CN107096792A - 一种修复有机污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种修复有机污染土壤的方法，其特征在于，包括如下步骤：将污染土壤运输至负压车间内，首先对有机污染土壤进行机械通风，然后对经过机械通风的土壤进行化学氧化去除难挥发有机污染物；其中，所述机械通风采用翻抛设备，所述的机械通风的实施过程为：将待修复的有机污染土壤堆成截面为梯形的长条垛，利用翻抛设备的搅拌叶，对土壤进行翻抛；其中，化学氧化的方法为：将含有过硫酸钠及双氧水的药剂加入至经过机械通风的土壤中；其中，过硫酸钠的添加比例为土壤重量的1~3%；双氧水的浓度为5~10%，添加比例为土壤重量的5~10%。

Description

一种修复有机污染土壤的方法

技术领域

本发明涉及一种对有机污染土壤进行修复的方法，特别适用于化工、石油、焦化、印染等行业中产生的挥发/半挥发性有机复合污染土壤的修复。

背景技术

土壤有机污染物是指进入土壤环境并造成污染的有机化合物，涉及的有机污染物排放行业主要有石油化工、炼焦、油漆和涂料制造、农药生产、橡胶制品制造、皮鞋制造、人造板及木质家具制造、汽车及配件喷涂、电子产品制造、炼钢、水泥生产等，且土壤有机污染物多为挥发性和/或半挥发性有机物的复合污染物，这些污染物不断迁移和转化，通过呼吸道、消化道等进入人体，对人体形成极大的威胁。

修复有机污染土壤的方法很多，目前，我国修复处理有机复合污染土壤常用物理修复方法和异位化学修复方法，其中机械通风修复方法是针对挥发性和/或半挥发性有机污染土壤的物理处理方法，是指在密闭性良好的常温车间内对土壤进行多次翻抛，使污染土壤中的挥发性和/或半挥发性有机物挥发出来，降低土壤中有机物的浓度或达到修复污染土壤的目的，挥发出来的气体通过车间内收集系统进行收集，再进行尾气处理的一种土壤修复方法。

机械通风方法工艺简单，操作性强，处理成本低，能有效处理中低浓度挥发性和/或半挥发性有机污染土壤，但对高浓度挥发性和/或半挥发性有机污染土壤处理时间长，存在拖尾现象，效果相对较差，大大限制了其在实际工程上的应用。

异位化学氧化方法是指在清挖出的污染土壤中添加氧化剂，通过氧化剂的强氧化作用，分解土壤中的有机污染物。虽然异位化学氧化可有效氧化分解土壤中的有机污染物，但每批次氧化修复污染土壤量小且需要投加的氧化剂量较多，氧化分解有机污染物后因土壤含水率较高，导致修复后土壤运输、储存困难。

机械通风和化学氧化技术对于高浓度挥发性和/或半挥发性有机复合污染土壤的修复都存在一定的缺陷，无法满足有机复合污染土壤的修复要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对机械通风、化学氧化单一土壤修复方法在处理高浓度挥发性和/或半挥发性有机物污染土壤时存在的不足和缺陷问题，如修复时间长、药剂用量大、单批次处理量少等）。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种采用机械通风联合化学氧化处理高浓度挥发性和/或半挥发性有机物污染土壤的修复方法，先通过机械设备翻抛土壤去除部分挥发性和/或半挥发性有机物，用便携式光离子化检测仪（PID）快速检测污染土壤上方15-25cm 处有机污染物的浓度，待检测数据趋于平稳时加入过硫酸钠及双氧水溶液，对污染土壤中有机污染物进行氧化分解，可有效避免机械通风“拖尾现象”的出现，显著缩短修复时间。加入过硫酸钠及双氧水溶液进行氧化修复污染土壤的同时对污染土壤进行机械翻抛，一方面去除挥发性和/或半挥发性有机物，降低土壤中有机物含量，同时可以减少药剂的使用量，降低氧化修复后土壤的含水率和修复成本；另一方面，土壤经过翻抛后，粒径减小，有效促进了药剂与土壤的接触，提高有机物的氧化分解效率。本发明相较于单一采用机械通风技术能够减少70%以上的修复时间，相较于单一采用化学氧化技术能够减少主氧化剂用量40%~50%以上。

