CN114570763B - 一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法 - Google Patents

一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，包括S1、首先将污染土壤转移至密闭大棚内进行破碎筛分，得到筛分土壤和硬质杂物；然后调节筛分土壤含水率和pH，S2、向预处理土壤中喷洒少动鞘氨醇单胞菌液静置处理，得到初级修复土壤；将硬质杂物投入淋洗池进行淋洗处理；S3、S3、首先向预处理土壤中加入油页岩半焦，并进行热处理，得到热处理土壤；最后对热处理土壤进行高温热脱附处理，即可得到修复土壤；本发明设计合理，污染土壤修复高效、彻底，且不会产生二次污染，适宜大量推广。

Description

一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法
技术领域
本发明涉及污染土壤修复治理技术领域，具体是涉及一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法。
背景技术
随着我国产业结构的调整和城市化进程的加快，城市主城区的范围不断向外围扩展，原处于主城核心区的涉及化工、冶金、石油、交通运输、轻工等行业的污染企业陆续搬迁或停产，在此过程中遗留了大量的污染场地。这些场地的区位价值决定了其土地性质的改变，由原来的工业用地转变为商业用地或住宅用地。为避免土壤中污染物对人体健康的威胁，在土地开发利用前需进行土壤修复以消除环境风险。
污染土壤修复是指通过物理、化学、生物、生态学原理，并采用人工调控措施，使土壤污染物浓度降低，实现污染物无害化和稳定化，以达到人们期望的解毒效果的技术措施。目前，理论上可行的修复技术有植物修复、微生物修复、化学修复、物理修复和综合修复等几大类。有些修复技术已经进入现场应用阶段并取得了较好的效果。污染土壤实施修复，对阻断污染物进入食物链，防止对人体健康造成危害，促进土地资源保护和可持续发展具有重要意义。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法。
本发明的技术方案为：一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、污染土壤预处理
S1-1、首先将污染土壤转移至密闭大棚内，然后在密闭大棚顶部预留排气管，并将排气管与外部废气净化设备连接导通；
S1-2、然后将污染土壤破碎筛分处理，去除污染土壤中粒径≥3mm的石块以及硬砂块，得到筛分土壤和硬质杂物；
S1-3、利用纯净水调节步骤S1-2所得筛分土壤含水率至25～38wt％，然后检测筛分土壤pH，并利用NaOH溶液或HCl溶液调节预处理土壤pH至5～7；得到预处理土壤；其中，NaOH溶液质量浓度为24～45％，HCl溶液质量浓度为18～36％；
S2、初级修复
S2-1、将步骤S1-3所得预处理土壤平铺在密闭大棚内部，平铺厚度为20～45cm然后向预处理土壤中均匀喷洒少动鞘氨醇单胞菌液；少动鞘氨醇单胞菌液的喷洒量为5～25ml/m2，然后均匀翻动预处理土壤，静置处理3～5天；得到初级修复土壤；
S2-2、将步骤S1-2所得硬质杂物投入淋洗池中，然后向淋洗池中投放淋洗液至完全淹没硬质杂物，将硬质杂物在淋洗液中浸泡5～12h后，在25～60kHz的超声频率下超声清洗0.8～1.5h；最后利用纯净水冲洗硬质杂物并自然晾干，晾干后的硬质杂物经过二次破碎后重复利用；
S3、深度修复
S3-1、向步骤S2-1所得初级修复土壤中加入其重量3～8wt％的油页岩半焦，并搅拌均匀，然后在初级修复土壤表面覆盖阻隔膜，最后将初级修复土壤加热至150～200℃，并恒温保持6～13h，得到热处理土壤；其中，油页岩半焦的粒径为2～4mm；
