CN110180883A - 一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，具体由供热系统，污染土堆，密闭封盖层，加热管，气相抽提管，负压抽提系统，尾气处理排放系统组成。将挥发性有机污染土壤预处理后，按照一定厚度分层堆叠；在堆叠各层交替铺设加热管和气相抽提管，并在上部布设密闭覆盖层；开启供热系统对埋设于土堆中的加热管进行加热，待土堆达到目标温度后，开启负压抽提系统，通过气相抽提管排出土堆内蒸汽，抽提造成土堆内大气压下降，从而使有机污染物的沸点降低，加速土壤内污染物的脱除；收集的含有有机污染物的土壤蒸汽通过尾气处理排放系统处理合格后达标排放；经一段时间，土壤内有机污染物浓度降至修复目标值以下，从而修复合格。

Description

一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法

技术领域

本发明属于污染土壤修复技术领域，涉及一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法。

背景技术

我国土壤污染严重,国家环保部和国土资源部于2014年4月17日联合发布《全国土壤污染状况调查公报》。此次调查实际调查面积约630万平方公里,覆盖除港、澳、台以外陆地国土的全部耕地,部分林地、草地、未利用地和建设用地。从点位监测看,全国土壤环境状况总体不容乐观,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率达到16.1％,耕地点位超标率高达19.4％。工矿业、农业生产等人类活动和自然背值高是造成土壤污染或超标的主要原因。

土壤中有机污染物主要包括挥发性有机污染物和半挥发性有机污染物。我国土壤有机污染物的主要种类包括：石油烃类污染物、卤代烃类污染物，农药类污染物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英、邻苯二甲酸酯等有机污染物。土壤有机污染物首要是化学农药。当前很多运用的化学农药约有50多种，其间首要包富含机磷农药、有机氯农药、氨基甲酸酶类、苯氧羧酸类、苯酚、胺类。此外，石油、多环芳烃、多氯联苯、甲烷、有害微生物等，也是土壤中常见的有机污染物。土壤有机污染物会影响人体生化和生理反应，从而影响新陈代谢、发育和生殖功能，还可能影响人的智力发育水平，破坏神经系统和内分泌系统。有机污染物进入人体后还可能促进肿瘤的生长，导致癌症发病率增加。

常用的有机污染土壤修复技术主要有气相抽提技术、热解吸技术、土壤淋洗技术、化学氧化还原技术、植物修复技术、微生物修复技术等。其中国内应用较多，较为成熟的技术主要为热解吸技术，又称热脱附技术。热脱附技术按照操作方式划分，可分为原位热脱附和异位热脱附。原位热脱附以间接加热的形式，通过深入地层的加热管对土壤升温。在实际应用中常常受到地下水的干扰，导致土壤升温较慢，同时耗费大量的热量。异位热脱附一般以直接加热为主，通过在回转窑内通入燃气和空气的混合气体进行燃烧，将回转窑内的土壤进行加热。由于燃烧过程造成土壤中有机质的流失和沙化问题，修复后土壤的再利用方式受到限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，该发明采用异位筑堆间接减压热脱附的方法将土壤中的有机污染物进行脱除，避免了原位热脱附过程中地下水对土壤升温过程的干扰，同时也避免了直接热脱附过程中燃烧造成土壤中有机质的流失和沙化问题，此外减压热脱附过程通过降低污染物沸点来降低目标加热温度，从而节约了能源和修复成本。该发明具有效果稳定、适应性强的特点，同时最大限度保护土壤的理化性质，可实现对有机污染土壤的高效修复。

本发明的目的是这样实现的：

一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，具体为由供热系统，污染土堆，密闭封盖层，加热管，气相抽提管，负压抽提系统，尾气处理排放系统所组成；将挥发性有机污染土壤预处理后，按照一定厚度分层进行堆叠；在各层交替铺设加热管和气相抽提管；污染土完成筑堆后，在上部布设密闭覆盖层；开启供热系统对埋设于土堆中的加热管进行加热，待土堆达到目标温度后，开启负压抽提系统，通过气相抽提管排出土堆内蒸汽，通过抽提造成的土堆内大气压的降低使有机污染物的沸点降低，加速土壤内污染物的脱除；收集的含有有机污染物的土壤蒸汽通过尾气处理排放系统处理合格后达标排放；经过一段时间后，土壤内有机污染物浓度降低至修复目标值以下，从而修复合格。

所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的供热系统采用的供热方式可以为电加热、蒸汽加热、或燃气加热。

所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的污染土堆的堆高可以为1～6m，土堆内埋设加热管的层间距为1～3m，土堆内埋深气相抽提管的层间距为1～3m。

