CN106140801B - 一种有机物污染土壤的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机物污染土壤的修复方法，主要包括如下步骤：A、重污染土壤(1)进入预热装置，由来自热脱附装置的热尾气(31)间接加热进行预热；B、预热后的重污染土壤进入热脱附装置，由来自天然气燃烧装置的热烟气(82)间接加热进行热脱附；C、热脱附后的重污染土壤进入混合装置，与进入混合装置的轻污染土壤(6)混合，形成混合土壤(10)；D、混合土壤进入低温解吸装置进行低温解吸，解吸合格后排出。上述的操作过程中，在预热装置、热脱附装置、低温解吸装置分离出的有机物与吹扫空气(9)形成含有机物的空气(91)，流出上述装置后均进入天然气燃烧装置。本发明可对重污染土壤和轻污染土壤按不同方式同时进行修复。

Description

一种有机物污染土壤的修复方法

技术领域

本发明涉及一种有机物污染土壤的修复方法。

背景技术

随着工业化和城市化的发展，近些年我国出现了一批关闭搬迁或即将退役的化工厂、农药厂、炼油厂和焦化厂等企业。在这些企业过去的生产过程中，废物的倾倒和排放、化学物质的泄漏等因素必然会造成严重的场地污染问题。大多数污染场地面临着用地功能的转换和二次开发，但这些场地的污染土壤会严重威胁人体健康和环境安全，成为当前迫切需要解决的问题。

按污染物的种类，可将污染土壤分为有机物污染土壤和无机物污染土壤。有机物污染土壤中的有机物主要包括石油类、苯系物、农药、多环芳烃和多氯联苯等。目前有机物污染土壤的修复技术主要包括热脱附法、蒸汽提取法、化学氧化法、固定/稳定化法、焚烧法和生物法等。

中国专利CN103962374A公开了一种环保节能的有机污染土壤热脱附修复处理系统，包括进料系统、热脱附系统、土壤出料系统、燃烧及尾气处理系统、烟气控温系统、尾气降温除尘系统和尾气排放系统。热脱附系统包括间接加热双筒回转窑；操作过程中，外筒中的热气流加热内筒中的土壤后成为热尾气。热尾气流经尾气降温除尘系统中的旋风除尘器和喷淋降温除尘设备，最后在尾气排放系统中的排风机的作用下排入烟囱后进入大气。该系统存在的问题是，在操作过程中，热尾气的余热未进行利用；热脱附后的土壤在土壤出料系统中喷淋降温后装车运出，其余热也未进行利用；这样就使能量利用率不高。CN103495598A公开了一种有机污染土壤修复方法，将有机污染土壤送入焙烧室，燃烧炉产生的热气体进入加热通道对焙烧室内的有机污染土壤进行加热修复。有机污染土壤分离出的有机污染物和水分进入燃烧炉被完全分解燃烧，燃烧后产生的烟气经加热通道、袋除尘器、排风机、烟囱、除酸装置，最后排放。修复后的土壤进入冷却机与冷风进行换热，产生的热风进入燃烧炉内做二次热风使用。上述过程中，由加热通道流出的热气体和烟气即热尾气，其余热未进行利用，也使能量利用率不高。

上述技术存在的另一个问题是，未根据有机物污染土壤的污染状况对其分别进行修复。当有重污染土壤和轻污染土壤需要修复时，轻污染土壤也随重污染土壤进入热脱附装置进行热脱附，这势必会造成能量的不必要浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机物污染土壤的修复方法，以解决现有技术所存在的能量利用率不高等问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种有机物污染土壤的修复方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

A、重污染土壤进入预热装置，由来自热脱附装置的热尾气间接加热进行预热，分离出的有机物由吹扫空气吹扫出预热装置，换热后的热尾气进入尾气处理装置进行处理；

B、预热后的重污染土壤进入热脱附装置，由来自天然气燃烧装置的热烟气间接加热进行热脱附，分离出的有机物由吹扫空气吹扫出热脱附装置，换热后的热烟气成为热尾气，由热脱附装置进入预热装置；

C、热脱附后的重污染土壤进入混合装置，与进入混合装置的轻污染土壤混合，形成混合土壤；

D、混合土壤进入低温解吸装置进行低温解吸，分离出的有机物由吹扫空气吹扫出低温解吸装置，解吸合格后的混合土壤由低温解吸装置排出；

上述的操作过程中，在预热装置、热脱附装置、低温解吸装置分离出的有机物与吹扫空气形成含有机物的空气，流出上述装置后均进入天然气燃烧装置，向天然气燃烧装置通入天然气，天然气与上述的含有机物的空气混合、燃烧，生成的热烟气进入热脱附装置。

