T∕ACEF 058-2023 污染土壤异味控制水凝胶制备技术指南.pdf

团团 体体 标标 准准 T/ACEF 0582023 污染土壤异味控制水凝胶制备技术指南 Technical guidelines for preparation of hydrogel for controlling contaminated soil odor 2023-02-16 发布 2023-02-16 实施 ICS 13.020.40 CCS Z 05 中 华 环 保 联 合 会 发 布 I 目 次 前前 言言.I 1 范围范围.1 2 规范性引用文件规范性引用文件.1 3 术语和定义术语和定义.1 4 通用原则通用原则.2 5 制备技术制备技术.2 6 安全生产与环境保护安全生产与环境保护.4 7 产品产品指标指标.5 8 其他其他.6 附录 A（资料性）（资料性）污染土壤污染土壤异味异味物质物质扩散通量扩散通量测定方法测定方法.7 附录 B（资料性）污染土壤异味控制水凝胶制备及使用效果案例.9 I 前前 言言 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。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华环保联合会提出并归口。本文件起草单位：北京化工大学、中科鼎实环境工程有限公司、华东理工大学、北京市生态环境保护科学研究院。本文件主要起草人：徐仲均、陈晓春、杨勇、张猛、李国傲、王曙光、林爱军、於进、王亚玲、李鹏、冯美云、徐志强、孙成一。1 污染土壤异味控制水凝胶制备技术指南 1 范围范围 本文件提出了污染土壤异味控制水凝胶的制备技术，并给出了安全生产、环境保护和产品的包装、标志、贮存等方面的技术指导。本文件适用于污染土壤异味控制水凝胶的制备。2 规范性引用文件规范性引用文件 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 8978 污水综合排放标准 GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 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/T 191 包装储运图示标志 GB/T 19277.1 受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法 第 1 部分：通用方法 3 术语和定义术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 污染土壤污染土壤异味控制水凝胶异味控制水凝胶 hydrogel for controlling contaminated soil odor 2 具有三维网络结构的含水聚集态物质，在土壤表面喷施成膜后，可通过物理阻隔、吸附、包络等作用有效阻止污染土壤中异味物质向环境空气排放。3.2 异味物质异味物质扩散通量扩散通量 diffusion flux of odor compounds 单位时间内在垂直扩散方向上通过单位截面积的异味物质的质量。3.3 固含量固含量 solid content 污染土壤异味控制水凝胶在 105下烘至恒重后剩余部分占烘干前总量的质量百分数。3.4 成膜时间成膜时间 film-forming time 污染土壤异味控制水凝胶喷施于土壤后形成膜所需要的时间。4 通用原则通用原则 4.1 异味物质长效控制是指污染土壤异味控制水凝胶按 5 L/m2单次使用且成膜后，异味物质扩散通量降低 85%以上，有效时间14 天。异味物质包括但不限于 GB 14554 所规定的恶臭（异味）物质。4.2 可生物降解性是指污染土壤异味控制水凝胶按 GB/T 19277.1 的规定，在受控条件下 45 天后生物分解率70%。5 制备制备技术技术 5.1 主要原料主要原料 一般情况下，污染土壤异味控制水凝胶制备过程中所使用主要原料包括但不限于：a)成膜剂为聚乙烯醇；3 b)增稠剂为羧甲基纤维素钠、钠基膨润土；c)保湿剂为甘油；d)异味络合剂为-环糊精；e)消泡剂为聚二甲基硅氧烷；f)防腐剂为尼泊金复合酯。5.2 主要设备主要设备 一般情况下，污染土壤异味控制水凝胶制备过程涉及的主要设备包括但不限于：a)分散罐：罐体材质为不锈钢，搅拌装置为高剪切乳化头，搅拌转速 2800 rpm；b)乳化泵：转速 2800 rpm，额定压力 20 MPa；c)搅拌罐：电加热棒夹套加热，加热介质为导热油或水，罐体材质为不锈钢，保温材料为珍珠棉、岩棉或浇注发泡聚氨酯，搅拌装置为桨叶式，搅拌转速 0120 rpm；d)凸轮转子泵：转速 200400 rpm，扬程范围 10 m（1500 Pa s 条件下）。5.3 工艺流程工艺流程 5.3.1 工艺路线 污染土壤异味控制水凝胶制备主要工艺包括原料在水中分散、乳化、加热搅拌、出料、包装贮存，工艺路线见图 1。图图 1 工艺路线工艺路线 4 5.3.2 工艺指标 污染土壤异味控制水凝胶中主要原料质量占比、原料在水中的分散时间、恒温搅拌时间及加热温度等工艺指标见表 1。