S3-2、去除步骤S3-1中阻隔膜，并筛除热处理土壤中的油页岩半焦，然后将热处理土壤在850～1100℃温度条件下高温热脱附处理40～70min，热脱附处理过程中产生的高温烟气通过排气管进入外部废气净化设备处理；待热处理土壤自然冷却至室温后，即可得到修复土壤。
进一步地，步骤S2-1，将预处理土壤加热至150～230℃，通过对预处理土壤进行加热处理，能够为少动鞘氨醇单胞菌提供适宜的生存环境，从而提高少动鞘氨醇单胞菌的生物活性，促进其对土壤中有机污染物的吸收降解作用。
进一步地，步骤S3-2完成后，向修复土壤中加入其重量5～13wt％的土壤调节剂，土壤调节剂由草木灰和腐殖酸肥按照重量比3～5:2复配而成；通过加入土壤调节剂，能够改善土壤板结、失活等问题，恢复土壤健康以及生物群落多样性。
进一步地，步骤S3-1中，将初级修复土壤采用热蒸汽加热的方式进行加热，热蒸汽中含有其体积3～7％的臭氧气体，臭氧气体的体积浓度为0.05～0.12％；利用臭氧氧气体能够有效去除土壤中难挥发或者不挥发污染物，在增强土壤修复效果的同时，极大的缩短了处理时间。
进一步地，步骤S3-1进行之前，在2000～5500W功率条件下对初级修复土壤进行微波辐射处理35～55min；通过对初级修复土壤进行微波辐射处理，能够迅速提高土壤温度，实现有机物污染土壤的快速修复；同时不会产生二次污染，具有较好的环境效益和经济效益。
进一步地，步骤S1-1中进行之前，在密闭大棚内地面上铺设吸附毡，然后在吸附毡上按照0.5～1.1kg/m2的密度铺设炭纳米管，炭纳米管长度为2～5mm，通过铺设吸附毡以及炭纳米管，能够对污染土壤底部有机污染物进行吸附，有利于提高污染土壤修复治理的效果。
进一步地，步骤S2-2中，淋洗液由柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液按照体积比1:3～5复配而成，柠檬酸溶液的质量浓度为25～52％，过硫酸钠溶液的质量浓度为13～27％；柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液作为氧化剂，氧化修复硬质杂物表面吸附的有机污染物，提高硬质杂物的清理效果，从而提高硬质杂物的二次利用率。
进一步地，步骤S1-2完成后，将筛分土壤自然陈化7～15天；通过陈化处理筛分土壤，有利于使筛分土壤的物料性质趋于稳定，从而提高修复效果。
进一步地，步骤S1-1中，外部废气净化设备包括依次连接的脱硝装置、粉尘回收装置、脱硫装置和淋洗化学处理装置；通过对有机污染土壤修复过程中产生的废气进行脱硝、粉尘回收、脱硫、和淋洗化学处理，有效避免了污染土壤修复过程中二次污染的产生，从而提高土壤治理的安全性。
进一步地，步骤S3-1中，油页岩半焦加入初级修复土壤前，进行如下操作：1)将椰壳粉碎后过100～300目筛，得生物质渣粉；2)将油页岩半焦经500～700℃干馏得到的固体残余物粉碎，球磨，过100～150目筛，得油页岩半焦粉；3)将生物质渣粉和油页岩半焦粉等体积混合均匀即可；通过上述操作不仅能够提高油页岩半焦的表面积以及孔径，提高增大油页岩半焦的吸附效果，同时加入生物质渣粉有利于改善土壤结构，提高土壤的肥力。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：
第一、本发明设计合理，通过对建筑施工污染土壤的开挖土壤进行破碎筛分处理，能够实现污染土壤的分类治理，降低了污染土壤的修复治理难度，同时也使得土壤中的石块等硬质杂物能够资源化回收利用；
第二、本发明通过将污染土壤转移至密闭大棚内进行异位修复，避免了土壤修复治理过程中对于地下水以及空气环境造成的二次污染问题，具有安全、彻底、快速、高效的优势，对于推进建筑行业的发展具有进步意义；
第三、本发明利用微生物菌液以及高温热脱附对污染土壤进行分步治理，使得土壤中的有机污染物能够彻底清除，同时具有明显的土壤结构改善效果；
第四、本发明的方法能够实现有机物污染土壤的快速修复，同时不会产生二次污染，具有较好的环境效益和经济效益。
具体实施方式
