CN102974608A

CN102974608A - 一种有机污染土壤化学强化修复方法

Info

Publication number: CN102974608A
Application number: CN2012105704149A
Authority: CN
Inventors: 张景辉; 刘朝辉; 杨伟; 李野; 宋震宇; 王文茜; 邵兆俊; 韩嵩; 西伟力; 王旭东
Original assignee: TIANJIN ECOLOGY CITY ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Current assignee: TIANJIN ECOLOGY CITY ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2013-03-20

Abstract

本发明公开了一种有机污染土壤化学强化修复方法，包括（1）污染土壤集中储运过程；（2）化学强化处理过程；（3）污染尾气处理过程；（4）土壤验收转运过程四个阶段。本发明采用化学与物理相结合的方式，利用土壤中的有机污染物受热易挥发的特点，通过利用化学反应放出的热量和机械翻筛作用共同促进污染物的挥发，然后再利用真空风机的强制抽提，使含有污染物的气体通过布袋除尘和活性炭吸附处理，使尾气达标排放，最终实现污染土壤修复的目标。工程实施结果表明，相比其它的修复方法而言，该工艺以相对较小的设备投资就能够达到预期的治理目标，具有广阔的应用前景。

Description

一种有机污染土壤化学强化修复方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种有机污染土壤化学强化修复方法。

背景技术

土壤和地下水不仅是重要的农业生产资源，也是重要的环境要素，是人类赖以生存的自然资源。地球上的土壤是各种人为的和自然污染物的汇集体，环境中大部分的污染物最终会滞留在土壤中，从而导致土壤环境日益恶化。随着石油工业和化工工业的快速发展，有机物质对土壤的污染越来越严重，并超过了重金属污染和放射性污染而跃居首位，形成了数量众多的污染场地。污染场地的调查和修复已成为世界性的环境难题，并越来越引起人们的重视。

场地土壤中的有机污染物主要来源于：（1）在石油的勘探与开采、储存与运输过程中，由于操作不当或事故泄露造成的石油排放或外溢；(2)石油、化工生产区、加油站等地形成的落地油、含油生产污水排放和输油管道的渗漏；(3)化工厂、农药厂等化学品生产企业，在生产车间、分装车间、药品储存仓库和厂区内运输途中造成的原料和药品泄露，以及印刷、建材、喷涂等行业排放的原料和废水。如果不对上述污染场地进行及时治理，则会导致严重的地下水污染，将来的治理难度和费用将会成倍增加。

目前，已经有单位或个人开展了一些有关有机污染土壤修复技术的研究。专利CN1290632C公开了一种挥发性和半挥发性有机污染土壤场外治理工艺及装置，通过将土壤从场地中挖掘出并填入一容器内，利用电加热和真空抽提促使吸附在土壤中的污染物挥发，随气相带走，最终实现土壤修复的目标，但是该工艺电加热耗电量巨大，成本较高。专利CN1185055C公开了一种污染土壤蒸汽处理方法及装置，该方法通过将污染土壤在一容器中配置成泥浆，利用泥浆泵将泥浆泵入高压反应器，电加热至200-300℃，使多环芳烃污染物从土壤中脱附，进入水蒸气，净化后的土壤由分离器分离，排出；多环芳烃类污染物和水蒸气冷凝，经液液分离器分离排出，最终实现污染土壤的修复。该方法的缺点在于土壤配置成泥浆需要耗费大量的水，并且加热高压反应器内的泥浆时耗能巨大，大量的能量用于加热水分，导致能源浪费。专利CN102139277A公开了一种用于污染土壤的低温解析修复工艺，该工艺首先将污染土壤运至工作车间，然后通过对土壤进行多次翻堆，是土壤中的污染物挥发至气相中，最后利用真空风机将气体抽至尾气处理系统进行处理，最终实现污染土壤的修复。该工艺具有低能耗、操作简单的优点，但是该工艺处理污染物的范围小，仅限于常温下易挥发的组分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、快速、可行的有机污染土壤修复方法，针对目前污染气体处理工艺相对比较成熟，而固废处理技术相对不完善的现状，本发明充分利用有机污染物受热易挥发的特点，通过采取一定的强化手段，首先将土壤中的有机污染物转移至气相中，然后再对气体进行处理，实现污染土壤修复的目标。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种有机污染土壤化学强化修复方法，包括（1）污染土壤集中储运过程；（2）化学强化处理过程；（3）污染尾气处理过程；（4）土壤验收转运过程四个阶段。

