CN102139277B - 用于污染土壤的低温解吸修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，由污染土壤准备阶段、低温解吸处理阶段、尾气处理阶段三个步骤构成，分别为：将污染土壤运输至低温解吸车间后，通过设备使土壤形成多个长条形土垛；通过土壤翻堆设备对土垛进行间歇性翻堆，使土壤中的污染物挥发去除，并对翻堆后的土壤进行定期检测；通过离心抽风机将挥发后带有污染物的气体导出，经布袋除尘与三效活性炭吸附后，实现尾气清洁排放。本发明利用土壤中污染物在常温下易挥发的特点，对土壤进行翻堆使污染物挥发，并对密闭作业间内空气进行强制抽气通风处理，使带有污染物的气体通过除尘与活性炭吸附后，将土壤中的污染物解吸去除，从而实现对污染土壤的有效修复。

Description

用于污染土壤的低温解吸修复方法

技术领域

本发明属于污染土壤修复的技术领域，尤其是一种用于污染土壤的低温解吸修复方法。

背景技术

土壤是人类赖以生存的自然资源之一。随着工农业生产的发展，大量具有潜在毒性的污染物通过各种途径进入土壤，使土壤污染越来越严重，致使许多国家均面临着日益突出的土壤污染问题，另外土壤污染还会对其他环境介质也造成影响。对污染土壤的治理和修复已成为我国，乃至世界的重大环境科学问题。

目前，对污染土壤的修复技术主要是采用化学处理方法或生物处理方法。化学处理方法是将含有较高浓度化学修复剂喷洒在土壤中，通过化学修复剂将土壤中的有害污染物去除，从而达到修复的目的。然而，由于化学修复剂的浓度高，在对土壤完成修复的同时，也势必会留在土壤中与其它组分结合，如果处理不当会对土壤造成二次污染。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种采用物理修复方法，利用土壤中污染物在常温下易挥发的特点，在常温下将土壤中的污染物解吸去除，可避免对土壤造成二次污染的一种用于污染土壤的低温解吸修复方法。

为实现上述目的，本发明提供一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，由污染土壤准备阶段、低温解吸处理阶段、尾气处理阶段三个步骤构成，

在污染土壤准备阶段(101)中：将污染土壤运输至低温解吸车间后，并通过设备使污染土壤形成多个长条形土垛；

在低温解吸处理阶段(102)中：通过土壤翻堆设备对土垛进行间歇性翻堆作业，使土壤中的污染物能够挥发去除，对翻堆后的土壤进行定期检测；

在尾气处理阶段(103)中：通过离心抽风机将挥发后带有污染物的气体导出，经除尘与三效活性炭吸附后，实现尾气的清洁排放。

在所述步骤(101)中，所述长条形土垛的长度与高度分别为102m与1m，所述长条形土垛的横截面为梯形结构，所述梯形结构的顶边长度、底边长度以及高度分别为1m、3.2m以及1m，相邻的所述长条形土垛之间的间距为1m。

在所述步骤(102)中，采用翻堆机对所述长条形土垛进行翻堆，间歇性翻堆作业的周期为6天，每天翻堆的次数不超过8次，其时间间隔最小为3小时。

在所述步骤(102)中，定期检测的时间与间歇性翻堆作业的周期相同，检测时需要对土壤进行采样与化验；检测合格的土壤可进行回填或再利用，检测不合格的土壤则需要将其再次形成长条形土垛后进行一个周期的间歇性翻堆作业。

在所述步骤(103)中，所述离心抽风机的换气次数为3-8次/小时，风压为2～3k/Pa；所述除尘系统为三级布袋除尘；所述三效活性炭吸附分为低效活性炭过滤、中效活性炭吸附以及高效活性炭吸附。

