挥发性/半挥发性有机污染土壤的蒸汽热强化抽提方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤中挥发性/半挥发性有机污染物的蒸汽热强化抽提方法。该方法为：在污染场地搭建修复装置；修复装置包括：蒸汽热风机、通风管路、抽提管道、冷凝器、气液分离器、抽风机、污水储存箱、燃烧炉、碱液喷淋塔、活性炭吸附塔；将污染土壤堆为长条形土垛，采用热蒸汽强制通风，通过蒸汽吹风机和通风管路向污染土壤提供热量，在加热作用下，使土壤温度升高，污染物的蒸汽压增加，通过抽提管道将污染物从土壤中分离出来；抽风机将土壤挥发后带有污染物的气体导出，经冷凝器、气液分离器、燃烧炉、碱液喷淋塔、活性炭吸附塔后排放。该方法可操作性强，抽提效率高，便于进行现场监控，抽提效率比原位抽提高，可实现清洁排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种土壤中挥发性/半挥发性有机污染物的蒸汽热强化抽提方法，可应用于对挥发性/半挥发性有机物污染土壤的修复。属于气相抽提实用

技术介绍
土壤是人类赖以生存的重要自然环境之一，随着工农业的快速发展，土壤中挥发性/半挥发性有机污染问题日益突出，土壤污染修复日益受到重视。研究使用高效的、低成本的修复技术对挥发性/半挥发性有机污染土壤修复具有重要的推进作用。目前有关土壤挥发性/半挥发性有机污染的修复技术报道主要有气相抽提、热解吸、水泥窖焚烧和填埋等。其中气相抽提技术运行时间长，无法满足城市内工业污染场地亟待开发的需求，热解吸成本较高，无法用来处理大批量的污染土壤;焚烧和填埋技术存在二次污染，成本较高且处理量较少等弊端。所以，传统的土壤修复技术难以满足日益变化的市场需求。本专利技术使用蒸汽热强化抽提方法修复挥发性/半挥发性有机污染土壤，量化了修复过程中的各项参数，对污染土壤的修复效果好，操作简便，修复成本低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有针对挥发性/半挥发性有机污染土壤修复技术的不足，解决现有气相抽提技术耗时长、效率低、热解吸成本高的问题;提供一种低成本的可以处理大批量挥发性/半挥发性有机污染土壤的蒸汽热强化抽提方法。本专利技术的构思及原理如下:利用土壤中挥发性/半挥发性有机污染物的挥发性随温度升高而增加的特点，通过蒸汽吹风机和通风管路向污染土壤提供热量，在加热作用下，使土壤温度升高，污染物的蒸汽压增加，通过抽提管道将污染物从土壤中分离出来，土壤污染物经蒸发、热解、氧化、燃烧及蒸馏等而形成简单小分子气体、水和污染物蒸汽等尾气。加热产生的尾气由抽风系统提取，这些尾气由抽风机提供负压系统提取，收集后的尾气传输到污染物收集及处理设施，经处理后达标排放。从而实现将土壤中的污染物解吸去除，达到低能耗修复污染土壤的目的。本专利技术提供的土壤中挥发性/半挥发性有机污染物的蒸汽热强化抽提方法的技术方案如下:本专利技术一种土壤中挥发性/半挥发性有机污染物的蒸汽热强化抽提方法如下:在污染场地搭建修复设备;将污染土壤堆为长条形土垛，土垛表面覆盖强化塑料膜;修复设备包括:蒸汽热风机、通风管路、抽提管道、冷凝器、气液分离器、抽风机、燃烧炉、碱液喷淋塔和活性炭吸附塔;所述蒸汽热风机出风口与通风管路的入口相连通，通风管路的出口延伸至污染土壤垛体内部;垛体表面布置抽提管道，抽提管道出口经冷凝器与气液分离器连接，气液分离器的气体出口与抽风机的进风口相连通；抽风机的出风口与燃烧炉的进口相连通，燃烧炉的出口与碱液喷淋塔的入口相连通，碱液喷淋塔的出口与活性炭吸附塔的进口相连通;通过蒸汽热风机采用热蒸汽对污染土壤强制通风，促进土壤中污染物的挥发及解吸;挥发后经冷凝器冷凝、气液分离器分离出来的带有污染物的气体通过抽风机抽出，再依次经过燃烧炉燃烧、碱喷淋塔吸附和活性炭吸附塔吸附后，实现尾气的清洁排放;修复后检测合格的土壤可作回填土或其他用途。优选方案，本专利技术一种土壤中挥发性/半挥发性有机污染物的蒸汽热强化抽提方法，具体按如下步骤进行:1、在污染场地搭建修复设备;修复设备包括:蒸汽热风机、通风管路、抽提管道、冷凝器、气液分离器、污水储存箱、抽风机、燃烧炉、碱液喷淋塔、活性炭吸附塔及在线监测系统;蒸汽热风机的出风口与通风管路的入口相连通;冷凝器出口与气液分离器入口连接，气液分离器的液体出口与污水储存箱连接，气液分离器的气体出口与抽风机的进风口相连通;抽风机的出风口与燃烧炉的进口相连通，燃烧炉的出口与碱液喷淋塔的入口相连通，碱液喷淋塔的出口与活性炭吸附塔的进口相连通；2、对污染区域进行测量定位，将受污染的土壤挖出。随开挖随覆盖，防止污染物扩散与扬尘。将污染土壤从挖掘区域运送到指定修复地点，建设遮盖污染场地的塑料大棚，铺设土工布。