具体地说，包括以下步骤：

（1）污染土壤集中储运过程：将污染土壤由污染场地运输至密封的处理车间进行临时储存；

（2）化学强化处理过程：在密封的处理车间内，向污染土壤中混合生石灰，通过土壤翻筛设备对混有生石灰的土壤进行间歇性翻筛，利用生石灰与污染土壤中的水分反应放出的热量，加速污染土壤中的有机污染物挥发至气相中，对翻筛处理后的土壤进行定期检测；

（3）污染尾气处理过程：通过真空抽风系统将步骤（2）中工作间内含有从污染土壤中挥发出的有机污染物的气体抽排至尾气处理系统，依次经过布袋除尘与活性炭吸附，最终达标排入大气中；

（4）土壤验收转运过程：对步骤（2）翻筛处理后的土壤进行定期检测，土壤进行采样分析，完成一个修复周期后并达到修复目标值的土壤回填至原场地，未达到修复目标值的，继续重复步骤（2），直到达到修复目标值。

所述污染土壤临时储存和化学强化处理过程是在一个配置有鼓风系统、真空抽风系统以及尾气处理系统的密封工作间内进行。

所述步骤（2）中密封的处理车间的总体换气频率为5次/天。

所述步骤（2）和（4）中生石灰的添加量为污染土壤重量的10%-15%，污染土壤的翻筛频率为5小时/次,修复周期为8-10天。

所述步骤（2）中对土壤的定期检测与翻筛次数相符，每次翻筛后对土壤进行采样分析，确定污染治理修复的程度。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种快速高效的有机污染土壤化学强化修复发明，本发明采用化学与物理相结合的方式，利用土壤中的有机污染物受热易挥发的特点，通过利用化学反应放出的热量和机械翻筛共同促进污染物的挥发，然后再利用真空风机的强制抽提，使含有污染物的气体通过布袋除尘和活性炭吸附处理，使尾气达标排放，最终实现污染土壤修复的目标。工程实施结果表明，相比其它的修复方法而言，该方法以相对较小的设备投资就能够达到预期的治理目标，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明有机污染土壤化学强化修复方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明的有机污染土壤化学强化修复方法，包括（1）污染土壤集中储运过程；（2）化学强化处理过程；（3）污染尾气处理过程；（4）土壤验收转运过程四个阶段。

具体地说，包括以下步骤：

所述步骤（2）中密封的处理车间的总体换气频率为5次/天。

在污染土壤集中储运过程阶段，首先根据修复方案，对污染区域进行放线，确定污染范围。使用普通挖掘机，对放线范围内土壤按照要求进行机械开挖。挖掘完成后，对坑底及侧壁进行采样分析，确定污染物含量低于其修复目标值后，证明污染土壤开挖完成。土方开挖时应尽量选择气温较低、空气湿度较大、风力较小的时段，以减小挥发和扬尘。开挖后，及时在开挖面上喷洒有机污染物挥发抑制剂或微生物活性菌液进行挥发控制。喷洒后，视气味情况铺设塑料薄膜对挖开区域进行临时覆盖。将挖掘后的土壤，装载至专用运输车辆中，运输车在装满后应及时苫盖，避免沿途洒落。

在化学强化处理过程阶段，运输车将装运的污染土壤运至密闭工作间中的指定位置堆放。堆放形状以梯形为主，下边长约8-10m，高约2.5-3.0m，边坡角度不低于60°，纵向长度根据密闭工作间的尺寸进行调整，每一个处理单元的土方量约2400方。根据设计比例，在堆放的土壤表面铺洒化学强化药剂——生石灰，铺洒应尽量做到均匀，严格控制飞尘。然后利用土壤翻筛设备对污染土壤进行翻筛，每台土壤翻筛设备的处理能力约为100立方米/小时，对每批次土壤的翻筛频率为5小时/次,周期为8-10天。