采用本发明，具有如下的有益效果：(1)由热脱附装置流出的热尾气进入预热装置对重污染土壤进行预热，热尾气的余热得到了充分利用。(2)热脱附后的重污染土壤在混合装置中与轻污染土壤混合，重污染土壤的余热传递给轻污染土壤；所形成的混合土壤的温度较高，有利于其在低温解吸装置中进行低温解吸时分离出更多的有机物，且可缩短低温解吸过程的修复时间。因此，热脱附后重污染土壤的余热得到了充分利用。(3)由预热装置、热脱附装置、低温解吸装置流出的含有机物的空气均进入天然气燃烧装置助燃，有机物能被完全燃烧分解，无次生污染；且由热脱附装置流出的含有机物的空气的余热得到了利用。因此，本发明的能量利用率较高。

本发明对重污染土壤和轻污染土壤按不同方式同时进行修复，轻污染土壤不进入热脱附装置进行热脱附，不造成能量的不必要浪费。

总之，本发明可以有效地降低单位质量土壤修复的能耗，从而降低土壤修复成本、减少投资。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

附图说明

图1是本发明有机物污染土壤的修复方法的流程简图。

具体实施方式

参见图1，本发明有机物污染土壤的修复方法，包括如下步骤：

A、重污染土壤1进入预热装置2，由来自热脱附装置3的热尾气31间接加热进行预热。分离出的有机物由吹扫空气9吹扫出预热装置2，换热后的热尾气31进入尾气处理装置7进行处理。

换热后的热尾气31进入尾气处理装置7进行处理，主要是冷却、除尘，再用有机胺溶液对换热后的热尾气31进行吸收净化处理。所用的有机胺优选为一乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺和哌嗪之中的一种，或两种以上的混合胺。热尾气31净化达标后排入大气。

上述的间接加热，即热尾气31不直接与重污染土壤1接触而进行加热。

B、预热后的重污染土壤1进入热脱附装置3，由来自天然气燃烧装置8的热烟气82间接加热进行热脱附。分离出的有机物由吹扫空气9吹扫出热脱附装置3，换热后的热烟气成为热尾气31，由热脱附装置3进入预热装置2。

上述的间接加热，即热烟气82不直接与预热后的重污染土壤1接触而进行加热。

C、热脱附后的重污染土壤1进入混合装置4，与进入混合装置4的轻污染土壤6混合，形成混合土壤10。

D、混合土壤10进入低温解吸装置5进行低温解吸，分离出的有机物由吹扫空气9吹扫出低温解吸装置5。解吸合格后的混合土壤10由低温解吸装置5排出。

上述的操作过程中，在预热装置2、热脱附装置3、低温解吸装置5分离出的有机物与吹扫空气9形成含有机物的空气91，流出上述装置后均作为天然气燃烧所用的空气进入天然气燃烧装置8。进入天然气燃烧装置8之前，含有机物的空气91需要在除尘装置(图略)中进行除尘，以免土壤的微细颗粒堵塞管道和设备。向天然气燃烧装置8通入天然气81，天然气81与上述的含有机物的空气91混合、燃烧，生成的热烟气82进入热脱附装置3。

本发明需修复的轻污染土壤6，所含的有机物主要为易挥发有机物，如苯、甲苯和二甲苯，它们在温度高于40℃时即可逐渐从受污染的土壤中分离出来。本发明需修复的重污染土壤1所含的有机物除上述的易挥发有机物外，还有难挥发有机物；难挥发有机物例如是石油焦或大分子有机物，大分子有机物例如是多环芳烃或多氯联苯。这些难挥发有机物在温度达到300℃以上时才能逐渐从受污染的土壤中分离出来。

本发明需修复的重污染土壤1，要求其含水量低于20％(本发明以％表示质量百分数)，粒径小于10mm。重污染土壤1的有机物含量一般为0.6％～20％，其中难挥发有机物含量一般为0.4％～10％。