实施例1
一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、污染土壤预处理
S1-1、首先将污染土壤转移至密闭大棚内，然后在密闭大棚顶部预留排气管，并将排气管与外部废气净化设备连接导通；
S1-2、然后将污染土壤破碎筛分处理，去除污染土壤中粒径为3～4mm的石块以及硬砂块，得到筛分土壤和硬质杂物；
S1-3、利用纯净水调节步骤S1-2所得筛分土壤含水率至25wt％，然后检测筛分土壤pH，并利用HCl溶液调节预处理土壤pH至5；得到预处理土壤；其中，HCl溶液质量浓度为18％；
S2、初级修复
S2-1、将步骤S1-3所得预处理土壤平铺在密闭大棚内部，平铺厚度为20cm，然后向预处理土壤中均匀喷洒少动鞘氨醇单胞菌液；少动鞘氨醇单胞菌液的喷洒量为5ml/m2，然后均匀翻动预处理土壤，静置处理3天；得到初级修复土壤；
S2-2、将步骤S1-2所得硬质杂物投入淋洗池中，然后向淋洗池中投放淋洗液至完全淹没硬质杂物，将硬质杂物在淋洗液中浸泡5h后，在25kHz的超声频率下超声清洗0.8h；最后利用纯净水冲洗硬质杂物并自然晾干，晾干后的硬质杂物经过二次破碎后重复利用；其中，淋洗液由柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液按照体积比1:3复配而成，柠檬酸溶液的质量浓度为25％，过硫酸钠溶液的质量浓度为13％；柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液作为氧化剂，氧化修复硬质杂物表面吸附的有机污染物，提高硬质杂物的清理效果，从而提高硬质杂物的二次利用率；
S3、深度修复
S3-1、向步骤S2-1所得初级修复土壤中加入其重量3wt％的油页岩半焦，并搅拌均匀，然后在初级修复土壤表面覆盖阻隔膜，最后将初级修复土壤加热至150℃，并恒温保持6h，得到热处理土壤；其中，油页岩半焦的粒径为2～3mm；
S3-2、去除步骤S3-1中阻隔膜，并筛除热处理土壤中的油页岩半焦，然后将热处理土壤在850℃温度条件下高温热脱附处理40min，热脱附处理过程中产生的高温烟气通过排气管进入外部废气净化设备处理；待热处理土壤自然冷却至室温后，即可得到修复土壤。
实施例2
一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、污染土壤预处理
S1-1、首先将污染土壤转移至密闭大棚内，然后在密闭大棚顶部预留排气管，并将排气管与外部废气净化设备连接导通；外部废气净化设备包括依次连接的脱硝装置、粉尘回收装置、脱硫装置和淋洗化学处理装置；
S1-2、然后将污染土壤破碎筛分处理，去除污染土壤中粒径为3～4mm的石块以及硬砂块，得到筛分土壤和硬质杂物；将筛分土壤自然陈化11天；通过陈化处理筛分土壤，有利于使筛分土壤的物料性质趋于稳定，从而提高修复效果；3
S1-3、利用纯净水调节步骤S1-2所得筛分土壤含水率至32wt％，然后检测筛分土壤pH，并利用NaOH溶液调节预处理土壤pH至6；得到预处理土壤；其中，NaOH溶液质量浓度为33％；
S2、初级修复
S2-1、将步骤S1-3所得预处理土壤平铺在密闭大棚内部，平铺厚度为25cm，将预处理土壤加热至180℃，然后向预处理土壤中均匀喷洒少动鞘氨醇单胞菌液；少动鞘氨醇单胞菌液的喷洒量为16ml/m2，然后均匀翻动预处理土壤，静置处理4天；得到初级修复土壤；
S2-2、将步骤S1-2所得硬质杂物投入淋洗池中，然后向淋洗池中投放淋洗液至完全淹没硬质杂物，将硬质杂物在淋洗液中浸泡8h后，在46kHz的超声频率下超声清洗1.2h；最后利用纯净水冲洗硬质杂物并自然晾干，晾干后的硬质杂物经过二次破碎后重复利用；其中，淋洗液由柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液按照体积比1:4复配而成，柠檬酸溶液的质量浓度为38％，过硫酸钠溶液的质量浓度为19％；柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液作为氧化剂，氧化修复硬质杂物表面吸附的有机污染物，提高硬质杂物的清理效果，从而提高硬质杂物的二次利用率；