所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的污染土堆目标温度为80～300℃。

所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的密闭覆盖层可由HDPE膜，保温棉等材料组成。

所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的负压抽提系统由真空风机及管路组成，系统真空度需达到5～50kPa。

所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的尾气处理排放系统包括但不限于冷凝器，汽水分离器，等离子高级氧化，活性炭吸附等。

本发明的有益效果是：相对于现有技术，该发明采用异位筑堆间接减压热脱附的方法将土壤中的有机污染物进行脱除，避免了原位热脱附过程中地下水对土壤升温过程的干扰，同时也避免了直接热脱附过程中燃烧造成土壤中有机质的流失和沙化问题，此外减压热脱附过程通过降低污染物沸点来降低目标加热温度，从而节约了能源和修复成本。该发明具有效果稳定、适应性强的特点，同时最大限度保护土壤的理化性质，可实现对有机污染土壤的高效修复。采样异位筑堆间接减压热脱附技术作为有机污染土壤的修复方法具有原创性，本发明在土壤修复领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法进行详细说明。

如图1所示，一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，具体为由供热系统，污染土堆，密闭封盖层，加热管，气相抽提管，负压抽提系统，尾气处理排放系统所组成；将挥发性有机污染土壤预处理后，按照一定厚度分层进行堆叠；在各层交替铺设加热管和气相抽提管；污染土完成筑堆后，在上部布设密闭覆盖层；开启供热系统对埋设于土堆中的加热管进行加热，待土堆达到目标温度后，开启负压抽提系统，通过气相抽提管排出土堆内蒸汽，通过抽提造成的土堆内大气压的降低使有机污染物的沸点降低，加速土壤内污染物的脱除；收集的含有有机污染物的土壤蒸汽通过尾气处理排放系统处理合格后达标排放；经过一段时间后，土壤内有机污染物浓度降低至修复目标值以下，从而修复合格。

以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。

实例1

某多环芳烃污染场地清挖出来的污染土中，土壤中污染物苯并[a]芘，苯并[a]蒽，苯并[b]荧蒽，二苯并[a,h]蒽，初始浓度分别为5mg/kg，20mg/kg，25mg/kg。采用本发明所述方法进行修复，实施过程如下：

将污染土壤用机械筛分铲斗预处理后进行分层筑堆，每层层厚为1m，一共分5层。在1、3、5层内布设加热管，在2、4层内布设气相抽提管。加热方式为电加热。密闭封盖层采用HDPE膜和保温棉的复合结构。目标加热温度为220℃。

待设施布设完毕后启动加热，待加热20天后达到目标温度，并启动抽提系统。真空风机进气管的真空度控制在20kPa。尾气处理设施以高级氧化分解和活性炭吸附为主。待抽提过程持续30天后，土壤中污染物苯并[a]芘，苯并[a]蒽，苯并[b]荧蒽，二苯并[a,h]蒽的浓度分别下降至0.2mg/kg，2mg/kg，2.1mg/kg，达到修复目标值。

Claims (7)

1.本发明公开了一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，具体为由供热系统，污染土堆，密闭封盖层，加热管，气相抽提管，负压抽提系统，尾气处理排放系统所组成；将挥发性有机污染土壤预处理后，按照一定厚度分层进行堆叠；在各层交替铺设加热管和气相抽提管；污染土完成筑堆后，在上部布设密闭覆盖层；开启供热系统对埋设于土堆中的加热管进行加热，待土堆达到目标温度后，开启负压抽提系统，通过气相抽提管排出土堆内蒸汽，通过抽提造成的土堆内大气压的降低使有机污染物的沸点降低，加速土壤内污染物的脱除；收集的含有有机污染物的土壤蒸汽通过尾气处理排放系统处理合格后达标排放；经过一段时间后，土壤内有机污染物浓度降低至修复目标值以下，从而修复合格。

2.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的供热系统采用的供热方式可以为电加热、蒸汽加热、或燃气加热。

3.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的污染土堆的堆高可以为1～6m，土堆内埋设加热管的层间距为1～3m，土堆内埋深气相抽提管的层间距为1～3m。

4.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的污染土堆目标温度为80～300℃。

5.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的密闭覆盖层可由HDPE膜，保温棉等材料组成。

6.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的负压抽提系统由真空风机及管路组成，系统真空度需达到5～50kPa。

7.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤异位筑堆间接减压热脱附的方法，其特征在于，所述的尾气处理排放系统包括但不限于冷凝器，汽水分离器，等离子高级氧化，活性炭吸附等。