周上等距選擇8個點，利用鑽機或洛陽鏟進行鑽孔取樣，測試樣品的PCBs含量，並繪製PCBs含量等值線圖，圖中含量最高處為多氯聯苯電容器的封存位置；

4）在多氯聯苯電容器的封存位置上方形開始進行土壤清理，至電容器封存位置，或封存裝置所在位置，打開電容器封存裝置，取出電容器並移入專用容器內進行轉運，如有漏液應先通過泵抽出液體至專用容器內進行轉運，然後再使用鋸末或其他吸附材料對剩餘的少量液體進行吸附；

5）按照從內到外的順序清理封存點周邊的土壤，對PCB含量大於500mg/kg的土壤需取出、包裝並運至相關處理，對PCBs含量50mg/kg至500mg/kg之間的土壤採用填埋處置。

實施例2

一種封存多氯聯苯電容器的定位及無害化回取方法，包括如下步驟：

步驟1：勘探定位

封存的多氯聯苯電力裝置很多都採用地下深埋方式進行封存，由於封存時間較長，難以找到當事人，並缺乏相關的原始檔案資料，很多都只能確定大概封存位置範圍。為經濟、快速、準確的定位封存位置，需要使用一定的技術手段加以確定。本方法創新性地採用先應用地質勘察部門常用的物探方法對含多氯聯苯電容器地下封存點進行初步定位，再結合鑽探或人工清挖進行進一步驗證，從而最終確定含多氯聯苯廢舊電容器封存位置。

1、高精度磁法

採用捷克產PMG-1型高精度質子磁力儀進行地面磁測,觀測參數為地磁總場△T。其工作原理是:極化電流使傳感器中液態碳氫化合物中的氫發生有序偏轉。測量開始,低噪放大器與傳感器開始聯接上。來自傳感器的信號被數位化處理,在測量處理過程中產生的頻率,計算出磁場強度；高精度磁測觀測的數據經過回放至計算機後進行計算處理，並繪製等值線平面圖，來分析判斷目標物體在地面的投影位置。

2、高密度電法

本次高密度電法工作採用溫納裝置（α排列裝置），它適用於固定斷面掃描測量。該測量方法在測量時以剖面線為單位進行測量，啟動一次測量最少測一條剖面線，存儲與顯示時亦以剖面線為單位進行。一個斷面由若干條剖面線組成，且每條剖面線有唯一編號，簡稱剖面號。即測量某一剖面N時，AMNB相鄰電極保持極距a，每測量完一點向前移動一個基本點距x，直至B極為最後一個電極止，剖面上的測點數隨剖面號增大而減少，其斷面上測點呈倒梯形分布，當實接電極數為60，隔離係數為16，斷面測點分布如圖1所示。將獲得的高密度電法記錄回放統計，按剖面規整記錄數，在計算機上用高密度電阻率法及反演程序軟體對每排列記錄進行計算。數據處理過程包括數據轉換、預處理、地形校正、二維反演、解釋成圖。

由於地下存在幹擾物等因素，物探給出的結論存在一定不確定性。對於物探給出的疑似區域，再配合採用鑽孔設備進行鑽探或人工清挖準確驗證後，才能最終確定含多氯聯苯廢舊電容器封存位置。

步驟2：鑽孔；

在物探給出的疑似區域後，要進行鑽孔工作，鑽孔的目的主要包括：一是在物探工作的基礎上，通過少量鑽探（或挖掘）工作，可以確定封存點的準確位置；二是通過鑽孔採集封存點及周邊可能受到汙染的土壤分析樣品，檢測其PCBs濃度；三是描述地層巖性特徵，為判斷PCBs遷移擴散規律，從而確定汙染範圍提供依據。根據汙染場地地形、地勢、地下水流向，初步判斷多氯聯苯可能的遷移方向和深度，由此確定鑽孔數量、方向和深度。鑽孔取樣布點：沿下降地形水平方向或地下水流向呈扇形布點；以封存區域為中心，由內向外，由密至稀布點，間距有0.5m、1m、2m三個級次。1#鑽孔位於封存物上方，鑽孔時應特別小心，以免破壞封存物，造成汙染物洩露，鑽至頂板即可。其餘鑽孔深度鑽至封存物底板下5米深（或鑽至基巖），選取4個鑽孔加深至基巖，做為地質調查鑽孔。每個樣品應不少於1kg。必要時可進行二次採樣，具體布點可據物探結果進行微調。