S3、深度修复
S3-1、向步骤S2-1所得初级修复土壤中加入其重量6wt％的油页岩半焦，并搅拌均匀，然后在初级修复土壤表面覆盖阻隔膜，最后将初级修复土壤加热至175℃，并恒温保持9h，得到热处理土壤；其中，油页岩半焦的粒径为2～3mm；
S3-2、去除步骤S3-1中阻隔膜，并筛除热处理土壤中的油页岩半焦，然后将热处理土壤在980℃温度条件下高温热脱附处理56min，热脱附处理过程中产生的高温烟气通过排气管进入外部废气净化设备处理；待热处理土壤自然冷却至室温后，即可得到修复土壤。
实施例3
一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、污染土壤预处理
S1-1、首先将污染土壤转移至密闭大棚内，然后在密闭大棚顶部预留排气管，并将排气管与外部废气净化设备连接导通；
S1-2、然后将污染土壤破碎筛分处理，去除污染土壤中粒径为3～4mm的石块以及硬砂块，得到筛分土壤和硬质杂物；
S1-3、利用纯净水调节步骤S1-2所得筛分土壤含水率至38wt％，然后检测筛分土壤pH，并利用NaOH溶液调节预处理土壤pH至7；得到预处理土壤；其中，NaOH溶液质量浓度为45％；
S2、初级修复
S2-1、将步骤S1-3所得预处理土壤平铺在密闭大棚内部，平铺厚度为45cm，然后向预处理土壤中均匀喷洒少动鞘氨醇单胞菌液；少动鞘氨醇单胞菌液的喷洒量为25ml/m2，然后均匀翻动预处理土壤，静置处理5天；得到初级修复土壤；
S2-2、将步骤S1-2所得硬质杂物投入淋洗池中，然后向淋洗池中投放淋洗液至完全淹没硬质杂物，将硬质杂物在淋洗液中浸泡12h后，在60kHz的超声频率下超声清洗1.5h；最后利用纯净水冲洗硬质杂物并自然晾干，晾干后的硬质杂物经过二次破碎后重复利用；其中，淋洗液由柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液按照体积比1:5复配而成，柠檬酸溶液的质量浓度为52％，过硫酸钠溶液的质量浓度为27％；柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液作为氧化剂，氧化修复硬质杂物表面吸附的有机污染物，提高硬质杂物的清理效果，从而提高硬质杂物的二次利用率；
S3、深度修复
S3-1、向步骤S2-1所得初级修复土壤中加入其重量8wt％的油页岩半焦，并搅拌均匀，然后在初级修复土壤表面覆盖阻隔膜，最后将初级修复土壤加热至200℃，并恒温保持13h，得到热处理土壤；其中，油页岩半焦的粒径为3～4mm；
S3-2、去除步骤S3-1中阻隔膜，并筛除热处理土壤中的油页岩半焦，然后将热处理土壤在1100℃温度条件下高温热脱附处理70min，热脱附处理过程中产生的高温烟气通过排气管进入外部废气净化设备处理；待热处理土壤自然冷却至室温后，即可得到修复土壤；最后向修复土壤中加入其重量5wt％的土壤调节剂，土壤调节剂由草木灰和腐殖酸肥按照重量比3:2复配而成。
实施例4
一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、污染土壤预处理
S1-1、首先将污染土壤转移至密闭大棚内，然后在密闭大棚顶部预留排气管，并将排气管与外部废气净化设备连接导通；
S1-2、然后将污染土壤破碎筛分处理，去除污染土壤中粒径为3～4mm的石块以及硬砂块，得到筛分土壤和硬质杂物；
S1-3、利用纯净水调节步骤S1-2所得筛分土壤含水率至25wt％，然后检测筛分土壤pH，并利用NaOH溶液调节预处理土壤pH至7；得到预处理土壤；其中，NaOH溶液质量浓度为24％；
S2、初级修复
