CN107583943A - 一种油污土壤的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油污土壤的修复方法。所述油污土壤的修复方法具体包括：首先根据勘测结果确定油污土壤范围、深度，并针对勘探结果在待处理油污区域的边缘设置一圈隔离防渗带，并采用多条横向或竖向的分隔沟对隔离防渗带围设的待处理油污区进行分区，在每个处理区挖设竖井，并在每个竖井内放置竖向喷射管，并在竖井和分隔沟内填充稻壳炭吸附材料，通过喷射管进行高压喷水，对周围的油污进行松散，同时通过稻壳炭吸附材料对油污土壤中的油污进行吸附。本发明通过竖井内喷射管，先喷射水气，一方面疏松土壤，增强透水透气性，另一方面通过微水流携带出土壤中油污，吸附至稻壳炭上；还可以通过喷射管喷射微生物对土壤油污进行生物降解。
Description
技术领域
本发明涉及到环境岩土修复领域，具体是一种油污染土壤的修复方法。
背景技术
油污土壤是指，土壤的石油类物资含量超过其自我净化能力的污染土壤。在石油开采、炼制、运输、储备以及使用过程中均有可能发生污染事故。油污土壤无法进行耕种，植被生长会受到严重破坏，如不及时处理，土壤中的油污会进一步渗透，污染地下水及周边土壤和水体等造成二次污染，对人类健康造成危害。
目前油污土壤场地修复方法主要有：(1)物理处理法，具体包括热处理法、隔离法、换土法、焚烧法、空气吹脱法等。此类方法主要机理是污染物的转移，并没有从根本上解决污染问题；(2)化学修复方法，具体包括萃取法、土壤清洗与淋洗法、化学氧化法等；(3)生物修复方法，具体是利用特定的微生物、动植物的生命活动清除环境中的污染物。化学和生物修复这两类技术方法都是向土壤中注入活性剂进行降解，其化学活性剂的用量和选择很大程度上决定了修复效果，如果选择不当，则修复效果差，时效长，还可能造成土壤和地下水的二次污染。
现有技术中也公开了一些关于油污土壤场地处理的方案，如公开号为CN104741374A专利提出了一种利用广宿主自转移降解质粒对石油污染土壤进行生物修复的方法，即将携带含有石油烃降解基因和遗传选择标记的广宿主自转移降解质粒的宿主菌接种到待处理的污染土壤中，并添加营养液，通过微生物间的接合转移作用，使广宿主自转移质粒所携带的降解基因发挥高效降解作用，进而达到持久修复石油烃污染土壤的目的。该专利主要涉及宿主菌进行菌体活化和菌剂制备，属于生物修复方法之一，时效较长。如公开号CN106077078A专利提出一种石油污染土壤的修复方法和修复机构，需将带修复场地开挖，在基坑底部和侧壁铺设粘土，基坑内放置曝气架与送菌管，再讲待修复土壤回填回坑内进行生物修复。该方法操作简单，但占用土地，容易出现泄漏和污染周边环境。综上所述，这些专利技术仍存在不足和缺点，如修复时间长、二次污染等。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种油污土壤的修复方法，该方法通过增强油污土壤水平向微渗流和稻壳炭油污吸附力来净化污染土壤，利用喷水装置疏松油污土壤，便于油污物质挥发，又能发挥稻壳炭吸附功能，变废为宝，其操作方便可行，造价低，绿色环保。
本发明提供的一种油污土壤的修复方法，其特征在于具体包括以下步骤：
(1)对油污土壤区域进行勘探，查明油污土壤范围、深度及地下水情况；
(2)并针对勘探结果在待处理油污区域的边缘设置一圈隔离防渗带，首先通过划线确定隔离防渗带的位置，然后在划线部位挖设沟壑，其挖设深度大于油污土壤层的深度，之后开始向沟壑内填充黏土，并在填充过程中对其进行夯实，形成黏土防渗保护层，其黏土填充至沟壑上表面或高于沟壑的位置；
(3)采用多条横向或竖向的分隔沟对隔离防渗带围设的待处理油污区进行分区，将其分成多个小面积的处理区，每个处理区的面积为2-3m2；具体是先根据设计图纸确定分隔沟挖设位置，并通过划线进行标记，然后开始施工分隔沟，每条分隔沟的宽度为0.8-1.2m，且相邻横向分隔沟的间距相等，相邻纵向分隔沟的间距也相等，确保分隔的多个小面积处理区面积相等，每条分隔沟的深度等于或小于油污土壤层的深度；
(4)在步骤(3)分离的每个小面积处理区中采用钻探成孔的方式挖设直径500-1000mm的竖井，竖井的深度等于或大于油污土壤层的深度，但置于隔水层上方；
