為實現(xiàn)北京“綠色奧運”承諾，改善城市環(huán)境質(zhì)量，加快城市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，各地政府部署實施了天然氣逐步取代城市焦爐煤氣、城區(qū)污染擾民企業(yè)搬遷等一系列重要舉措，如北京市的焦化廠：1998年以來，北京煉焦化學廠(以下簡稱北京焦化廠)不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)，壓縮煤氣供量，陸續(xù)停運了部分生產(chǎn)設(shè)施。2006年7月15日，根據(jù)北京市政府的決定，北京焦化廠正式進入停產(chǎn)程序，在確保安全的前提下，將用3至6個月的時間完成全部生產(chǎn)裝置停產(chǎn)工作。

　　伴隨著這些焦化企業(yè)的搬遷，搬遷后所遺留的污染問題顯的尤為嚴重。在焦化廠多年的生產(chǎn)過程中，由于很多原因?qū)е碌男孤妒箯S區(qū)的污染受到了嚴重的污染，如果該塊場地未來用作居住、商業(yè)等用地，必須清除風險后才能進行建設(shè)使用。這些情況的產(chǎn)生對相關(guān)修復(fù)技術(shù)的需求越加的迫切。

　　一.焦化廠生產(chǎn)工藝的研究

　　焦化廠主要是供應(yīng)城市煤氣和焦炭，同時還生產(chǎn)硫銨、輕苯、工業(yè)萘、酚類等40多種化工產(chǎn)品。2002年以前焦炭產(chǎn)量穩(wěn)定在230萬噸/年左右，2003年3#、4#焦爐停產(chǎn)后焦炭產(chǎn)量約為180萬噸/年。一般的工藝流程為：

　　原料煤經(jīng)火車運至備煤分廠儲存，備煤分廠將加工配比合格的裝爐煤輸送至焦爐煤塔，通過裝煤車將煤裝入焦爐炭化室，煤通過在炭化室高溫干餾，分解出的荒煤氣，由炭化室頂部經(jīng)上升管、橋管、集氣管至吸氣管，荒煤氣在橋管和集氣管中經(jīng)氨水噴灑冷卻，溫度由700~850℃降到80~100℃。

　　荒煤氣中所含大量焦油(約70%)在集氣管中冷凝，隨氨水和荒煤氣一同經(jīng)吸氣管至氣液分離器，在此荒煤氣與氨水、焦油分離。

　　與氨水、焦油分離后的荒煤氣被送至回收一分廠進一步冷卻至23℃以下，經(jīng)電捕焦油器除去油霧后，由鼓風機送至煤氣精制分廠終冷脫硫、洗氨、洗苯后，再經(jīng)回收二分廠的二級脫硫后，最終作為商品煤氣外送或焦爐回用。

　　與荒煤氣分離后的氨水和焦油經(jīng)機械化澄清槽實現(xiàn)油水分離，分離出來的焦油經(jīng)焦油貯槽送至焦油分廠，經(jīng)過脫水、加熱、蒸餾、分離等工序進一步回收化產(chǎn)品或外銷。

　　經(jīng)機械化澄清槽澄清后的氨水絕大部分供焦爐循環(huán)使用，剩余氨水則送至煤氣精制分廠，經(jīng)過礫石過濾、脫酸蒸氨等工序生產(chǎn)硫銨。

　　在炭化室經(jīng)過高溫干餾的煤變?yōu)榻固?，成熟的焦炭由推焦車?jīng)攔焦車導焦柵進入熄焦車，熄焦后放入涼焦臺，經(jīng)皮帶輸送至篩焦樓，篩分成為不同等級的焦炭外銷。

　　二.生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染物

　　根據(jù)一般焦化廠的生產(chǎn)工程，可以預(yù)期到在整個歷史中所可能產(chǎn)生的污染物主要為有機污染物，如多環(huán)芳烴、芳香類有機物等，具體如：苯、苯胺、苯并蓽、煙塵、煤粉塵、焦塵、SO2、NOX、酚、SO3、H2S等等。這些有機物不但毒性大，而已具有一定的揮發(fā)性。