S2-1、将步骤S1-3所得预处理土壤平铺在密闭大棚内部，平铺厚度为30cm，然后向预处理土壤中均匀喷洒少动鞘氨醇单胞菌液；少动鞘氨醇单胞菌液的喷洒量为5ml/m2，然后均匀翻动预处理土壤，静置处理3天；得到初级修复土壤；
S2-2、将步骤S1-2所得硬质杂物投入淋洗池中，然后向淋洗池中投放淋洗液至完全淹没硬质杂物，将硬质杂物在淋洗液中浸泡5h后，在25kHz的超声频率下超声清洗0.8h；最后利用纯净水冲洗硬质杂物并自然晾干，晾干后的硬质杂物经过二次破碎后重复利用；其中，淋洗液由柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液按照体积比1:3复配而成，柠檬酸溶液的质量浓度为25％，过硫酸钠溶液的质量浓度为13％；柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液作为氧化剂，氧化修复硬质杂物表面吸附的有机污染物，提高硬质杂物的清理效果，从而提高硬质杂物的二次利用率；
S3、深度修复
S3-1、在2000W功率条件下对步骤S2-1所得初级修复土壤进行微波辐射处理35min；然后向初级修复土壤中加入其重量3wt％的油页岩半焦，并搅拌均匀，然后在初级修复土壤表面覆盖阻隔膜，最后将初级修复土壤采用热蒸汽加热的方式进行加热至150℃，并恒温保持6h，得到热处理土壤；其中，油页岩半焦的粒径为3～4mm；其中，热蒸汽中含有其体积3％的臭氧气体，臭氧气体的体积浓度为0.05％；利用臭氧氧气体能够有效去除土壤中难挥发或者不挥发污染物，在增强土壤修复效果的同时，极大的缩短了处理时间；
S3-2、去除步骤S3-1中阻隔膜，并筛除热处理土壤中的油页岩半焦，然后将热处理土壤在850℃温度条件下高温热脱附处理40min，热脱附处理过程中产生的高温烟气通过排气管进入外部废气净化设备处理；待热处理土壤自然冷却至室温后，即可得到修复土壤。
实施例5
一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、污染土壤预处理
S1-1、首先在密闭大棚内地面上铺设吸附毡，然后在吸附毡上按照0.5kg/m2的密度铺设炭纳米管，炭纳米管长度为2mm，然后将污染土壤转移至密闭大棚内，然后在密闭大棚顶部预留排气管，并将排气管与外部废气净化设备连接导通；
S1-2、然后将污染土壤破碎筛分处理，去除污染土壤中粒径为3～4mm的石块以及硬砂块，得到筛分土壤和硬质杂物；
S1-3、利用纯净水调节步骤S1-2所得筛分土壤含水率至38wt％，然后检测筛分土壤pH，并利用HCl溶液调节预处理土壤pH至5；得到预处理土壤；其中，HCl溶液质量浓度为32％；
S2、初级修复
S2-1、将步骤S1-3所得预处理土壤平铺在密闭大棚内部，平铺厚度为20cm，然后向预处理土壤中均匀喷洒少动鞘氨醇单胞菌液；少动鞘氨醇单胞菌液的喷洒量为11ml/m2，然后均匀翻动预处理土壤，静置处理4天；得到初级修复土壤；
S2-2、将步骤S1-2所得硬质杂物投入淋洗池中，然后向淋洗池中投放淋洗液至完全淹没硬质杂物，将硬质杂物在淋洗液中浸泡12h后，在60kHz的超声频率下超声清洗1.5h；最后利用纯净水冲洗硬质杂物并自然晾干，晾干后的硬质杂物经过二次破碎后重复利用；其中，淋洗液由柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液按照体积比1:4复配而成，柠檬酸溶液的质量浓度为45％，过硫酸钠溶液的质量浓度为22％；柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液作为氧化剂，氧化修复硬质杂物表面吸附的有机污染物，提高硬质杂物的清理效果，从而提高硬质杂物的二次利用率；
S3、深度修复
S3-1、向步骤S2-1所得初级修复土壤中加入其重量5wt％的油页岩半焦，并搅拌均匀，然后在初级修复土壤表面覆盖阻隔膜，最后将初级修复土壤加热至185℃，并恒温保持8h，得到热处理土壤；其中，油页岩半焦的粒径为3～4mm；