(5)在每个竖井内放置竖向喷射管，所述竖向喷射管的底面呈封闭状，上端设有与外界高压喷水设备连接的高压喷水接头，在管壁上均匀分布多个喷射孔，且喷射孔从喷射管的上端一直分布到下端；将喷射管竖向放置在竖井内，其底面与竖井的底面接触，上端等于或高于竖井的井口，之后在喷射管周围填充稻壳炭吸附材料，稻壳炭一直填充至竖井井口，并在步骤(3)中施工的横向或竖向分隔沟内填满稻壳炭吸附材料；
(6)然后将喷射管通过高压喷水接头与外界的高压喷水设备连接，并设定高压喷水的喷射压力值设定为20-40MPa，喷射流量为40-50L/min，开始进行高压喷水，高压作用下水流呈喷雾状，通过喷射的水气对周围的油污土壤进行松散，同时通过稻壳炭吸附材料对油污土壤中的油污进行吸附；每次喷射20-24h后静置10-14小时，重复喷水2-3次，完成一个处理周期；
(7)处理完成之后对土壤中油污物的浓度进行检测，浓度达标后，完成修复过程；如果不达标，将竖井和横向、竖向沟壑内的稻壳炭全部取出，更换新的稻壳炭，然后再重复(6)中的处理过程，可重复处理5-6个周期，每个周期处理完成之后，对土壤中油污物的浓度进行检测，如浓度达标，便完成修复过程；如果重复5-6个周期，土壤油污浓度下降缓慢仍未达标或不变，便撤出横向、竖向分隔沟和竖井内的稻壳炭，采集土样，进行成分检测，然后根据土壤残留油污成分选择适合的微生物降解液，通过竖井内喷射管喷射微生物降解液进行生物处理。
本发明较优的技术方案：在步骤(7)中修复过程完成之后，回收所有的稻壳炭进行室内热脱处理，分离出稻壳炭上吸附的油污进行二次利用，分离油污后的稻壳炭用于育苗基质被再次利用。
本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中隔离带的沟壑宽度为1-2m，其填充的黏土黏粒含量为35％～50％，渗透系数小于1×10-5cm/s，含水量控制在20％～30％，干密度要大于土体天然干密度的1.02～1.12倍，且不小于1.5g/cm3。
本发明较优的技术方案：所述步骤(5)中填充在竖井中的稻壳炭和填充在横向、竖向分隔沟中的稻壳炭均采用无纺布土工布袋包装成袋状。
本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中横向分隔沟和纵向分隔沟的间距均为1.5-3m。
本发明较优的技术方案：所述步骤(4)中每个处理区的竖井置于该处理区的中央位置。
本发明较优的技术方案：在步骤(5)中插入竖井的喷射孔直径为1.5-3mm，在喷射管外包覆有透水土工布滤网。
本发明中的稻壳炭为直接购买的产品，可以直接购买稻壳炭然后用透水无纺布土工布袋包装成袋，也可以直接购买袋装的稻壳炭，方便回收和更换。
本发明的有以下效果：
(1)本发明将待污染土壤分隔成多个区域，并在每个区域内挖设竖井，埋设喷射管，本发明通过喷射管向周测土体进行喷射水气，增强周测土体松散性，土体内形成水流微通道，包裹和携带出土壤中油污物质；
(2)在竖井和分隔沟中还埋设有稻壳炭，稻壳炭是采用稻壳制取的吸附剂，具有丰富的微孔、中孔和大孔，可用于脱除油品中的游离脂肪酸、色素，能很好地净化水体中的芳香族化合物、杂环化合物，作为除臭剂净化空气等；稻壳炭中的C和SiO2都有很好的吸附能力，在喷射管工作中，预先埋设于沟壑和竖井中的油污吸附物质稻壳炭，将吸附淋湿土壤和微水流中的油污物质；
(3)本发明中的稻壳炭采用袋装，方便更换和去除，针对油污比较严重的土壤，物理方法处理效果达不到要求时，可以根据土壤检测成果，撤出稻壳炭袋，选择合适的微生物降解液，通过竖井内喷射管进行二次喷射，就让土壤和微生物降解液混合，进行生物降解土体内残余油污；
(4)本发明中稻壳炭可以回收利用，回收后的稻壳炭在室内热脱作用下，将吸附于其上的油污回收利用；去除油污的稻壳炭可就地掩埋至已修复土壤内，作为土壤改良剂，也可以用作其他植物栽植基质再次利用；
本发明既可疏松油污土壤，便于油污物质挥发，又能发挥稻壳炭吸附功能，变废为宝。通过竖井内喷射管，先喷射水气，一方面疏松土壤，增强透水透气性，另一方面通过微水流携带出土壤中油污，吸附至稻壳炭上；还可以根据需要通过竖井内的喷射管喷射微生物对土壤油污进行生物降解；并能灵活调整喷射液体成分和喷射压力等，其操作方便可行，造价低，绿色环保。
附图说明书
图1是本发明实施例中竖井和分隔沟的平面布置示意图；
