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技术总览
土壤淋洗是一种异位修复技术，其原理是向土壤中注入或渗入冲洗液，使土壤中的污染物被分离到水中。美国环境保护局（EPA）将土壤淋洗分成六个步骤：预处理，分离，粗颗粒处理，细颗粒处理，用水处理与残渣处理。本文主要介绍普鲁士王科技公司(King of Prussia Technical Corporation）位于新泽西州温斯洛 (Winslow, NJ) 的Superfund Site的修复过程，从而进一步分析介绍土壤淋洗这一土壤污染处理方法。
作者介绍
濮俊健
于Drexel University获取环境卫生工程本科学位。目前就读于Drexel University环境卫生工程硕士（2018年6月16日毕业）。主修Environmental Treatment Processes, Air Quality 和 Human Risks，并拥有Environmental & Occupational Health学习背景如Toxicology和Exposure Assessment。宾夕法尼亚州注册E.I.T。
项目背景
Superfund Site 是全美范围内的第一个进行全面土壤淋洗的工程。1970年，普鲁士王科技公司在这里处理工业垃圾，并将其出售给其他建筑公司。然而好景不长，该公司于1974年申请破产，在这里留下了6个氧化塘，含有超过一千五百万加仑的酸碱液体。1985年，该场地被列入国家优先处理场 (National Priorities List)。决策记录 (Record of Decision)于1990年9月发布。1993年，Superfund Site开始正式的治理。
图一：项目现场
图二：项目地理位置
预处理流程
该场址的治理过程与EPA的标准步骤略有不同。
图三，四：相关处理设备
图五：处理工艺流程
预处理包括土壤的挖掘与筛选。不同于一般的土壤挖掘，温斯洛的土壤挖掘是有选择性。先由肉眼判断土壤的基本情况，然后再使用X射线荧光技术确认其污染程度（X射线荧光技术是一种非破坏性的分析技术，主要用于确定物质的组成元素。该技术将物质暴露在X射线中，然后测量由该物质反射出的X射线。物质中的每一种元素都有一组独特的指纹图谱）。那些污染物含量低于需要处理程度的土壤被列为干净的土壤。这些干净的土壤随后会被运输到储存区域，并且最终被用于回填。而那些处于需要处理程度的土壤则会被运输到筛选区域，进行下一步的处理。在温斯洛的Superfund Site中，共有4万吨的土壤被挖掘出，通过X射线荧光技术的确认，最终只有2万吨的土壤处于需要处理。在土壤处理的筛选区域，土壤将一共通过三层筛选。在第一层筛选过程中，超大物质将通过漏斗和震动格栅过滤去除。这类物质包括混凝土，树墩和树枝等一类超过8英寸的物质。在第二层筛选过程中，大于设备所能处理尺寸（2英寸）的物质将通过一个双层的震动重叠传送带去除。在第三层筛选过程中，土壤将通过高压喷水嘴。在这一过程中，土块被打碎，碎石被分离并最终形成泥浆，后被输送到下一步的处理区域。
图六，七：挖掘与筛选
泥浆通过多阶段旋液分离器(multi-stage hydrocyclones)后被分为粗颗粒与细颗粒。 多阶段旋液分离器的效率高达99%。旋液分离器可以设置颗粒分离粒径，在本工程中，粒径设置为40微米（据实验数据，高于40微米将降低分离器效率）。此外，旋液分离器也可以进一步减少需要处理的淤泥量与细微颗粒。通过了旋液分离器的粗颗粒物质将进入下一步的处理-真正的土壤淋洗；细颗粒物质则直接进入最后的污泥处理阶段。
图八：多阶段旋液分离
土壤淋洗
在现今的土壤淋洗中，有两个最常用的方法，一种是添加表面活性剂，另一种是摩擦洗涤。 使用方法的选择取决于土壤和污染物的特性。表面活性剂的原理是基于物质表面张力，添加表面活性剂有助于降低物质表面张力，从而使污染物与土壤分离，这与使用洗洁精洗碗有异曲同工之处。摩擦洗涤的原理则是基于物质之间的摩擦力，多用于分离有机物与土壤，其原理与使用钢丝球洗碗相同。
通过了旋液分离器的粗颗粒被送入一个加有表面活性剂的水槽，空气从水槽底部加入，形成气泡，在气泡的上浮过程中，污染物吸附于气泡周围并最终被带到水面。随后，这些污染物被剔除并进入最后处理阶段。这个过程被称为泡沫浮选。处理干净的粗颗粒将进入分离器，进行脱水处理。在处理完的粗颗粒中，大约有85%的用于回填。脱离出的水也被循环用于第三层的筛选。
图九：泡沫浮选
最后处理阶段被称为污泥处理。那些没有经过泡沫浮选的细颗粒物质进入薄片澄清器，污泥浓缩池和压缩机，最终成为含水率50-60%的干燥滤饼并被作为非有害垃圾填埋。压缩完的水同样被循环用于第三层的筛选。当所有土壤都完成淋洗之后，所用的水会输送至附近的污水处理厂集中处理。
结果
总体来说，温斯洛Superfund Site的土壤修复是非常成功的。土壤中的11种重金属被有效的处理，其中，铬，铜，铅，镍和锌的浓度大大的低于原本的要求。包括填埋的花费，治理的总费用维持在七百七十万美金。
总结
土壤淋洗可以有效移除土壤中的污染物，包括半挥发性与挥发性的有机物，重金属，燃油和杀虫剂，花费也相对较低。每吨的土壤淋洗费用一般是150美金至200美金，而且设备也是非常的普遍。
然而，要注意的是，土壤淋洗并不能真正的处理污染物，其过程只是分离土壤和污染物，并最终会产生高浓度的污水和污泥。这些污水和污泥必须小心处理，有些还会要求额外的无害化处理。
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