CN102029286B - 易挥发性有机物污染土异位修复方法及专用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了易挥发性有机物污染土异位修复方法及专用装置，专用装置由保温箱、喷淋器、支架、注水泵、抽气泵、气体收集箱和各种连接管道组成，将按预处理污染土体积1～2倍的生石灰放入专用装置保温箱底部，再将预处理污染土置于专用装置支架上，通过喷淋器向生石灰中注水，当水盖过生石灰后关闭注水泵，将专用装置静置60～100min，待生石灰和水反应所产生的热释放完毕，即土壤修复过程结束。本发明充分利用熟石灰制备过程中所产生的热量，热脱附修复易挥发性有机物污染土，并使污染土修复过程处于一个封闭空间内，热能充分利用且不会对外界造成污染，高效快速，且本发明的专用装置结构合理、加工方便、操作简单，易于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤修复技术，具体地说是一种易挥发性有机物污染土异位修复方法及专用装置。
背景技术
我国土壤污染现象十分严重，尤其是有机物的污染，据周启星等(2004)调查，全国受有机物(农药、石油烃和PAHs)污染的农田达到3600万hm2，其中农药污染面积约1600万hm2。随着农药的大量施用，地下石油管道和废弃物填埋场的渗漏，土壤有机物污染现象日益加重。目前，城市化进程加快，大量重污染企业搬离城市中心，由此而遗留下大量的受污染土地，这些土地的二次开发必须经过有效的修复处理。对于有机物污染场地的处理方法，主要包括生物修复、化学淋洗、蒸汽浸提、热力学修复以及电动力修复等，而对于挥发性有机物污染土的修复，大量实践证明蒸气浸提、热力学修复是较为有效、经济的方法。土壤原位修复受气候、土壤性质、工艺系统和地下水的影响，因此，修复周期较长，效果难以保证。大量的研究人员为提高土壤修复效率做了大量的工作，产生了热强化蒸气浸提技术，采用热空气、热蒸汽注入和电磁加热等手段，然而热强化增加了修复的成本，特别是热蒸汽的制备需要大量的水资源和能量。
在我国，每年熟石灰的用量极大，在熟石灰的制备过程中，会消耗大量的水资源，同时也产生了大量的热，而几乎所有的此类热量都被浪费。水和生石灰反应能释放大量的热，热量甚至可轻松地将鸡蛋蒸熟，蒸腾出的水蒸汽温度可达100℃左右。我国资源匮乏，合理利用能源是每一行业应重点解决的难题。
由于我国土壤修复行业起步较晚，经验缺乏，大部分技术和设备都引进国外，造成了修复成本的提高、周期延长和效率低下。因此，结合我国自身情况，开发和研制具有自主知识产权的土壤修复技术和装置，对于我国生态环境的改善将具有重要的意义。
发明内容
针对上述土壤修复技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种经济、高效、快速、无污染、可工程规模化应用的易挥发性有机物污染土异位修复方法及装置，其技术解决方案为：
易挥发性有机物污染土异位修复方法，将按预处理污染土体积1～2倍的生石灰放入专用装置保温箱底部，再将预处理污染土置于专用装置支架上，在支架和污染土间铺设有尼龙纱，通过喷淋器向生石灰中注水，当水盖过生石灰后关闭注水泵，将专用装置静置60～100min，待生石灰和水反应所产生的热释放完毕，即土壤修复过程结束。
所述的生石灰为生石灰粉。
易挥发性有机物污染土异位修复专用装置，专用装置由保温箱、喷淋器、支架、注水泵、抽气泵、气体收集箱和各种连接管道组成，保温箱内中部横截面上设有支架，支架呈网格状，喷淋器由一根横向管道和二根以上纵向管道构成，喷淋器呈天线状，纵向管道上开有均匀分布的注水孔，喷淋器固定在保温箱内，位于支架下方，喷淋器通过注水管与注水泵的出水口连接，注水泵的入水口通过进水管与水源连接，导气管A固定于保温箱上方，导气管A一端伸入保温箱内，另一端与抽气泵的入气口连接，抽气泵的出气口通过导气管B与气体收集箱连接。
由于采用了以上技术方案，本发明的易挥发性有机物污染土异位修复方法及专用装置，充分利用熟石灰制备过程中所产生的热量，热脱附修复易挥发性有机物污染土，并使污染土修复过程处于一个封闭空间内，热能充分利用且不会对外界造成污染，1～2倍的生石灰和水反应所产生的热量在60～100min内足以将预处理污染土修复，高效快速，且本发明的专用装置结构合理、加工方便、操作简单，易于推广使用。
本发明具有如下优点：
1.经济环保。本发明易挥发性有机物污染土异位修复方法，无需任何外加材料和能源，修复装置结构简单，可自行加工，节约了大量成本。由于采用封闭保温箱和气体收集箱，修复工艺在有限的空间内完成，与外界空气和地下水隔绝，不会造成二次污染。
2.资源充分利用。本发明采用生石灰和水反应所产生的热蒸汽处理易挥发性有机物污染土，避免了热能的浪费，同时，生石灰变成熟石灰后可继续利用，没有造成资源的损失。
3.高效快速。本发明的装置采用纵横交叉式喷淋管道，生石灰和水均匀接触并快速反应，蒸汽分布均匀，污染土得到充分修复，整个过程在100min内能完成，节约了时间，同时，根据处理效果，可重复进行修复过程，至到达标。