图2是本发明实施例中油污处理竖井竖向截面示意图。
1—隔离防渗带，2—待处理油污区，3—分隔沟，4—竖井，5—喷水接头，6—喷射管，7—稻壳炭，8—隔水层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例：是针对某个油污区域，经过对该油污土壤区域进行勘探，其油污土壤的范围面积为：10000m2，污染深度为0.8m：其隔水层深度为3m，油污土壤起始含油量为10000mg/kg；对该油污土壤区域，采用了以下油污土壤修复方法，具体包括如下步骤：
(1)针对勘探结果在待处理油污区域的边缘设置一圈隔离防渗带：首先根据勘测数据确定待处理油污区域的范围，并通过划线确定隔离防渗带1的位置，然后在划线部位挖设沟壑，其挖设深度3m，宽度为1-2m，之后开始向沟壑内填充黏土，其填充的黏土黏粒含量为35％～50％，渗透系数小于1×10-5cm/s，含水量控制在20％～30％，干密度要大于土体天然干密度的1.02～1.12倍，且不小于1.5g/cm3，并在填充过程中对其进行夯实，形成黏土防渗保护层，其黏土填充至沟壑上表面或高于沟壑的位置；
(2)采用多条横向或竖向的分隔沟3对隔离防渗带1围设的待处理油污区2进行分区：具体是先根据设计图纸确定分隔沟3挖设位置，并通过划线进行标记，然后开始施工分隔沟3，每条分隔沟的宽度为0.8-1.2m，且相邻横向分隔沟的间距相等，相邻纵向分隔沟的间距也相等，间距均为1.0-2m，将其分成多个面积为2-3m2的小面积处理区，多个小面积处理区面积相等，每条分隔沟的深度约1.5m；
(3)在步骤(2)分离的每个小面积处理区中采用钻探成孔的方式挖设直径500-1000mm的竖井4，竖井的深度约1.0m，但置于隔水层8上方，其竖井4和分隔沟3的分布平面图，如图1所示；
(4)在每个竖井4内放置竖向喷射管6，所述竖向喷射管6的底面呈封闭状，上端设有与外界高压喷水设备连接的高压喷水接头5，在管壁上均匀分布多个喷射孔，喷射孔直径为1.5-3mm，且喷射孔从喷射管的上端一直分布到下端，为了避免喷射孔被堵，还可以在喷射管外包覆有透水土工布滤网；将喷射管6竖向放置在竖井4内，其底面与竖井4的底面接触，上端等于或高于竖井4的井口，之后在喷射管6周围填充稻壳炭7，稻壳炭7一直填充至竖井井口，并在步骤(2)中施工的横向或竖向分隔沟内填满稻壳炭吸附材料；在竖井4中的稻壳炭吸附材料和填充在横向、竖向分隔沟3中的稻壳炭吸附材料均采用无纺布土工布袋包装成袋状；其具体施工结构示意图如图2所示；
(5)然后将喷射管6通过高压喷水接头与外界的高压喷水设备连接，并设定高压喷水的喷射压力值设定为20-40MPa，喷射流量为40-50L/min，开始进行高压喷水，高压作用下水流呈喷雾状，通过喷射的水气对周围的油污土壤进行松散，同时通过稻壳炭吸附材料对油污土壤中的油污进行吸附；每次喷射20-24h后静置10-14小时，重复喷水2-3次，完成一个处理周期；
(7)处理完成之后，对土壤中油污物的浓度进行检测。分别在竖井、沟壑以及中间区域分别取样2组，共计6组土样，采用超声萃取-酶标仪微量法或重量法测定油污浓度下降变化。经过5-6个处理周期，约20-30天，检测突然中油污含量，分析该6个周期内降解率变化：
| 周期 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 竖井处 | 21％ | 48％ | 67％ | 71％ | 78％ | 89％ |
| 沟壑处 | 17％ | 40％ | 60％ | 69％ | 75％ | 87％ |
| 其他处 | 19％ | 32％ | 52％ | 62％ | 71％ | 84％ |
当检测发现处理之后的油污浓度下降至100mg/kg以下，该土壤的油污浓度标准为100-200mg/kg，其检测结果显示经过处理后的油污浓度已经达到要求，所以完成处理；
(8)将所有竖井4和分隔沟3内的填充的稻壳炭回收，并进行室内热脱处理，分离出稻壳炭上吸附的油污进行二次利用，分离油污后的稻壳炭用于育苗基质被再次利用。