本发明需修复的轻污染土壤6，要求其含水量低于20％，粒径小于10mm，有机物含量一般为0.6％～15％。

重污染土壤1和轻污染土壤6分别预先经过干燥和筛分处理，以使其含水量和粒径达到本发明的要求。

进入预热装置2的重污染土壤1、进入混合装置4的轻污染土壤6的温度一般均为-20～40℃。

在预热装置2中，重污染土壤1预热后的温度一般为100℃～200℃，预热时间一般为10～200min。

在热脱附装置3中，预热后的重污染土壤1一般被加热至300～700℃，热脱附时间一般为1～200min。热脱附后重污染土壤1的有机物含量一般不高于0.5％，其中难挥发有机物含量一般不高于0.2％。

进入预热装置2的热尾气31的温度，略高于预热后的重污染土壤1在热脱附装置3中被加热到的温度。进入热脱附装置3的热烟气82的温度一般为800～1000℃。

进入混合装置4的轻污染土壤6与热脱附后的重污染土壤1的质量比一般为1:1～4:1。

在低温解吸装置5中，混合土壤10的温度一般为50～300℃，低温解吸时间一般为3～48h。由低温解吸装置5排出的解吸合格后的混合土壤10，有机物含量一般不高于0.3％，其中难挥发有机物含量一般不高于0.1％。

本发明的一些优选参数如下：重污染土壤1的含水量低于10％，粒径小于5mm；重污染土壤1的有机物含量为2％～15％，其中难挥发有机物含量为1％～7％。轻污染土壤6的含水量低于10％，粒径小于5mm，有机物含量为2％～10％。在热脱附装置3中，预热后的重污染土壤1被加热至500～600℃，热脱附时间为10～100min。进入混合装置4的轻污染土壤6与热脱附后的重污染土壤1的质量比为2:1～3:1。在低温解吸装置5中，混合土壤10的温度为100～150℃。

本发明所用的各种装置，都可以是现有土壤修复技术所使用的。其中预热装置2所用的主要设备为间接换热的换热器或换热盘管，热脱附装置3所用的主要设备为间壁式旋转窑，混合装置4所用的主要设备为混合机或搅拌机，低温解吸装置5所用的主要设备为翻抛机，天然气燃烧装置8所用的主要设备为燃烧器。尾气处理装置7主要由冷却器、除尘器(旋风或布袋除尘器)和有机胺吸收塔组成。进入各装置的土壤主要采用上料皮带机输送，而各种气体的输送主要采用引风机和管道。

Claims (4)

1.一种有机物污染土壤的修复方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

A、重污染土壤(1)进入预热装置(2)，由来自热脱附装置(3)的热尾气(31)间接加热进行预热，分离出的有机物由吹扫空气(9)吹扫出预热装置(2)，换热后的热尾气(31)进入尾气处理装置(7)进行处理；

B、预热后的重污染土壤(1)进入热脱附装置(3)，由来自天然气燃烧装置(8)的热烟气(82)间接加热进行热脱附，分离出的有机物由吹扫空气(9)吹扫出热脱附装置(3)，换热后的热烟气成为热尾气(31)，由热脱附装置(3)进入预热装置(2)；

C、热脱附后的重污染土壤(1)进入混合装置(4)，与进入混合装置(4)的轻污染土壤(6)混合，形成混合土壤(10)；

D、混合土壤(10)进入低温解吸装置(5)进行低温解吸，分离出的有机物由吹扫空气(9)吹扫出低温解吸装置(5)，解吸合格后的混合土壤(10)由低温解吸装置(5)排出；

上述的操作过程中，在预热装置(2)、热脱附装置(3)、低温解吸装置(5)分离出的有机物与吹扫空气(9)形成含有机物的空气(91)，流出上述装置后均进入天然气燃烧装置(8)，向天然气燃烧装置(8)通入天然气(81)，天然气(81)与上述的含有机物的空气(91)混合、燃烧，生成的热烟气(82)进入热脱附装置(3)；

上述的操作过程中，进入混合装置(4)的轻污染土壤(6)与热脱附后的重污染土壤(1)的质量比为1:1～4:1，在低温解吸装置(5)中，混合土壤(10)的温度为50～300℃，低温解吸时间为3～48h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：重污染土壤(1)的含水量低于20％，粒径小于10mm，重污染土壤(1)的有机物含量为0.6％～20％，所述的有机物为易挥发有机物和难挥发有机物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：轻污染土壤(6)的含水量低于20％，粒径小于10mm，轻污染土壤(6)的有机物含量为0.6％～15％，所述的有机物为易挥发有机物。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：在热脱附装置(3)中，预热后的重污染土壤(1)被加热至300～700℃，热脱附时间为1～200min。