鑽孔取樣工具：可採用洛陽鏟或車載小型鑽機。

提交成果：汙染土壤分析檢測報告，鑽孔地層柱狀圖，土壤橫向、垂向滲透係數。

2.3取樣分析

結合鑽孔，採不同位置的土樣，委託有PCBs分析檢測資質的單位進行分析測試。鑽孔取樣分析的土樣數量不宜過多，可根據汙染場地的大小、填埋位置、封存方式、周圍環境等現場實際情況確定。

1、鑽孔分層取樣方法：

如圖2所示，根據掩埋坑埋深情況，在距擬定封存物上頂板0-0.2米處設一段取土樣品，在封存物底面下0.2、0.5米、1米、2米、5米處分層設置不同段取土樣品。

分層取樣能夠有效地採集到封存點外延平面鑽孔點垂直深度代表性樣品，測試其多氯聯苯含量，以探求滲漏汙染可能達到的實際範圍，從而為確定開挖深度及土方量，確定開挖方式、作業方案提供依據。

2、快速檢測

為了快速了解現場多氯聯苯汙染概況，在取樣之後即用L2000DX多氯聯苯快速測定儀進行了野外現場測定。該快速檢測結果，可為鑽孔布點優化和優選送檢樣品提供參考依據。

L2000DX測定土壤中PCBs含量的主要原理是：通過有機溶劑萃取將土壤中有機氯轉移到有機溶劑中，去除無機氯的幹擾，有機氯轉化成無機氯的過程包括樣品與金屬鈉的反應，然後在水相緩衝溶液中萃取反應後的無機氯，再用氯選擇電極對萃取的氯化物進行定量。通過儲存的轉換因子，就可以將氯化物含量轉換成被分析物的濃度。

3汙染範圍評估

根據物探、鑽孔、檢測分析結果，分析確定封存區域PCBs汙染程度和範圍。主要確定兩個土壤汙染濃度分界面：一是濃度500mg/kg的高濃度汙染土壤界面，二是濃度50mg/kg的低濃度汙染土壤界面。以這兩個土壤汙染濃度為分界面，繪製封存區域立體剖面圖。

PCBs含量在50mg/kg以上的汙染土壤均為現場清理對象，根據國家相關標準規定，PCBs含量在500mg/kg以上的汙染物必須焚燒處置，PCBs含量50mg/kg至500mg/kg之間的汙染物可採用填埋處置。

通過汙染範圍評估，可估算出含PCBs電容器數量、不同程度汙染土壤數量和總工程量，為編制現場清挖方案提供重要依據。

4現場清理

（1）工作原則

按照先清理重汙染物，後清理輕汙染物的原則：按照「剝離表層—取出電容器和廢液—取原始掩埋物—取高汙染土—取低汙染土」的順序開展清挖工作。

——按形態不同、汙染輕重不同分類清理的原則：掩埋坑內可能存在的積液、破損電容器中殘留的浸漬液等廢液單獨收集貯存；固態廢物按電容器、原始掩埋物、高汙染土、低汙染土分別挖取分類包裝暫存。

——安全、徹底清挖原則：根據汙染土壤界面圖，安全徹底的將廢舊電容器和50mg/kg以上的汙染土壤清理；作業過程嚴防二次汙染擴散，二次汙染物全部按高濃度廢物回收。

（2）清理順序：

a.填埋坑頂部土壤清理：視物探和檢測結果確定填埋坑頂部汙染土壤的劃分和清理深度；

b.廢液清理：清理出電容器之前，填埋坑內若有洩漏和降水積存的廢液，先對這類液態汙染物進行回取。廢液回取完畢後，使用鋸末對殘留液進行吸附；

c.電容器清理：將電容器取出後放置於專用容器中；

d.原始包裝物、掩埋物清理：視為高濃度汙染物一類，進行包裝；

e.封閉體周圍重汙染土清理；

f.底層重汙染土清理；

g.低濃度汙染土、二次汙染物清理。

5廢物包裝、暫存

電容器和重汙染土壤取出後立即包裝。將電容器用加厚塑料膜袋包裝，然後將3～6臺電容器裝入專用容器中；汙染土壤全部裝入專用容器中。

包裝好的PCBs廢物有兩種暫存方案：一是在清挖現場直接裝入專用運輸車暫存；二是在清理現場設置暫存區，暫存到一定數量後採用小型車輛轉運至危廢專用運輸車運走。具體採用哪種暫存方案，得根據現場的實際情況確定。包裝暫存總體要求為：防滲、防洩漏、防二次汙染。

包裝材料要求：剛性包裝物，要減少內容物在運輸過程中的移動和震動，即容器對於盛裝物品應具有良好的貼合性，減少在搬運和運輸過程中發生容器內移動；液體包裝廢物，包裝桶要預留一定容積空間，切勿將包裝桶注滿，桶頂與液體表面之間保留100mm以上空間，以防止運輸途中路面顛簸造成液體淋濺、外溢現象發生；柔性包裝物，要有足夠的韌性，避免包裝材料自身破損，儘量使其與汙染廢物貼合，以減少包裝物內部磨損。