在对污染土壤的翻筛过程中，工作间的鼓风系统、真空抽风系统一直保持工作，通过气体交换，工作间内空气中的污染物浓度处于较低的状态，废气通过尾气处理系统进行净化，防止污染物向外界逸散导致二次污染。

在对污染土壤进行化学强化处理过程中，需对污染土壤进行定期检测，检测合格的进行转运回填，检测不合格的继续处理。采用有机气体PID检测仪对土壤进行检测，具体方法为将少量的土样置于密封样品袋中，保证样品袋中含有一定量的空气，静置10分钟。将PID检测仪的探针刺入袋中，持续测试3分钟，取得稳定的读数后，记录数值。当PID的读数低于修复目标值时，采取土样，送至实验室，利用气相色谱仪对其进行分析，确定其中污染物的含量。一般情况下，经过8—10天左右的翻筛周期处理，污染土壤可达到修复效果。

在污染尾气处理过程阶段中，含有污染物的气体被真空风机抽排至尾气处理系统，经布袋除尘和活性炭吸附处理达标排放。在密闭工作间的一侧壁上每隔15m设置一个抽气口，主风机的处理风量为60000m³/h，工作间的结构抗风荷载不小于120km/h，抗雪荷载不小于97.5kg/m²。活性炭吸附饱和时，对其进行热再生。

下面结合实际工程对本技术进行详细的说明。某一小型化工厂场地被多种有机污染物污染，污染情况列于表1。

表1污染场地情况一览表

污染物	含量（mg/kg）	修复目标值
			氯仿	463.85	0.063
1，2-二氯乙烷	163	0.19
			苯	116	0.43
甲苯	1420	231
			乙苯	634	37

污染场地面积约5000m²，场地被污染的土层结构由上往下主要是素填土和粉土夹粉质粘土，含水率约20wt%，土壤水平和垂直渗透系数约10^-4cm/s，污染深度约3.6m。工程开始后，首先将污染土壤由原场地挖掘出，转运至工作车间。然后按8wt%的比例向污染土壤中混合生石灰，利用土壤翻筛设备对其进行翻筛。10天后，对土壤进行采样分析，结果显示土壤中的污染物除乙苯含量稍高于修复目标值外，其他各污染物含量全部低于修复目标值。为保证修复效果，项目部对该批次土壤又进行2天的翻筛处理，在进行检测，检测结果显示乙苯含量也已低于修复目标值。处理过程中，对尾气处理系统排放的气体进行了抽样测试，测试结果显示各污染物含量低于仪器的检出限，证明尾气处理系统的工作能力绝对可信。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims

1.一种有机污染土壤化学强化修复方法，其特征在于，包括（1）污染土壤集中储运过程；（2）化学强化处理过程；（3）污染尾气处理过程；（4）土壤验收转运过程四个阶段。

2.根据权利要求1所述的有机污染土壤化学强化修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的有机污染土壤化学强化修复方法，其特征在于，所述污染土壤临时储存和化学强化处理过程是在一个配置有鼓风系统、真空抽风系统以及尾气处理系统的密封工作间内进行。

4.根据权利要求2所述的有机污染土壤化学强化修复方法，其特征在于，所述步骤（2）中密封的处理车间的总体换气频率为5次/天。

5.根据权利要求2所述的有机污染土壤化学强化修复方法，其特征在于，所述步骤（2）和（4）中生石灰的添加量为污染土壤重量的10%-15%，污染土壤的翻筛频率为5小时/次,修复周期为8-10天。

6.根据权利要求3或5所述的有机污染土壤化学强化修复方法，其特征在于，所述步骤（2）中对土壤的定期检测与翻筛次数相符，每次翻筛后对土壤进行采样分析，确定污染治理修复的程度。