S3-2、去除步骤S3-1中阻隔膜，并筛除热处理土壤中的油页岩半焦，然后将热处理土壤在950℃温度条件下高温热脱附处理55min，热脱附处理过程中产生的高温烟气通过排气管进入外部废气净化设备处理；待热处理土壤自然冷却至室温后，即可得到修复土壤。
实施例6
一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、污染土壤预处理
S1-1首先将污染土壤转移至密闭大棚内，然后在密闭大棚顶部预留排气管，并将排气管与外部废气净化设备连接导通；
S1-2、然后将污染土壤破碎筛分处理，去除污染土壤中粒径为3～4mm的石块以及硬砂块，得到筛分土壤和硬质杂物；
S1-3、利用纯净水调节步骤S1-2所得筛分土壤含水率至32wt％，然后检测筛分土壤pH，并利用NaOH溶液调节预处理土壤pH至6；得到预处理土壤；其中，NaOH溶液质量浓度为33％；
S2、初级修复
S2-1、将步骤S1-3所得预处理土壤平铺在密闭大棚内部，平铺厚度为20cm，然后向预处理土壤中均匀喷洒少动鞘氨醇单胞菌液；少动鞘氨醇单胞菌液的喷洒量为24ml/m2，然后均匀翻动预处理土壤，静置处理4天；得到初级修复土壤；
S2-2、将步骤S1-2所得硬质杂物投入淋洗池中，然后向淋洗池中投放淋洗液至完全淹没硬质杂物，将硬质杂物在淋洗液中浸泡9h后，在45kHz的超声频率下超声清洗1.2h；最后利用纯净水冲洗硬质杂物并自然晾干，晾干后的硬质杂物经过二次破碎后重复利用；其中，淋洗液由柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液按照体积比1:5复配而成，柠檬酸溶液的质量浓度为52％，过硫酸钠溶液的质量浓度为27％；
S3、深度修复
S3-1、向步骤S2-1所得初级修复土壤中加入其重量5wt％的油页岩半焦，并搅拌均匀，然后在初级修复土壤表面覆盖阻隔膜，最后将初级修复土壤加热至150℃，并恒温保持6h，得到热处理土壤；其中，油页岩半焦的粒径为3～4mm；油页岩半焦加入初级修复土壤前，进行如下操作：1)将椰壳粉碎后过100目筛，得生物质渣粉；2)将油页岩半焦经500℃干馏得到的固体残余物粉碎，球磨，过100目筛，得油页岩半焦粉；3)将生物质渣粉和油页岩半焦粉等体积混合均匀即可；
S3-2、去除步骤S3-1中阻隔膜，并筛除热处理土壤中的油页岩半焦，然后将热处理土壤在850℃温度条件下高温热脱附处理40min，热脱附处理过程中产生的高温烟气通过排气管进入外部废气净化设备处理；待热处理土壤自然冷却至室温后，即可得到修复土壤。
实施例7
一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、污染土壤预处理
S1-1、首先在密闭大棚内地面上铺设吸附毡，然后在吸附毡上按照1.1kg/m2的密度铺设炭纳米管，炭纳米管长度为5mm，然后将污染土壤转移至密闭大棚内，然后在密闭大棚顶部预留排气管，并将排气管与外部废气净化设备连接导通；外部废气净化设备包括依次连接的脱硝装置、粉尘回收装置、脱硫装置和淋洗化学处理装置；
S1-2、然后将污染土壤破碎筛分处理，去除污染土壤中粒径为3～4mm的石块以及硬砂块，得到筛分土壤和硬质杂物；将筛分土壤自然陈化15天；
S1-3、利用纯净水调节步骤S1-2所得筛分土壤含水率至38wt％，然后检测筛分土壤pH，并利用NaOH溶液调节预处理土壤pH至7；得到预处理土壤；其中，NaOH溶液质量浓度为45％；
S2、初级修复
S2-1、将步骤S1-3所得预处理土壤加热至230℃，然后平铺在密闭大棚内部，平铺厚度为20cm，然后向预处理土壤中均匀喷洒少动鞘氨醇单胞菌液；少动鞘氨醇单胞菌液的喷洒量为25ml/m2，然后均匀翻动预处理土壤，静置处理5天；得到初级修复土壤；