應確保廢物包裝嚴格密封、綑紮牢固，必須用防漏膠袋或雙層包裝盛裝。要依據所包裝廢物的重量、硬度、運輸中的震動和摩擦等因素，合理選擇包裝材料的強度、硬度、彈性、韌性等。

根據廢物分類，確定廢物具體包裝技術要求，不同廢物採用不同的包裝容器與包裝方式：

第一類：液態PCBs廢物

收集液態PCBs廢物時，考慮PCBs廢物的化學性質和運輸強度，採用鋼桶盛裝。儘量減少容器數量，易於搬運，故單個桶容積以200L為宜，鋼桶的具體尺寸為φ560×850；結合運輸強度要求，選取鋼桶壁厚為2mm，單個桶重18kg。

盛裝液態PCBs廢物時，要求液體上表面與桶頂內部的防護距離為100mm。以四個桶為一個單位置於一個防洩漏託架上，將4個桶用繩子進行捆綁，使其成為一個整體便於搬運、吊裝和運輸。

第二類：含PCBs電容器

對於電容器包裝方式分為兩類，第一類是保存完好無損、沒有洩漏的電容器，先用雙層聚乙烯塑膠袋封裝，再集中於鐵槽內密封；另一類是已經洩漏的電容器，應先把電容器內的液體全部倒淨，液體用鋼桶盛裝，電容器殼體用雙層聚乙烯塑膠袋封裝，再集中於鐵槽內密封。

先採用雙層聚乙烯塑膠袋封裝，防止洩露PCBs液體外溢；再用鐵槽盛裝，鐵槽的物理強度要達到吊裝、搬運要求；另外要與電容器的幾何形狀相匹配，合理利用容器空間。雙層聚乙烯薄膜的單層厚度為100μm左右，規格為800×1200，重量120～180g/個，鐵槽具體尺寸為1.05×1.3×1.2（m3）。

第三類：原始包裝物

這類廢物主要是設備進行封存時的包裝物。這類廢物強度較小、塑型性良好，可以採用雙層聚乙烯塑膠袋包裝，然後放入鐵槽內密封。盛裝時必須將廢物壓實。如果是鉄槽等，應根據腐蝕情況或強度，決定是切割、或整體包裝。可直接放入內襯防滲層的包裝箱內和其它汙染物一同包裝。

第四類：頂層構築物（水泥層）

有頂層構築物即水泥混凝土層，使用雙層聚乙烯塑膠袋包裝後，裝入鐵箱中。

第五類：PCBs汙染土壤

汙染土壤採取與第四類汙染物相同的形式進行包裝。由於這類汙染物的物理強度較小，在進行聚乙烯薄膜包裝時可以根據薄膜的強度儘量多的進行盛裝，但必須保留大於100mm的封口外沿。同時在進行鐵槽封裝時，可以儘量將其壓實。

第六類：吸附PCBs的抹布、木屑，被汙染的防護服、手套、清理時使用過的小型工具等。這類汙染物中的吸附材料、防護服、手套等，採用雙層聚乙烯薄膜包裝，然後放入鐵槽內。接觸汙染物的小型工具，具有不規則的幾何形狀以及一些銳角邊緣，採用抹布包裹或纏繞後，放入鐵槽內盛裝。

6、暫存方式及要求

根據作業現場的實際情況，可以採用不同的暫存方式：

（1）暫存庫

在作業區域內按照危險廢物暫存庫的建設標準修建臨時PCBs汙染物暫存庫。這一方案的安全性較高，減少汙染物移動距離，有利於汙染物集中管理和二次汙染預防。但是這一方案會增大作業區域，建設合乎標準的臨時儲存庫造價很高，且浪費時間。該方案只適用於廢物量大、場地區域面積足夠大、場地清理時間長的情況，一般很少使用。

（2）貨櫃暫存

將包裝好的汙染物按要求合理方式堆放在貨櫃內，利用場內空地作為貨櫃的堆放場所。但是貨櫃的臨時堆放場地，要滿足廢物臨時儲存庫的基本要求，如地面平坦、防雨、防滲、防盜等。這一方案的資源利用率較高，與新建庫房相比節省時間、降低成本。

（3）現場即清即運，異地集中暫存

在運輸貨櫃的車輛無法進入填埋區現場，可以選擇廢物暫存方案：現場即清即運，異地集中暫存。該種方式較為常用。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。