所述低温解吸车间的长、宽与高分别为112m、44m与5m，所述低温解吸车间的地面为20cm厚的混凝土地面。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，由污染土壤准备阶段、低温解吸处理阶段、尾气处理阶段三个步骤构成，分别为：将污染土壤运输至低温解吸车间后，并通过设备使污染土壤形成多个长条形土垛；通过土壤翻堆设备对土垛进行间歇性翻堆作业，使土壤中的污染物能够挥发去除，对翻堆后的土壤进行定期检测；通过离心抽风机将挥发后带有污染物的气体导出，经除尘与三效活性炭吸附后，可保证尾气清洁排放。本发明采用物理修复方法，利用土壤中污染物在常温下易挥发的特点，通过机械对土壤进行翻堆促进污染物挥发，并对密闭作业间内空气进行强制抽气通风处理，使带有污染物的气体通过除尘与活性炭吸附后，在常温下将土壤中的污染物解吸去除，从而实现对污染土壤的有效修复。另外，本发明不受场地的地层结构影响，修复后的土壤可回填使用，无需进行清运，可节省成本，可避免对土壤造成二次污染。

附图说明

图1为本发明的实施例示意图；

图2为本发明的另一实施例示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，当土壤中的有害污染物成分较低时，该工艺由污染土壤准备阶段、低温解吸处理阶段、尾气处理阶段三个步骤构成，

在污染土壤准备阶段(101)中：将污染土壤运输至低温解吸车间后，并通过设备使污染土壤形成多个长条形土垛；

在低温解吸处理阶段(102)中：通过土壤翻堆设备对土垛进行间歇性翻堆作业，使土壤中的污染物能够挥发去除，对翻堆后的土壤进行定期检测；

在尾气处理阶段(103)中：通过离心抽风机将挥发后带有污染物的气体导出，经除尘与三效活性炭吸附后，实现尾气的清洁排放。

在污染土壤准备阶段中，对污染区域进行测量定位，将受污染的土壤挖出。随开挖随覆盖，防止污染物扩散与扬尘。用卡车将污染土壤从挖掘区域运送到低温解吸车间，然后用铲车等设备将土壤堆为长条形土垛。根据土壤翻堆设备的作业规格，将相邻的长条形土垛之间的间距设定为1m。每个长条形土垛的长度与高度分别为102m与1m，长条形土垛的横截面为梯形结构，梯形结构的顶边长度、底边长度以及高度分别为1m、3.2m以及1m，长条形土垛横截面的面积为2.1m²，每条堆体的土方量约为210m³，预估算后，每条长条形土垛的土方量为180m³。通过铲车使污染土壤形成长条形土垛后，可提高后续进行翻堆时的效率，另外，也可以根据所使用设备的不同，使污染土壤形成其他的形状。

将土壤堆为长条形土垛的理由为：长条形土垛的宽度和高度适合于低温解吸设备的运行，做出长条形可以方便设备的连续作业，提高土壤的修复效率；其次，长条形土垛在充分利用修复车间内空间的同时，与常规的堆型土垛相比，增加了土壤与空气的接触面积，可以更好的促进污染物的挥发。

由于土壤污染物大多有毒，通过机械翻堆处理时必须在封闭车间中进行。车间内通过抽气通风使得空气中污染物浓度处于较低的状态，废气进行净化处理，防止污染物向外界环境扩散造成二次污染。考虑低温解吸车间的结构特点、建设成本、通风控制、堆体规格和翻堆机规格等因素，因此将低温解吸车间的长、宽与高分别为112m、44m与5m，低温解吸车间的地面为20cm厚的C20混凝土地面。本发明所选用的翻堆机械为翻堆机，该翻堆机可将污染土壤打碎成细小颗粒，并且通过对土壤的强烈翻倒作用，将土壤混合均匀成疏松多孔状态，促进污染物迅速挥发。