具体地，本发明提供的一种修复有机污染土壤的方法，包括如下步骤：将污染土壤运输至负压车间内，首先对有机污染土壤进行机械通风，然后对经过机械通风的土壤进行化学氧化去除难挥发有机污染物；

其中，所述机械通风采用翻抛设备，所述的机械通风的实施过程为：利用翻抛设备的搅拌叶，对土壤进行翻抛；

其中，化学氧化的方法为：将含有过硫酸钠及双氧水的药剂加入至经过机械通风的土壤中；其中，过硫酸钠的添加比例为土壤重量的1~3%；双氧水的浓度为5~10%，添加比例为土壤重量的5~10%。

其中，将有机物污染土壤置于负压车间内，平整堆放成截面为梯形的长条垛，即下底宽2.0~3.0m、上底宽1.2~2.0m，高1.0~1.5m的条垛状土堆，翻抛设备为履带式，骑跨在条垛状土堆上，利用翻抛设备的搅拌叶，对土壤进行翻抛，翻抛设备移动速度为10~20m/min。

对有机污染土壤进行机械通风后，检测有机污染土壤上方15-25cm 处有机污染物的浓度，待检测数据趋于平稳时，向土壤中加入所述药剂进行化学氧化。

化学氧化的方法中：将含有过硫酸钠及双氧水的药剂加入至经过机械通风的土壤中，再次开启翻抛设备，翻抛2次以上，养护。

其中，翻抛过程中挥发出的气体，通过负压车间顶部的气体收集管收集，进入尾气处理系统处理达标后排放。

本发明为弥补机械通风和化学氧化修复技术的不足，本发明采用机械通风联合化学氧化技术修复有机污染土壤，实现他们的优势互补。本发明与现有技术相比，优点在于：

（1）机械通风联合化学氧化修复处理高浓度挥发和/或半挥发性有机污染土壤，可有效避免“拖尾现象”的出现，显著缩短修复时间，减少工程量；

（2）在负压车间内翻抛土壤，使有机物挥发出来，去除部分挥发和/或半挥发性有机污染物，有利于减少土壤氧化剂的使用量，降低处理成本；

（3）对土壤进行机械翻抛，土壤粒径减小，将氧化剂喷洒在土壤翻抛设备的搅拌齿前方，都可以有效地促进氧化剂与污染土壤的接触，提高氧化剂的利用率，处理后土壤粒径小于5cm；

（4）对于高浓度污染土壤中挥发和/或半挥发性有机污染物具有较好的清除效果，可处理的污染物种类多，如多环芳烃、石油类、苯系物、有机农药等，特别适合修复挥发半挥发性有机复合物污染的土壤；

（5）本发明的系统操作方便，单批次工程处理量大，不同于国内现有土壤修复设备仅适用于实验室或中试运用，本发明更适用于污染土壤土方量较大的实际工程；

（6）整个处理过程都在负压车间内，所有的有机污染气体均被负压车间收集并进行后续处理，不会造成气态有机污染物的二次污染。

附图说明

图1是本发明的修复有机污染土壤的方法的工艺流程图。

图2是本发明的修复有机污染土壤的方法中条垛状土堆的横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例中的土壤来自上海某有机物污染场地，污染物包括氯乙烯、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、茚并(1,2,3-cd)芘。污染土壤研磨后，通过10 目的钢筛进行筛分。按照国标HJ350-2007《展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）》中附录中列出的分析方法对污染土壤进行浓度测定，检测结果见表1。

本发明具体实施步骤如下：

（1）将污染土壤运输至负压车间内，开启车间内负压系统，保证处置过程中污染气体不外排；

（2）采用筛分破碎斗将污染土壤中的大块建筑垃圾筛分出去，利用挖掘机和装载机将污染土壤堆成截面为梯形的条垛状土堆1，即下底宽2.0~3.0m、上底宽1.2~2.0m，高1.0~1.5m的条垛状土堆1，此形状便于翻抛设备后续操作；如图2所示。