　　三.有機污染物的處置技術(shù)

　　針對此類污染物，國外也已有很多成熟的修復(fù)技術(shù)，主要分為三大類，物化法、生物法和聯(lián)合修復(fù)法。

　　1.物化法

　　(1)蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)

　　蒸氣浸提技術(shù)是指通過降低土壤空隙蒸氣壓，把土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為蒸氣形式而加以去除的技術(shù)，是利用物理方法去除不飽和土壤中揮發(fā)性有機組分(VOCs)污染的一種修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)適用處理污染物為高揮發(fā)性的化學成分，如汽油、苯、四氯乙烯等。

　　該技術(shù)的基本原理是在污染環(huán)境中引入清潔空氣產(chǎn)生驅(qū)動力，利用土壤固、液、氣相之間的濃度梯度，在欺壓降低的情況下，將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的污染物排出土壤，排除的污染氣體在進行收集并在地上進行處理。為增加壓力梯度和空氣流速，很多情況下，也在土壤中安裝空氣注射井。

　　(2)固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)

　　固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)是指防止或者降低污染土壤釋放有害化學物質(zhì)過程的一組修復(fù)技術(shù)，包括原位和異位固化/穩(wěn)定化，通商用于重金屬和放射性污染土壤的無害化處理。

　　固化是指將污染物包裹起來，使之呈顆粒狀或大塊狀存在，進而使污染物處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，通常情況下，它主要是將污染土壤轉(zhuǎn)化為固態(tài)形式，即將污染物封裝在結(jié)構(gòu)完整的固態(tài)物質(zhì)中的過程。

　　穩(wěn)定化是指將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力或毒性變小的狀態(tài)和形式，即通過降低污染物的生物有效性，實現(xiàn)其無害化或者降低對生態(tài)系統(tǒng)危害。

　　(3)熱力學修復(fù)技術(shù)

　　熱力學修復(fù)技術(shù)是利用熱傳導(熱毯、熱井或熱墻等)或熱輻射(無線電波加熱)等實現(xiàn)對污染土壤的修復(fù)。與玻璃化技術(shù)相比，即使是高溫加熱修復(fù)的溫度也相對較低。根據(jù)加熱體系和溫度的差異可分為高溫(>100度)加熱修復(fù)技術(shù)、低溫(<100度)加熱修復(fù)技術(shù)和電磁波加熱修復(fù)技術(shù)。

　　熱力學吸附的基本原理在于加熱過程中土壤中的有機污染物會加速分解和揮發(fā)，從而通過氣體抽吸系統(tǒng)將污染氣體從土壤中抽出收集，然后在地上進行處理。

　　(4)化學氧化修復(fù)技術(shù)

　　化學氧化修復(fù)主要是向污染環(huán)境中加入化學氧化劑，依靠化學氧化劑的氧化能力，分解破壞污染物的結(jié)構(gòu)，使污染物降解或轉(zhuǎn)化為低毒、低移動性物質(zhì)的一種修復(fù)技術(shù)。

　　對于污染土壤來說，該技術(shù)不需要將污染土壤全部挖出，而只是在污染區(qū)不同深度鉆井，將氧化劑注入土壤中，通過氧化劑與污染物的混合、反應(yīng)使污染物降解或?qū)е滦螒B(tài)的變化，達到修復(fù)污染環(huán)境的目的。

　　(5)淋洗修復(fù)技術(shù)

　　化學淋洗修復(fù)是借助能促進土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移的化學/生物化學溶劑，在重力作用下或通過水頭壓力推動淋洗液注入到被污染的土層中，然后再把含有污染物的溶液從土壤中抽提出來，進行分離和污水處理的技術(shù)。淋洗液通常具有淋洗、增溶、乳化或改變污染物化學性質(zhì)的作用?？煞譃樵缓彤愇涣芟葱迯?fù)兩種類型。

　　2.生物修復(fù)技術(shù)