在低温解吸处理阶段中，采用土壤翻堆设备对长条形土垛定时进行间歇性翻堆作业，促进土壤中污染物的挥发去除。该土壤翻堆设备处理能力为800-1000立方米/小时。对长条形土垛进行间歇性翻堆作业的一个周期为6天，每天翻堆的次数不超过8次，其时间间隔最小为3小时，一台翻堆设备可以在三小时内完成一个棚房土堆的翻堆工作。对污染土壤每天进行翻堆的优选次数为5次，翻堆的时间分别为7点、10点、13点、16点与20点。

由于土壤污染物大多有毒，因此，在对长条形土垛进行翻堆作业的同时，低温解吸车间中的抽气通风设备会将由污染土壤中挥发出的带有污染物的气体从车间内导出，降低车间内污染物的浓度，因为只有这样才能使土壤中污染物更易于挥发出来。反之，如空气中污染物浓度高，会阻碍土壤中污染物的挥发。

在对污染土壤完成一个周期的翻堆作业后，需要对土壤进行定期检测，该定期检测的时间与间歇性翻堆作业的周期相同。在检测时，需要对土壤进行采样与化验，检测合格的修复土壤可进行回填或再利用，检测不合格的土壤则需要将其再次形成长条形土垛后进行一个周期的间歇性翻堆作业。

在对土壤进行检测时，采用的是挥发性污染气体PID检测法。其具体方法为，将少量土样(约50g左右)置于密封样品测试袋(聚四氟乙烯材料封袋)中，隔着袋将土壤捏碎，并保证袋中有一定量的空气，静置5分钟。再将PID探针刺入袋中，持续测试读数约2-3分钟，取得稳定读数，记录所取得的峰值和均值。土样挥发出的污染气体浓度与土壤中污染物含量有一定程度的相关性，可以由土样PID速测读数判断土壤中污染物含量。当PID读数低于修复目标值时，则认为土壤初检达到修复标准。

一般的污染土壤均可以在一个周期内修复完成。检测后达到修复目标的土壤结束修复，运出车间回填使用或作其他用途。未通过检测的土壤继续堆垛处理，直至通过。根据小试及现场中试的经验，在气温15摄氏度以上时，经过5天的翻倒，便可以达到修复目标。

在尾气处理阶段中：通过离心抽风机将土壤挥发后带有污染物的气体由低温解吸车间中导出，再经过除尘与三效活性炭吸附后，实现尾气的清洁排放。在每个低温解吸车间中安装有相应数量的离心抽风机，其中，每个离心抽风机的换气次数为3-8次/小时，风压为2～3k/Pa，除尘系统为三级布袋除尘，三效活性炭吸附分为低效活性炭过滤、中效活性炭吸附以及高效活性炭吸附。

尾气处理工序为：三级布袋除尘→低效活性炭过滤→中效活性炭吸附→高效活性炭吸附。经此系列处理可以保证尾气清洁排放。当土壤中污染物浓度很高时，可以采用高温焚烧系统取代三效活性炭系统进行尾气处理。另外，当活性炭吸附处于饱和状态时，需对其进行替换新的活性炭，为了能够保证正常工序的继续进行，这时也可以暂时将高温焚烧系统取代三效活性炭进行使用。

如图2所示，本发明提供一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，当土壤中的有害污染物成分较高时，该工艺由污染土壤准备阶段、低温解吸处理阶段、尾气处理阶段三个步骤构成，

在污染土壤准备阶段(201)中：将污染土壤运输至低温解吸车间后，并通过设备使污染土壤形成多个长条形土垛；

在低温解吸处理阶段(202)中：通过土壤翻堆设备对土垛进行间歇性翻堆作业，使土壤中的污染物能够挥发去除，对翻堆后的土壤进行定期检测；

在尾气处理阶段(203)中：通过离心抽风机将挥发后带有污染物的气体导出，经除尘与焚烧处理后，实现尾气的清洁排放。

在尾气处理阶段中：通过离心抽风机将土壤挥发后带有污染物的气体由低温解吸车间中导出，再经过除尘与高温焚烧过程，实现尾气的清洁排放。在每个低温解吸车间中安装有相应数量的离心抽风机，其中，每个离心抽风机的换气次数为3-8次/小时，风压为2～3k/Pa，除尘系统为三级布袋除尘。

