CN106881343A - 一种土壤中卤代持久性有机污染物的机械化学分解的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种基于固体碱组合物加速分解土壤中持久性有机污染物的机械化学的方法，对受POPs污染的土壤，通过添加氢氧化钠等碱组合物的活化剂，并将污染土壤的含水率保持在20％以下时，在机械化学反应器中可以实现对土壤的修复。

Description

一种土壤中卤代持久性有机污染物的机械化学分解的方法

技术领域

本发明涉及一种基于固体碱组合物加速分解持久性有机污染物的机械化学方法，属于土壤修复领域，尤其涉及含卤代持久性有机污染物污染的土壤的机械化学修复技术方法。

背景技术

机械化学技术最早于1994年由西澳大利亚大学Rowland等人提出，通过该技术可以降解持久性有机污染物(POPs)。该方法一经公开，引起了全世界科学界的关注，各国学者，通过添加不同的脱卤剂处置不同类型的POPs物质，其主要是针对相对较为单一的POPs物质。但对于一些成分较为复杂的混合POPs污染物或受POPs污染的土壤的处置或修复，其研究较少，方法较少，更多的是对于污染土壤而言，传统的机械化学技术很难将其修复。

发明内容

为了针对受POPs污染土壤的机械化学分解修复技术的不足，本发明的主要目的是提供一种基于固体碱组合物加速分解土壤中持久性有机污染物的机械化学方法，以改善传统的机械化学方法主要针对分解相对较为单一的POPs物质的缺陷，实现在土壤这种较为复杂的环境中，发挥机械化学技术较高的处置水平，使得POPs的分解率达到97％以上，从而为土壤的修复持久性有机污染物提供了一种切实可行的新技术。

本发明的目的在于提供一种基于固体碱组合物加速分解土壤中持久性有机污染物的机械化学方法，其特征在于，包括以下步骤：将受污染的土壤经过干燥、粉碎，掺入0.5％-1％的固体碱组合物作为活化剂，共同加入到机械化学反应器中。

本发明所述的机械化学方法，其特征在于，所述的固体碱组合物是指碱类，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或多种与石英砂或氧化钙中的至少一种按摩尔百分比1％-20％摩尔百分比进行混合。

本发明所述的机械化学方法，其特征在于，所述的固体碱组合物，碱类与石英砂的混合方式为球磨混合，球磨混合时间为5-20分钟。

本发明所述的机械化学方法，其特征在于，所述的受污染土壤经过干燥、粉碎，使其含水率低于20％时，与固体碱组合物共同加入到机械化学反应器中。

本发明所述的机械化学方法，其特征在于，所述的受污染土壤干燥后与固体碱组合物的比重，按重量计算，其固体碱组合物占总重量的2％-15％。

本发明所述的机械化学方法，其特征在于，所述的机械化学反应器为机械化学多级反应系统，各级反应器之间为串联结构，能够实现物料的连续进出。

本发明所述的机械化学方法，其特征在于，所述的机械化学反应系统，其装置之间通过能倾角、连接、振打等机构实现连续式处理。

本发明所述的机械化学方法，其特征在于，所述的机械化学多级反应系统中，一级反应器采用中低速配置，用于固体碱组合物与污染土壤的均匀混合，后面各级采用高级配置。

本发明的机械化学方法，其特征在于，所述的机械化学多级反应系统具有干燥和破碎功能，能够对污染土壤和脱卤剂进行混合破碎，并能够控制污染土壤的含水率，可以控制含水率的范围在5％-20％。

本发明所述的机械化学方法，其特征在于，所述的持久性有机污染物优选为氯代、溴代持久性有机污染物，包括但不限于多氯联苯、得克隆、硫丹、多溴二苯醚、六溴环十二烷等持久性有机污染物。为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现。

一种基于固体碱组合物活化加速土壤中卤代持久性有机污染物机械化学分解的方法，包括以下步骤：

①将受到POPs污染的污染土壤进行干燥，当含水率为10％时停止干燥，对其进行破碎并充分的混合；

②以氢氧化钠与石英砂以按10％(摩尔百分比)，通过30分钟的球磨混合；

③将步骤①获取的土壤和步骤②得到的活化剂一起加入到机械化学反应器中，进行机械化学反应。所述的机械化学反应，球磨转速160rpm，球磨1小时，常温常压下进行。

本发明的有益效果为：

(1)可以实现受污染土壤中较为复杂的POPs的修复，改变传统机械化学法相对单一的修复模式，且对于土壤中的POPs类物质的去除率达到97％以上，土壤中POPs类的物质浓度低于50mg/kg。

