CN102247979A - 溶剂热法修复PCBs污染场地的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明针对我国PCBs污染场地面积大、污染严重、修复困难、现有修复技术匮缺的现状，提供一种快速提取污染土壤中持久性有机污染物的新工艺，实现这类土壤的复垦再利用。其特征是：在密闭的反应釜中，以特种有机溶剂为提取剂，利用升温升压后溶剂快速溶解有机污染物的特点，实现有机污染物和土壤的高效分离。上述工艺具有操作简便，流程短，效率高，需要溶剂少等优点，处理后土壤中有机质的含量变化不大，可以回填复垦。

Description

溶剂热法修复PCBs污染场地的工艺

技术领域

本发明涉及多氯联苯(PCBs)污染场地修复整治，属于环境保护与资源综合利用领域的固体废弃物处理新技术，尤其适合于各类有机污染废弃物的无害化处理和污染场地修复复垦。 

背景技术

PCBs具有高富集性、持久性和远距离传播性，多年来已引起各国政府、学术界、工业界和公众的广泛重视，成为一个倍受关注的全球性环境问题。目前，全球范围内正在对二恶英类污染物进行广泛的研究，主要集中在其生态毒理和健康效应、环境污染控制和治理及相关的物理化学基础，确保人类的生存环境安全。PCBs具有“致畸、致癌、致突变”效应，能干扰人体内分泌系统引起“雌性化”现象，并且可发生长距离迁移扩散沉积，对人类健康和生态环境构成严重威胁，成为严重的全球性环境问题，传统的焚烧处理方式往往造成二次污染，迫切需要发展绿色、高效的处理处置方法与技术。 

电子废弃物中往往含有数量不菲的PCBs，随着科技进步的日新月异，电子产品的数量急剧增加而且使用周期不断缩短，当今世界正面临着前所未有的电子废弃物浪潮。PCBs是曾被广泛应用于变压器和电容器等电力设备中作为绝缘油，是一类具有生物毒性、持久性、迁移性、生物累积性的氯代持久性有机污染物。目前，PCBs污染土壤的修复方法主要有填埋法、微生物降解、淋洗法、热脱附和焚烧，在我国相对成熟的焚烧工艺成本高、耗能大，显著破坏土壤结构，造成了PCBs焚烧处置能力严重不足，满足不了集中处理要求。因此，开发适合我国国情的PCBs废弃物非焚烧处置技术，确立PCBs污染场地环境友好性 修复工艺，是我国急需解决的环境问题之一。本发明以电子废弃物中废弃变压器拆解场地为研究基地，以PCBs为重点研究对象，确立了一套操作简便、效率高、绿色环保的PCBs污染土壤修复工艺。 

发明内容

本发明的目的是针对现有PCBs污染场地修复技术的不足，提供一种快速提取PCBs污染土壤中有机污染物的新工艺，实现这类土壤的复垦再利用。其特征是：采用溶剂热法，在密闭的压力容器中，以特种有机溶剂为提取剂，利用其升温升压后能快速溶解常规条件下难以溶解的污染物的特性，实现氯代持久性有机污染物和土壤的高效分离。具体工艺包括： 

1.将污染场地土壤挖掘出来后放入高压反应釜中，按液固比为15∶1(ml∶g)的比例加入异丙醇溶液，搅拌均匀后加盖密封。 

2.将反应釜在90℃～170℃条件下加热、保温1～15小时，随后使反应釜自然冷却至室温。 

3.打开反应釜盖，此时土壤在釜内沉积于底部，有机溶剂及提取物为上清液；收集釜中的上清液，并通过蒸馏法回收其中的有机溶剂循环利用；浓缩后的有机污染物可进行集中处理；处理后的土壤可以回填再利用。 

上述工艺具有操作简便，流程短，效率高，所需溶剂少等优点。该工艺可实现污染场地土壤中的有机污染物在污染点浓缩富集后再到集中处置点处理，显著地降低了土壤从污染点至处置点的运输成本。更重要的是，处理前后土壤中有机质的含量变化不大，因此，该工艺用于污染土壤的修复复垦具有较好的应用前景。 