S2-2、将步骤S1-2所得硬质杂物投入淋洗池中，然后向淋洗池中投放淋洗液至完全淹没硬质杂物，将硬质杂物在淋洗液中浸泡12h后，在60kHz的超声频率下超声清洗1.5h；最后利用纯净水冲洗硬质杂物并自然晾干，晾干后的硬质杂物经过二次破碎后重复利用；其中，淋洗液由柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液按照体积比1:5复配而成，柠檬酸溶液的质量浓度为52％，过硫酸钠溶液的质量浓度为27％；
S3、深度修复
S3-1、在2000～5500W功率条件下对步骤S2-1所得初级修复土壤进行微波辐射处理55min；然后向初级修复土壤中加入其重量8wt％的油页岩半焦，并搅拌均匀，然后在初级修复土壤表面覆盖阻隔膜，最后将初级修复土壤采用热蒸汽加热的方式加热至200℃，并恒温保持13h，得到热处理土壤；其中，油页岩半焦的粒径为2～3mm；其中，热蒸汽中含有其体积7％的臭氧气体，臭氧气体的体积浓度为0.12％；其中，油页岩半焦加入初级修复土壤前，进行如下操作：1)将椰壳粉碎后过300目筛，得生物质渣粉；2)将油页岩半焦经700℃干馏得到的固体残余物粉碎，球磨，过150目筛，得油页岩半焦粉；3)将生物质渣粉和油页岩半焦粉等体积混合均匀即可；
S3-2、去除步骤S3-1中阻隔膜，并筛除热处理土壤中的油页岩半焦，然后将热处理土壤在1100℃温度条件下高温热脱附处理70min，热脱附处理过程中产生的高温烟气通过排气管进入外部废气净化设备处理；待热处理土壤自然冷却至室温后，即可得到修复土壤，最后向修复土壤中加入其重量13wt％的土壤调节剂，土壤调节剂由草木灰和腐殖酸肥按照重量比5:2复配而成。
试验例
分别利用本发明实施例1-7的方法对我国南方某建筑工地施工过程中的开挖土壤进行修复治理；修复完成后，利用高效液相色谱法检测土壤中有机污染物的浓度，并计算其去除率，结果如表1所示：
表1不同方法对污染土壤中有机污染物去除率的影响
Figure BDA0003547313850000141
通过表1数据可知，实施例2与实施例1相比，通过对预处理土壤进行加热处理，能够为少动鞘氨醇单胞菌提供适宜的生存环境，从而提高少动鞘氨醇单胞菌的生物活性，促进其对土壤中有机污染物的吸收降解作用；通过陈化处理筛分土壤，有利于使筛分土壤的物料性质趋于稳定，从而提高修复效果；通过对有机污染土壤修复过程中产生的废气进行脱硝、粉尘回收、脱硫、和淋洗化学处理，有效避免了污染土壤修复过程中二次污染的产生，从而提高土壤治理的安全性；
实施例3与实施例1相比，通过向修复土壤中加入由草木灰和腐殖酸肥复配而成的土壤调节剂，能够改善土壤板结、失活等问题，恢复土壤健康以及生物群落多样性；
实施例4与实施例1相比，利用臭氧氧气体能够有效去除土壤中难挥发或者不挥发污染物，在增强土壤修复效果的同时，极大的缩短了处理时间；通过对初级修复土壤进行微波辐射处理，能够迅速提高土壤温度，实现有机物污染土壤的快速修复；同时不会产生二次污染，具有较好的环境效益和经济效益；
实施例5与实施例1相比，通过在密闭大棚地面上铺设吸附毡以及炭纳米管，能够对污染土壤底部有机污染物进行吸附，有利于提高污染土壤修复治理的效果；
实施例6与实施例1相比，通过向本发明的油页岩半焦中加入椰壳制成的生物质渣粉，提高；额油页岩半焦的表面积以及孔径，提高增大油页岩半焦的吸附效果，同时加入生物质渣粉有利于改善土壤结构，提高土壤的肥力。
实施例7与实施例1-6相比，通过将各有利条件进行综合与优化，使得有机污染土壤的修复治理效果达到最佳状态，有利于提高土壤资源的重复利用率，对于生态保护具有促进作用。

Claims (9)

1.一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、污染土壤预处理
S1-1、首先将污染土壤转移至密闭大棚内，然后在密闭大棚顶部预留排气管，并将所述排气管与外部废气净化设备连接导通；
S1-2、然后将所述污染土壤破碎筛分处理，去除污染土壤中粒径≥3mm的石块以及硬砂块，得到筛分土壤和硬质杂物；