通过实施例可以证明本发明中的方法针对油污处理是非常有效的；而且如果在处理完成之后，通过检测发现土壤中油污物含量还是较高，可以将竖井4和分隔沟3稻壳炭取出，更换新的稻壳炭，再次处理，其处理过程可以高达3-5个周期，如果超过五个周期还是无法达到处理效果；可以将竖井4和分隔沟3稻壳炭取出，然后通过取样对待污染土壤中污染物的研究，选择适合的微生物处理液，并通过高压喷射管6将微生物处理液喷射到土壤中进行生物降解，进一步净化土壤。
Claims (7)
1.一种油污土壤的修复方法，其特征在于具体包括以下步骤：
(1)对油污土壤区域进行勘探，查明油污土壤范围、深度及地下水情况；
(2)并针对勘探结果在待处理油污区域的边缘设置一圈隔离防渗带，首先通过划线确定隔离防渗带的位置，然后在划线部位挖设沟壑，其挖设深度大于油污土壤层的深度，之后开始向沟壑内填充黏土，并在填充过程中对其进行夯实，形成黏土防渗保护层，其黏土填充至沟壑上表面或高于沟壑的位置；
(3)采用多条横向或竖向的分隔沟对隔离防渗带围设的待处理油污区进行分区，将其分成多个小面积的处理区，每个处理区的面积为2-3m2；具体是先根据设计图纸确定分隔沟挖设位置，并通过划线进行标记，然后开始施工分隔沟，每条分隔沟的宽度为0.8-1.2m，且相邻横向分隔沟的间距相等，相邻纵向分隔沟的间距也相等，确保分隔的多个小面积处理区面积相等，每条分隔沟的深度等于或小于油污土壤层的深度；
(4)在步骤(3)分离的每个小面积处理区中采用钻探成孔的方式挖设直径500-1000mm的竖井，竖井的深度等于或大于油污土壤层的深度，但置于隔水层上方；
(5)在每个竖井内放置竖向喷射管，所述竖向喷射管的底面呈封闭状，上端设有与外界高压喷水设备连接的高压喷水接头，在管壁上均匀分布多个喷射孔，且喷射孔从喷射管的上端一直分布到下端；将喷射管竖向放置在竖井内，其底面与竖井的底面接触，上端等于或高于竖井的井口，之后在喷射管周围填充稻壳炭吸附材料，稻壳炭一直填充至竖井井口，并在步骤(3)中施工的横向或竖向分隔沟内填满稻壳炭吸附材料；
(6)然后将喷射管通过高压喷水接头与外界的高压喷水设备连接，并设定高压喷水的喷射压力值设定为20-40MPa，喷射流量为40-50L/min，开始进行高压喷水，高压作用下水流呈喷雾状，通过喷射的水气对周围的油污土壤进行松散，同时通过稻壳炭吸附材料对油污土壤中的油污进行吸附；每次喷射20-24h后静置10-14小时，重复喷水2-3次，完成一个处理周期；
(7)处理完成之后对土壤中油污物的浓度进行检测，浓度达标后，完成修复过程；如果不达标，将竖井和横向、竖向沟壑内的稻壳炭全部取出，更换新的稻壳炭，然后再重复(6)中的处理过程，可重复处理5-6个周期，每个周期处理完成之后，对土壤中油污物的浓度进行检测，如浓度达标，便完成修复过程；如果重复处理5-6个周期，土壤油污的浓度仍未达标，便撤出横向、竖向分隔沟和竖井内的稻壳炭，采集土样，进行成分检测，然后根据土壤残留油污成分选择适合的微生物降解液，通过竖井内喷射管喷射微生物降解液进行生物处理。
2.根据权利要求1所述的一种油污土壤的修复方法，其特征在于还包括以下步骤：在步骤(7)中修复过程完成之后，回收所有的稻壳炭进行室内热脱处理，分离出稻壳炭上吸附的油污进行二次利用，分离油污后的稻壳炭用于育苗基质被再次利用。
3.根据权利要求1所述的一种油污土壤的修复方法，其特征在于还包括以下步骤：所述步骤(2)中隔离带的沟壑宽度为1-2m，其填充的黏土黏粒含量为35％～50％，渗透系数小于1×10-5cm/s，含水量控制在20％～30％，干密度要大于土体天然干密度的1.02～1.12倍，且不小于1.5g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的一种油污土壤的修复方法，其特征在于：所述步骤(5)中填充在竖井中的稻壳炭和填充在横向、竖向分隔沟中的稻壳炭均采用无纺布土工布袋包装成袋状。
5.根据权利要求1或2所述的一种油污土壤的修复方法，其特征在于：所述步骤(3)中横向分隔沟和纵向分隔沟的间距均为1.5-3m。
6.根据权利要求1或2所述的一种油污土壤的修复方法，其特征在于：所述步骤(4)中每个处理区的竖井置于该处理区的中央位置。
7.根据权利要求1或2所述的一种油污土壤的修复方法，其特征在于：在步骤(5)中插入竖井的喷射孔直径为1.5-3mm，在喷射管外包覆有透水土工布滤网。
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