下面结合说明书附图、附表和实施方案进一步阐述本发明的内容。 

附图说明

图1是溶剂热法无害化处理PCBs污染场地的工艺流程图。 

图2是溶剂热法与索氏提取法对污染土壤中PCBs提取效果的比较，显示溶剂热法的优势。 

图3是处理前后土壤的一些性质比较。 

具体实施方式

下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。 

实施例1： 

溶剂热法修复PCBs污染场地的工艺，具体包括下列步骤： 

参考图1工艺流程，将干净的土壤在室温下混匀干燥，碾碎后过80目筛，以保证粒径均匀。移取1ml稀释的电容器油(18ppm，Aroclor 1242)和变压器油(60ppm，Aroclor 1260)作为污染源，与1g土壤混匀，并加入正己烷使土壤完全饱和(浸泡)，置于20℃恒温振荡箱中振荡使样品混合均匀。48小时后，将样品中的正己烷在室温下挥干，于黑暗、通风处保存备用。将所得人工PCBs污染土壤放入水热反应釜中，并加入15ml的异丙醇。将密封后的釜置于烘箱中，打开升温装置，将其升温至150℃，保持恒温10小时至反应结束。待釜冷却后，收集釜中的上清液即异丙醇提取液，通过蒸馏回收其中的异丙醇，浓缩后的PCBs经硫酸纯化、铜粉振荡除硫、硅镁吸附剂净化、GC-MS分析测得土壤中PCBs的回收率达到93.65％，此与索提法相当，较优于普通淋洗法，但其所需溶剂量少，用于清除土壤中PCBs具有明显的优势。处理后的土壤经测定其基本性质并无受到明显的破坏，PCBs低于GC-MS检测限可进行填埋或再利用。 

实施例2： 

溶剂热法修复PCBs污染场地的工艺，具体包括下列步骤： 

按照图1工艺流程，将废弃变压器拆解场地PCBs污染土壤在室温下混匀干燥，碾碎后过80目筛，并放入水热反应釜中，加入15ml的异丙醇。将密封后的釜置于烘箱中，打开升温装置，将其升温至150℃，保持恒温8小时至反应结束。待反应釜冷却后，收集釜中的上清液即异丙醇提取液，通过蒸馏回收其中的异丙醇，浓缩后的PCBs经硫酸纯化、铜粉振荡除硫、硅镁吸附剂净化、GC-MS分析测得提取物中PCBs的浓度为564ppm；同时用传统的索氏提取法做平行试验中测得提取物中PCBs的浓度为236ppm(见图2)。溶剂热法处理后的土壤用标准方法测定PCBs浓度时低于GC-MS检测限，可以作为安全土壤回填利用。 

实施例3： 

溶剂热法修复PCBs污染场地的工艺，具体包括下列步骤： 

将实际PCBs污染土壤在室温下混匀干燥，碾碎后过80目筛，并放入水热反应釜中，加入15ml的异丙醇。将密封后的釜置于烘箱中，打开升温装置，将其升温至150℃，保持恒温10小时至反应结束。待釜冷却后，收集釜中的上清液即异丙醇提取液，通过蒸馏回收其中的异丙醇，浓缩后的PCBs经硫酸纯化、铜粉振荡除硫、硅镁吸附剂净化、GC-MS分析测得PCBs提取量为754ppm，同时PCB209的加标回收率达80％，满足EPA8082的要求。处理后土壤中的PCBs含量已无法用GC-MS检出，低于检测限；处理后土壤的有机质含量和pH值见图3，可以看出其基本性质并无受到明显的影响，表明可以回填作为复垦土壤使用。 

上述实例中，所述实际PCBs污染土壤系废弃变压器拆解场地污染土壤，土壤中的PCBs具有15-20年的陈化历史。本发明不限于上述实施例，发明内容均可实施，并具有良好的效果。 

Claims (3)

1.溶剂热法修复PCBs污染场地的工艺，具体包括下列步骤：

(1)将污染场地土壤挖掘后放入高压反应釜中，按一定的液固比加入提取剂，搅拌均匀后加盖密封。

(2)将反应釜加热到一定温度，保温一定时间后使反应釜自然冷却至室温。

(3)打开反应釜盖，收集釜中的上清液，并通过蒸馏法回收其中的有机溶剂循环利用；浓缩后的有机污染物可进行集中处理；处理后的土壤可以回填再利用。

2.按照权利1所述的溶剂热法修复PCBs污染场地的工艺，其特征是：步骤(1)所述的提取剂是异丙醇溶液，液固比为15∶1(ml∶g)。

3.按照权利1所述的溶剂热法修复PCBs污染场地的工艺，其特征是：步骤(2)所述的反应温度是90℃～170℃，保温时间是1～15小时。

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