S1-3、利用纯净水调节步骤S1-2所得筛分土壤含水率至25~38wt%，然后检测筛分土壤pH，并利用NaOH溶液或HCl溶液调节预处理土壤pH至5~7；得到预处理土壤；其中，所述NaOH溶液质量浓度为24~45%，所述HCl溶液质量浓度为18~36%；
S2、初级修复
S2-1、将步骤S1-3所得预处理土壤平铺在密闭大棚内部，平铺厚度为20~45cm，然后向预处理土壤中均匀喷洒少动鞘氨醇单胞菌液；所述少动鞘氨醇单胞菌液的喷洒量为5~25ml/m2，然后均匀翻动预处理土壤，静置处理3~5天；得到初级修复土壤；
S2-2、将步骤S1-2所得硬质杂物投入淋洗池中，然后向所述淋洗池中投放淋洗液至完全淹没硬质杂物，将硬质杂物在淋洗液中浸泡5~12h后，在25~60kHz的超声频率下超声清洗0.8~1.5h；最后利用纯净水冲洗硬质杂物并自然晾干，晾干后的硬质杂物经过二次破碎后重复利用；
S3、深度修复
S3-1、向步骤S2-1所得初级修复土壤中加入其重量3~8wt%的油页岩半焦，并搅拌均匀，然后在初级修复土壤表面覆盖阻隔膜，最后将初级修复土壤加热至150~200℃，并恒温保持6~13h，得到热处理土壤；其中，所述油页岩半焦的粒径为2~4mm；
S3-2、去除步骤S3-1中所述阻隔膜，并筛除热处理土壤中的油页岩半焦，然后将热处理土壤在850~1100℃温度条件下高温热脱附处理40~70min，热脱附处理过程中产生的高温烟气通过排气管进入外部废气净化设备处理；待热处理土壤自然冷却至室温后，即可得到修复土壤。
2.根据权利要求1所述的一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，其特征在于，步骤S2-1中，将所述预处理土壤加热至150~230℃。
3.根据权利要求1所述的一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，其特征在于，步骤S3-2完成后，向所述修复土壤中加入其重量5~13wt%的土壤调节剂，所述土壤调节剂由草木灰和腐殖酸肥按照重量比3~5:2复配而成。
4.根据权利要求1所述的一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，其特征在于，步骤S3-1中，所述将初级修复土壤采用热蒸汽加热的方式进行加热，所述热蒸汽中含有其体积3~7%的臭氧气体，所述臭氧气体的体积浓度为0.05~0.12%。
5.根据权利要求1所述的一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，其特征在于，步骤S3-1进行之前，在2000~5500W功率条件下对初级修复土壤进行微波辐射处理35~55min。
6.根据权利要求1所述的一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，其特征在于，步骤S1-1中进行之前，在所述密闭大棚内地面上铺设吸附毡，然后在所述吸附毡上按照0.5~1.1kg/m2的密度铺设炭纳米管，所述炭纳米管长度为2~5mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，其特征在于，步骤S2-2中，所述淋洗液由柠檬酸溶液和过硫酸钠溶液按照体积比1:3~5复配而成，所述柠檬酸溶液的质量浓度为25~52%，所述过硫酸钠溶液的质量浓度为13~27%。
8.根据权利要求1所述的一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，其特征在于，步骤S1-2完成后，将所述筛分土壤自然陈化7~15天。
9.根据权利要求1所述的一种用于建筑施工污染土壤的开挖土壤修复方法，其特征在于，步骤S1-1中，所述外部废气净化设备包括依次连接的脱硝装置、粉尘回收装置、脱硫装置和淋洗化学处理装置。
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