　　狹義上講，生物修復(fù)是利用生物，特別是微生物催化降解有機污染物，從而修復(fù)被污染環(huán)境或消除環(huán)境中污染物的一個受控或自發(fā)進行的過程。

　　廣義上講，除了微生物修復(fù)外，還包括植物修復(fù)和動物修復(fù)，也就是說，生物修復(fù)是利用細菌、真菌、水生藻類、陸生植物等的代謝活性降解有機物，減輕其毒性，改變重金屬的活性或在土壤中的結(jié)合態(tài)，通過改變污染物的化學、物理特性而影響它們在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和降解速率。

　　生物修復(fù)可以原位進行，節(jié)省費用。其費用只是傳統(tǒng)物理、化學方法的30～50%

　　環(huán)境影響小，生物修復(fù)是一個子讓過程的強化，最終產(chǎn)物是二氧化碳和水等，不會形成二次污染，遺留問題少

　　最大限度降低污染物濃度，殘留污染物的濃度可以達到很低

　　可用于其他技術(shù)難以應(yīng)用的場地，如建筑物以下不能挖掘的土壤污染

　　可以同時處理土壤和地下水污染，可以與其他技術(shù)聯(lián)用，可以處理復(fù)合污染。

　　生物修復(fù)生物修復(fù)包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)、菌根修復(fù)。

　　(1)微生物修復(fù)

　　早期的生物修復(fù)主要指微生物修復(fù)，是研究得最早、最深入、應(yīng)用也最為廣泛的一種生物修復(fù)方法，由此產(chǎn)生一系列修復(fù)技術(shù)如現(xiàn)場處理、就地處理、堆肥、生物反應(yīng)器等。應(yīng)用這些技術(shù)處理多環(huán)芳烴污染土壤已有廣泛研究，其他生物修復(fù)技術(shù)也都離不開微生物的作用。

　　微生物修復(fù)技術(shù)比較成熟，應(yīng)用廣泛，還可與其他方法配合使用，如BV  技術(shù)、外加菌種、添加表面活性劑等。但有些方法效果不夠理想或處理費用較高，有的只停留在實驗室階段。

　　(2)植物修復(fù)和菌根修復(fù)

　　與重金屬污染相比，對有機物污染土壤的修復(fù)要復(fù)雜得多，它包括吸附、吸收、轉(zhuǎn)移、降解、揮發(fā)等，其中有根系分泌物、體內(nèi)酶、植物體的代謝和蒸騰等作用。與重金屬污染的修復(fù)一樣，任何一種技術(shù)都不能很好地對有機物污染的土壤進行單獨修復(fù)，需要各種方法的配合使用，如植物-  微生物- 菌根體系等。

　　3.聯(lián)合修復(fù)方法

　　針對土壤復(fù)合污染的實際，當前研究的重點應(yīng)集中在生物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)與生物方法同物理化學方法的結(jié)合上。

　　(1)復(fù)合污染土壤的溶劑淋洗/萃取-微生物修復(fù)

　　(2)將微生物細胞和酶固定化方法應(yīng)用于污染土壤修復(fù)，用于有機復(fù)合污染土壤原位修復(fù)和異位修復(fù)的細胞固定化方法，

　　(3)高分子量多環(huán)芳烴與有機氯的光降解與生物修復(fù)聯(lián)合作用機理

　　(4)復(fù)合污染條件下植物與微生物協(xié)同修復(fù)原理

　　(5)土壤復(fù)合污染的化學還原-微生物降解修復(fù)原理

　　(6)適用有機復(fù)合污染土壤修復(fù)的生物反應(yīng)器機理

　　利用微生物細胞固定化技術(shù)，研究有機污染土壤修復(fù)的生物反應(yīng)器(BSR)，探討污染土壤連續(xù)性修復(fù)的可能性。反應(yīng)器類型以攪拌泥漿反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器為主。

　　四.未來的展望

　　環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域在國內(nèi)屬于新興領(lǐng)域，但在國外相關(guān)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟。技術(shù)的引進及研發(fā)將是我們環(huán)保工作者未來的一個重點。