(2)使用机械化学多级反应系统进行修复，结合了行星式和滚筒式机械化学反应器的优点，具体高能量和大体积容量，而且能够连续处置污染土壤，极大的提高了处置效率。(3)待处置的POPs污染土壤与固体碱组合物物料混合、分散及反应连续完成，可实现同时进料和同时出料，整个方法流程简单；在常温常压条件下进行，不需高温高压或真空等苛刻条件，易于实现，实用性强。

附图说明

图1示出不同时间对anti-DP的销毁率的影响

图2示出不同时间对POPs废物的销毁率的影响

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明涉及一种基于固体碱组合物加速分解持久性有机污染物的机械化学方法，属于土壤修复领域，尤其涉及含卤代持久性有机污染物污染的土壤的机械化学修复技术。下面结合具体实施例对本发明作进一步描述；

实施例1

以受德克隆污染的土壤为例，对土壤进行干燥破碎，当含水率为9％时，停止干燥，取15kg干燥后的污染土壤加入到机械化学多级反应器中。

(1)加入100g的活化剂，即氢氧化钠(100g)，在转速为160rpm，常温常压下球磨1小时。1小时后取样，并分析得出，德克隆(anti-DP)的去除率为89.5％。

(2)加入1500g的固体碱组合物的活化剂，即主要成分氢氧化钠(100g)和石英砂(1400g)，加入到机械化学反应器中，在转速为160rpm，常温常压下球磨1-1.5小时。

从上图1可以看出，球磨时间与anti-DP去除率基本成正比关系，当球磨时间为60min的时候，去除率最高为97.18％。受德克隆污染土壤的原始值为821.16mg/kg，所以当去除率最高时，其球磨后的剩余德克隆浓度值为23.16mg/kg，小于50mg/kg。

为了保证在同一工况条件下，机械化学反应能够连续运行，通过连续10天的运行，机械化学系统无异常，反应后排放的土壤中德克隆的值均低于50mg/kg。

实施例2

以受十溴联苯醚污染的土壤为例，对土壤进行干燥破碎，当含水率为9％时，停止干燥，取15kg干燥后的污染土壤加入到机械化学多级反应器中。

从图2可以看出，当球磨时间在60min的时候，十溴联苯醚的污染土壤去除率最高为97.24％。下表是对应的不同时间下的污染土壤中剩余的十溴联苯醚的浓度，其值均低于50mg/kg。

不同时间下十溴联苯醚的剩余浓度

为了保证在同一工况条件下，机械化学反应能够连续运行，通过连续10天的运行，机械化学系统无异常，反应后排放的土壤中德克隆的值均低于50mg/kg。

Claims (10)

1.一种基于固体碱组合物加速分解土壤中持久性有机污染物的机械化学方法，其特征在于，包括以下步骤：将受污染的土壤经过干燥、粉碎，掺入0.5％-1％的固体碱组合物作为活化剂，共同加入到机械化学反应器中。

2.根据权利要求1所述的机械化学方法，其特征在于，所述的固体碱组合物是指碱类，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或多种与石英砂或氧化钙中的至少一种按摩尔百分比1％-20％摩尔百分比进行混合。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的机械化学方法，其特征在于，所述的固体碱组合物，碱类与石英砂的混合方式为球磨混合，球磨混合时间为5-20分钟。

4.根据权利要求1所述的机械化学方法，其特征在于，所述的受污染土壤经过干燥、粉碎，使其含水率低于20％时，与固体碱组合物共同加入到机械化学反应器中。

5.根据权利要求1所述的机械化学方法，其特征在于，所述的受污染土壤干燥后与固体碱组合物的比重，按重量计算，其固体碱组合物占总重量的2％-15％。

6.根据权利要求1所述的机械化学方法，其特征在于，所述的机械化学反应器为机械化学多级反应系统，各级反应器之间为串联结构，能够实现物料的连续进出。

7.根据权利要求6所述的机械化学方法，其特征在于，所述的机械化学反应系统，其装置之间通过能倾角、连接、振打等机构实现连续式处理。

8.根据权利要求6所述的机械化学方法，其特征在于，所述的机械化学多级反应系统中，一级反应器采用中低速配置，用于固体碱组合物与污染土壤的均匀混合，后面各级采用高级配置。

9.根据权利要求6所述的机械化学方法，其特征在于，所述的机械化学多级反应系统具有干燥和破碎功能，能够对污染土壤和脱卤剂进行混合破碎，并能够控制污染土壤的含水率，可以控制含水率的范围在5％-20％。

10.根据权利要求1-9中任一所述的机械化学方法，其特征在于，所述的持久性有机污染物优选为氯代、溴代持久性有机污染物，包括但不限于多氯联苯、得克隆、硫丹、多溴二苯醚、六溴环十二烷等持久性有机污染物。