4.工程规模应用。本发明集技术与装置于一体，技术适用，使产业化成为可能，作为石灰生产厂家产业链中的一部分，可提高企业经济效益、生态效益和社会效益，为我国土壤修复行业的蓬勃发展指明了道路。
附图说明：
附图1为本发明专用装置结构示意图。
附图2为图1喷淋管道布置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，本发明易挥发性有机物污染土异位修复专用装置，由保温箱1、喷淋器2、支架3、注水泵6、抽气泵9、气体收集箱11和各种连接管道组成，保温箱1内中部横截面上设有支架3，支架3呈网格状，尼龙纱4铺于支架3上，用于置放待修复的污染土壤，并可以防止污染土掉落，尼龙纱4应选用耐热耐腐蚀材料，喷淋器2由一根横向管道14和二根以上纵向管道15构成，喷淋器2呈天线状，纵向管道15上开有均匀分布的注水孔，喷淋器2固定在保温箱1内，位于支架3下方，喷淋器2通过注水管7贯通保温箱1顶部与注水泵6的出水口连接，注水泵6的入水口通过进水管5与水源连接，导气管A8固定于保温箱1上方，导气管A8一端伸入保温箱1内，另一端与抽气泵9的入气口连接，抽气泵9的出气口通过导气管B10与气体收集箱11连接，气体收集箱11用于收集土壤修复后的污染气体，保温箱1的侧壁上分别开有密封门12、13，密封门12位于支架3上方，密封门13位于喷淋器2下方，方便污染土、生石灰的送料和出料。
本发明易挥发性有机物污染土异位修复方法如下：
将易挥发性有机物污染土壤通过保温箱1上部密封门12放于支架3上，支架3和污染土之间铺设有尼龙纱4，按照预处理污染土体积，将污染土体积1～2倍的生石灰通过保温箱1下部密封门13放于保温箱1底部，生石灰采用粉状生石灰，利于生石灰和水充分反应放热，关闭所有密封门，同时打开注水泵6和抽气泵9，当注水水位高于生石灰5cm左右时关闭注水泵6，生石灰和水反应产生大量热汽，热汽对易挥发性有机物污染土进行热脱附，保持此状态60～100min，待生石灰和水反应所产生的热释放完毕，即土壤修复过程结束，打开保温箱1上部密封门12，取少量污染土进行测量，若修复效果达标，本次处理结束，打开保温箱1下部密封门13，取出熟石灰；若修复效果未达标，更换生石灰，按上述步骤继续进行处理，至到达标。
实施例1
本实例所用易挥发性有机物污染土壤为洁净粘土与甲苯配制而成，甲苯浓度为100g/kg，将0.5m3甲苯污染土均匀铺放于专用装置中支架上，按所述待处理甲苯污染土体积，向保温箱底部加入0.5m3生石灰，运行装置。
经过60min的处理，甲苯污染土中甲苯含量可从100g/kg下降到45.4g/kg，去除率可以达到54.6％。处理过程甲苯含量和去除率的变化见表1。
表1 实施例1甲苯污染土的处理效果
实施例2
本实例所用易挥发性有机物污染土壤为洁净粘土与甲苯配制而成，甲苯浓度为100g/kg，将0.5m3甲苯污染土均匀铺放于专用装置中支架上，按所述待处理甲苯污染土体积，向保温箱底部加入0.8m3生石灰，运行装置。
经过80min的处理，甲苯污染土中甲苯含量可从100g/kg下降到36.5g/kg，去除率可以达到63.5％。处理过程甲苯含量和去除率的变化见表2。
表2 实施例2甲苯污染土的处理效果
实施例3
本实例所用易挥发性有机物污染土壤为洁净粘土与甲苯配制而成，甲苯浓度为100g/kg，将0.5m3甲苯污染土均匀铺放于专用装置中支架上，按所述待处理甲苯污染土体积，向保温箱底部加入1m3生石灰，运行装置。
经过100min的处理，甲苯污染土中甲苯含量可从100g/kg下降到34.1g/kg，去除率可以达到65.9％。处理过程甲苯含量和去除率的变化见表3。
表3 实施例3甲苯污染土的处理效果
Claims (2)
1.易挥发性有机物污染土异位修复方法，其特征在于：将按预处理污染土体积1～2倍的生石灰放入专用装置保温箱(1)底部，再将预处理污染土置于专用装置支架(3)上，在支架(3)和污染土间铺设有尼龙纱(4)，通过喷淋器(2)向生石灰中注水，当水盖过生石灰后关闭注水泵(6)，将专用装置静置60～100min，待生石灰和水反应所产生的热释放完毕，其中，专用装置由保温箱(1)、喷淋器(2)、支架(3)、注水泵(6)、抽气泵(9)、气体收集箱(11)和各种连接管道组成，保温箱(1)内中部横截面上设有支架(3)，支架(3)呈网格状，喷淋器(2)由一根横向管道(14)和二根以上纵向管道(15)构成，喷淋器(2)呈天线状，纵向管道(15)上开有均匀分布的注水孔，喷淋器(2)固定在保温箱(1)内，位于支架(3)下方，喷淋器(2)通过注水管(7)与注水泵(6)的出水口连接，注水泵(6)的入水口通过进水管(5)与水源连接，导气管A(8)固定于保温箱(1)上方，导气管A(8)一端伸入保温箱(1)内，另一端与抽气泵(9)的入气口连接，抽气泵(9)的出气口通过导气管B(10)与气体收集箱(11)连接，在保温箱(1)的侧壁上分别开有上密封门(12)、下密封门(13)，上密封门(12)位于支架(3)上方，下密封门(13)位于喷淋器(2)下方。
2.按照权利要求1所述的易挥发性有机物污染土异位修复方法，其特征在于：所述的生石灰为生石灰粉。
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