用铲车等机械装备将土壤堆为长条形土垛。长条形土垛堆制规格为:底面30m，宽9m，边坡比1.5，土体高4m，单个土垛占地面积274平米，可容纳土壤604立方米。将通风管路的出口延伸至污染土壤垛体内部，即在长条形土垛内布置通风管路(包括干管和支管)；在污染土壤垛体表面布置抽提管道;抽提管道出口与冷凝器入口连接。3、热空气输入:蒸汽热风机出风口与通风管路的入口相连通，所述蒸汽热风机的风压为6Kpa，风量为200m3/h，出口温度为300_350°C。通风管路的出口延伸至污染土壤垛体内部。通过蒸汽热风机及通风管路将热蒸汽连续通入堆置的土体内部，进行加热并吹脱污染物，实现挥发性有机物的解吸去除。热空气通风管路构架的干管和抽提管道采用304材质钢管，管径为356mm，壁厚为10mm，管长为30m;支管采用304材质钢管，管径为100mm，壁厚为5mm，管长为9m;每路干管间隔1米设一跟干管，每路干管带30根支管，呈梯状排列;每路支管上间隔0.3m开一个通风孔，通风孔径5mm。4、抽提:通过抽风机对污染土壤进行抽提，抽提气(含水蒸气、挥发性有机物)经过冷凝器冷凝后进入气液分离器，再通过气液分离器将水蒸气、液态污染物与气体分离;水和液态污染物进入污水存储箱收集并转运到污水处理厂处理，气体经气液分离器气体出口与抽风机的进风口相连通；抽提管道出口经过冷凝器，降低到30-35°C。气液分离器风量200m3/h。5、挥发性有机物处理:抽风机将解吸产生的挥发性有机物抽提进入燃烧炉的燃烧室，通过燃烧分解挥发性有机物;燃烧后的废气进入碱喷淋塔吸附处理后，再进入活性炭吸附塔进一步吸附处理后，实现清洁排放。抽风机的风压为6Kpa，风量为200m3/h;碱喷淋塔的设计风量1200m3/h ο活性炭吸附塔的设计风量1200m3/h。本专利技术的有益效果:本专利技术一种土壤中挥发性/半挥发性有机污染物的蒸汽热强化抽提方法，具有可操作性强，抽提效率高，便于进行现场监控等优点，抽提效率比原位抽提高，可实现清洁排放。【具体实施方式】下面结合具体的实施例对本专利技术作进一步详细的说明。这些实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1土壤中二甲苯的蒸汽热强化抽提试验污染土壤中二甲苯的浓度为33.6mg/kg，对污染区域进行测量定位，将受污染的土壤挖出。随开挖随覆盖，防止污染物扩散与扬尘。将污染土壤从挖掘区域运送到指定修复地点，建设遮盖污染场地的塑料大棚，铺设土工布；用铲车等机械装备将土壤堆为长条形土垛。长条形土垛堆制规格为:底面30m，宽9m，边坡比1.5，土体高4m，单个土垛占地面积274平米，可容纳土壤604立方米;热空气输入:蒸汽热风机出风口与通风管路的入口相连通，所述蒸汽热风机的风压为6Kpa，风量为200m3/h，出口温度为350°C。通风管路的出口延伸至污染土壤垛体。通过蒸汽热风机及通风管路将热蒸汽连续通入堆置的土体内部，进行加热并吹脱污染物，实现挥发性有机物的解吸去除。热空气通风管路构架的干管和抽提管道采用304材质钢管，管径为356mm，壁厚为10mm，管长为30m;支管采用304材质钢管，管径为100mm，壁厚为5mm，管长为9m;每路干管间隔1米设一跟干管，每路干管带30根支管，呈梯状排列;每路支管上间隔0.3m开一个通风孔，通风孔径5mm。抽提阶段:在长条形污染本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤中挥发性/半挥发性有机污染物的蒸汽热强化抽提方法，其特征在于，在污染场地搭建修复设备；将污染土壤堆为长条形土垛，土垛表面覆盖强化塑料膜；修复设备包括：蒸汽热风机、通风管路、抽提管道、冷凝器、气液分离器、抽风机、燃烧炉、碱液喷淋塔和活性炭吸附塔；蒸汽热风机的出风口与通风管路的入口相连通，通风管路的出口延伸至污染土壤垛体内部；垛体表面布置抽提管道；抽提管道出口与冷凝器入口连接，冷凝器出口与气液分离器连接，气液分离器的气体出口与抽风机的进风口相连通；抽风机的出风口与燃烧炉的进口相连通，燃烧炉的出口与碱液喷淋塔的入口相连通，碱液喷淋塔的出口与活性炭吸附塔的进口相连通；通过蒸汽热风机采用热蒸汽对污染土壤强制通风，促进土壤中污染物的挥发及解吸；挥发后经冷凝器冷凝、气液分离器分离出来的带有污染物的气体通过抽风机抽出，再依次经过燃烧炉燃烧、碱喷淋塔吸附和活性炭吸附塔吸附后，实现尾气的清洁排放。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江，杨洁，李炳智，张施阳，吉敏，陈龙，林锦，林小小，涂宝声，
申请(专利权)人：上海市环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31