表表 1 工艺工艺指标指标 项项目目 质量占比 分散时间(min)恒温搅拌时间(min)加热温度()甘油（%）环糊精(%)羧甲基纤维素钠(%)聚乙烯醇(%)钠基膨润土(%)聚二甲基硅氧烷(%)尼泊金复合酯(%)指指标标 2.05.0 1.03.0 2.06.0 3.06.0 03.0 0.10.5 0.51.0 2040 60120 5090 5.4 制备制备流程流程 制备流程按以下推荐步骤进行操作，加入的各种原料在产品中的质量占比符合表 1：a)首先将纯水加入分散罐，然后将-环糊精、聚二甲基硅氧烷和甘油加入水中；b)开启分散罐的搅拌装置，将羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇和钠基膨润土混合均匀，按 6-12 kg/min 的速度加入分散罐，持续搅拌 2040 min 使物料完全分散；c)开启乳化泵，物料经乳化后，送入搅拌罐；d)搅拌罐加热至 5090，并恒温搅拌 60120 min 形成水凝胶，停止加热，加入尼泊金复合酯并搅拌均匀，得到产品；e)待产品冷却至常温后，用凸轮转子泵将其送入储料桶，密闭贮存。6 安全生产与环境保护安全生产与环境保护 6.1 安全生产安全生产 6.1.1 加强安全生产管理，建立健全安全生产的规章制度和操作规程。5 6.1.2 对作业人员进行专业培训，使其熟练掌握安全生产知识和污染土壤异味控制水凝胶制备技术。6.1.3 对安全设备进行经常性维护和保养，定期进行安全检查。6.2 环境保护环境保护 6.2.1 设备清洗废水排放符合 GB 8978。6.2.2 厂界噪声排放符合 GB 12348。6.2.3 生产过程中粉尘排放符合 GB 16297。7 产品产品指标指标 7.1 感官指标感官指标 产品外观、气味和杂质等感官指标符合表 2。表表 2 感官指标感官指标 项目项目 指标指标 外观 灰白色粘液 气味 无味 杂质 无肉眼可见外来杂质 7.2 理化指标理化指标 产品 pH 值、相对密度、固含量及粘度等理化指标符合表 3。表表 3 理化指理化指标标 项目项目 指标指标 pH 值 6.08.0 相对密度（g/mL）0.951.15 固含量（%）8.0 粘度（Pa s）1000 6 7.3 性能指标性能指标 产品成膜时间、可生物降解性和异味控制性能等指标符合表 4。污染土壤异味物质扩散通量测定方法见附录 A，污染土壤异味控制水凝胶制备及使用效果案例见附录 B。表表 4 性能指标性能指标 项目 指标 成膜时间 温度 60，相对湿度 60%条件下，成膜时间 6 小时 可生物降解性 按 GB/T 19277.1 的规定，在受控条件下 45 天后产品生物分解率 70%异味控制性能 污染土壤异味控制水凝胶按 5 L/m2单次使用且成膜后，异味物质扩散通量降低 85%以上，有效时间14 天 8 其他其他 8.1 标志标志 包装符合 GB/T 191，包装上注明产品名称、生产商、生产日期、批号、重量或体积。8.2 包装包装 宜用塑料桶密封包装，可选用吨桶、200 L 桶、25 L 桶。8.3 贮存贮存 宜贮存于通风、干燥、阴凉、清洁的库房中，不宜露天存放。8.4 保质期保质期 保质期为未开封情况下自生产之日起 12 个月，开封后 72 小时用完。7 附录附录 A（资料性）污染土壤污染土壤异味异味物质物质扩散通量扩散通量测定方法测定方法 A.1 静态箱构成静态箱构成 污染土壤异味物质扩散通量测定采用静态箱法，静态箱由基座和箱体组成（图 A.1）。静态箱基座一般采用不锈钢制成，上部为密封槽，下部嵌入土壤深度 5 cm。箱体一般也由不锈钢制成，箱体内上部装有两个气体混合风扇、一个温度传感器，侧面或顶部带有采样口。图图 A.1 异味异味物质物质扩散通量扩散通量测定测定静态箱静态箱法法示意图示意图 A.2 异味物质扩散通量测定异味物质扩散通量测定 在水平土面上布设静态箱不锈钢基座，基座下边缘插入土内，并确保基座下部不漏气。测定前，将静态箱的箱体扣在其基座密封槽内，采用密封条或水密封，开启箱内风扇。采样可以通过真空采样器配备气袋或真空泵配备采样罐（瓶）进行，每隔一段时间采集一个空气样品，宜采集 3 个以上样品，同时记录箱内的气温。采集后的样品送实验室检测。8 A.3 异味物质扩散通量计算异味物质扩散通量计算 a)异味物质浓度校正 箱体内 t 时刻测得某异味物质浓度（或所有异味物质总浓度）为 Ct，按以下公式校正到标准状况下：0273101.325273tttCCP+=在时间 t 内测定的箱体内异味物质浓度依次为 C0、C1、C2Ct，校正到标准状况下，然后采用线性回归法计算出箱体内异味物质浓度0tC随时间 t 的变化率 k：0tdCkdt=则 =式中：Ct为 t 时刻实测的异味物质的浓度，mg m-3；0tC为 Ct校正到标准状况下的数值，mg m-3；k 为0tC随时间 t 的变化率，mg m-3 h-1；T 为箱体内气温，；P 为测量地的大气压，kPa；F 为异味物质的扩散通量，mg m-2 h-1；A 为箱体横截面积，m2；V 为箱体容积，m3；9 附录附录 B（资料性）污染土壤异味控制水凝胶制备及使用效果案例 B.1 水凝胶制备水凝胶制备 参照 5.4 制备流程，制备污染土壤异味控制水凝胶，其感官指标符合表 2，理化指标符合表 3，性能指标符合表 4。B.2 使用效果使用效果 将制备完成的污染土壤异味控制水凝胶，用于某污染场地非扰动土壤异味控制。污染场地主要检出甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、苯乙烯，其中释放通量最高的是苯乙烯。将制备的水凝胶按 5 L/m2的喷施量均匀喷洒于污染土壤表面，14 天的观测结果表明，水凝胶喷施后，异味物质控制率随时间延长而提高，总的异味物质控制率始终维持在 90%以上（图 B.1）。注：总的异味物质控制率是指污染场地检出的甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、苯乙烯扩散通量总和的控制率。图图 B.1 污染土壤异味控制污染土壤异味控制水凝胶水凝胶使用效果使用效果