（3）利用翻抛设备 “骑跨”在条垛状土堆上，转动搅拌叶，对土壤进行翻抛，移动速度为10~20m/min，每天翻抛4次以上；

（4）用便携式光离子化检测仪（PID）快速检测污染土壤上方15-25cm 处有机污染物的浓度，待检测数据趋于平稳时，采样送检；

（5）PID数据趋于平稳时，在土壤上方均匀加入过硫酸钠并喷洒双氧水，过硫酸钠的添加比例为土壤重量的1~3%；双氧水的浓度为5~10%，添加比例为土壤重量的5~10%，再次开启翻抛设备，翻抛2次以上，养护三天，进行采样送检。

表1为有机污染土壤修复前后的检测数据及参照标准( 单位：mg/kg)

表1 土壤中污染物检出浓度（mg/kg）

编号	污染物	最高检出浓度	机械通风翻抛后浓度	化学氧化后浓度	标准
						1	氯乙烯	0.447	0.07	＜0.04	0.10
2	顺1,2-二氯乙烯	136	0.82	＜0.05	53.26
						3	三氯乙烯	122	1.30	＜0.05	7.35
4	苯并(a)蒽	6.2	0.96	0.28	0.61
						5	苯并(b)荧蒽	8.1	1.22	0.43	0.61
6	苯并(a)芘	5.6	0.67	0.30	0.30
						7	二苯并(a,h)蒽	2.9	0.98	0.04	0.10
8	茚并(1,2,3-cd)芘	6.1	1.46	0.59	0.61

上述实例结果表明，本发明中机械通风工艺可以将挥发性有机污染物处理到标准以下，且可以将半挥发性有机物处理到较低浓度，再通过药剂进行氧化，即可达到修复标准，药剂用量可以减少20~50%，由此可见，该修复方法可用于有机物污染土壤修复的示范推广。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种修复有机污染土壤的方法，其特征在于，包括如下步骤：将污染土壤运输至负压车间内，首先对有机污染土壤进行机械通风，然后对经过机械通风的土壤进行化学氧化去除难挥发有机污染物；

其中，所述机械通风采用翻抛设备，所述的机械通风的实施过程为：利用翻抛设备的搅拌叶，对土壤进行翻抛；

其中，化学氧化的方法为：将含有过硫酸钠及双氧水的药剂加入至经过机械通风的土壤中；其中，过硫酸钠的添加比例为土壤重量的1~3%；双氧水的浓度为5~10%，添加比例为土壤重量的5~10%。

2.根据权利要求1 所述的修复有机污染土壤的方法，其特征在于，机械通风的方法为：将有机物污染土壤置于负压车间内，平整堆放成截面为梯形的长条垛，即下底宽2.0~3.0m、上底宽1.2~2.0m，高1.0~1.5m的条垛状土堆，翻抛设备为履带式，骑跨在条垛状土堆上，利用翻抛设备的搅拌叶对土壤进行翻抛，翻抛设备移动速度为10~20m/min。

3.根据权利要求1 所述的修复有机污染土壤的方法，其特征在于，对有机污染土壤进行机械通风后，检测有机污染土壤上方15-25cm 处有机污染物的浓度，待检测数据趋于平稳时，向土壤中加入所述药剂进行化学氧化。

4.根据权利要求1 所述的修复有机污染土壤的方法，其特征在于，化学氧化的步骤中：将含有过硫酸钠及双氧水的药剂加入至经过机械通风的土壤中，再次开启翻抛设备进行机械通风，养护。

5.根据权利要求4 所述的修复有机污染土壤的方法，其特征在于，化学氧化的步骤中：开启翻抛设备翻抛2次以上，养护1~5天。

6.根据权利要求1所述的修复有机污染土壤的方法，其特征在于，翻抛过程中挥发出的气体，通过负压车间顶部的气体收集管收集，进入尾气处理系统处理达标后排放。