尾气处理工序为：三级布袋除尘→焚烧处理。经此工序处理后，可以保证将气体中的高浓度污染物彻底焚烧，使尾气能够清洁排放。

本发明的是利用土壤中污染物在常温下易挥发的特性，通过机械翻倒扰动土壤，促进污染物挥发，并对密闭作业间内空气进行强制通风处理，在常温下将土壤中的污染物解吸去除，达到低能耗修复污染土壤的目的。通过机械翻倒作用和强制空气对流，促进污染物的挥发去除，这样做大大降低了能耗，也减少了燃料燃烧产生碳排放。

在实施本工艺时，需要在原场地建造密闭修复车间，将污染土在车间内堆为长条形土垛，采用土壤翻倒机械间歇性地翻倒扰动土壤，同时采用离心风机对大棚内的空气进行强制通风，促进土壤中污染物的挥发。车间内含有污染物及粉尘的气体经三级过滤除尘后，进入活性炭吸附系统或焚烧系统进行处理，达标后清洁排放。修复后检测合格的土壤可作回填土或其他用途。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，举凡熟悉此项技艺的专业人士.在了解本发明的技术手段之后，自然能依据实际的需要，在本发明的教导下加以变化。因此凡依本发明申请专利范围所作的同等变化与修饰，曾应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，由污染土壤准备阶段、低温解吸处理阶段、尾气处理阶段三个步骤构成，其特征在于，

在污染土壤准备阶段(101)中：将污染土壤运输至低温解吸车间后，并通过设备使污染土壤形成多个长条形土垛；

在低温解吸处理阶段(102)中：通过土壤翻堆设备对土垛进行间歇性翻堆作业，使土壤中的污染物挥发去除，对翻堆后的土壤进行定期检测；

在尾气处理阶段(103)中：通过离心抽风机将挥发后带有污染物的气体导出，经除尘与三效活性炭吸附后，实现尾气的清洁排放。

2.如权利要求1所述的一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，其特征在于，在所述步骤(101)中，所述长条形土垛的长度与高度分别为102m与1m，所述长条形土垛的横截面为梯形结构，所述梯形结构的顶边长度、底边长度以及高度分别为1m、3.2m以及1m，相邻的所述长条形土垛之间的间距为1m。

3.如权利要求1所述的一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，其特征在于，在所述步骤(102)中，采用翻堆机对所述长条形土垛进行翻堆，间歇性翻堆作业的周期为6天，每天翻堆的次数不超过8次，其时间间隔最小为3小时。

4.如权利要求1所述的一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，其特征在于，在所述步骤(102)中，定期检测的时间与间歇性翻堆作业的周期相同，检测时需要对土壤进行采样与化验；检测合格的土壤可进行回填或再利用，检测不合格的土壤则需要将其再次形成长条形土垛后进行一个周期的间歇性翻堆作业。

5.如权利要求1所述的一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，其特征在于，在所述步骤(103)中，所述离心抽风机的换气次数为3-8次/小时，风压为2～3k/Pa；所述除尘系统为三级布袋除尘；所述三效活性炭吸附分为低效活性炭过滤、中效活性炭吸附以及高效活性炭吸附。

6.如权利要求1所述的一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，其特征在于，所述低温解吸车间的长、宽与高分别为112m、44m与5m，所述低温解吸车间的地面为20cm厚的混凝土地面。

7.如权利要求3所述的一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，其特征在于，对污染土壤每天进行翻堆的次数为5次，翻堆的时间分别为7点、10点、13点、16点与20点。

8.如权利要求1所述的一种用于污染土壤的低温解吸修复方法，其特征在于，在尾气处理阶段(103)中，当三效活性炭吸附饱和后或尾气中的污染物浓度高时，采用高温焚烧系统取代活性炭吸附系统。

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