一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法及系统，通过向细粒污染土壤中加入药剂，调节土壤至碱性，再分层堆放土壤并在每层土壤之间填设电加热管，通过加热土壤促使污染物气化挥发，结合化学氧化和升温修复土壤，修复效果好；通过在土堆外部设置水泥层，避免热量散失及污染气体扩散，通过尾气处理装置处理污染物气体，避免二次污染；在热脱附后的土壤中注入微生物营养液，有效的巩固处理效果；通过电加热管进行加热，实现温度可控；通过电压表和电流表检测电加热管主路上的输出功率，便于调试运行时观察、监测。监测。监测。

【技术实现步骤摘要】
一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法及系统


[0001]本专利技术涉及污染土壤修复
，具体涉及一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法及系统。

技术介绍

[0002]土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分；随着环境中无机污染物和有机污染物排放量的增加，土壤污染的形势也越来越严峻；土壤污染不但影响农产品产量与质量，而且涉及大气和水环境质量，可通过食物链危害动物和人类的生命和健康；土壤污染后需要进行修复，土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质，因此，设计一种污染土壤修复效果较好、修复效率较高的污染土壤修复方法，成为亟待解决的问题。
[0003]申请号为CN202010600147.X公开了一种污染土壤的修复方法，具体为：污染土壤通过输送设备送入由热脱附阶段设置的热脱附处理设备进行热脱附修复处理，热脱附处理设备包括回转窑，污染土壤在回转窑内用天然气燃烧的高温烟气直接加热污染土壤进行热脱附处理，使污染土壤在550℃以上的温度下停留时间≥20min，促使污染物气化挥发，使目标污染物与土壤颗粒分离去除；污染渣块冲洗以及尾气处理阶段产生的废水进入污水处理站进行处理后，循环利用；污水处理站产生的污泥经过脱水后作为污染土壤运至热脱附处理设备进行处理，通过回转窑进行热脱附，需要将土壤运输至回转窑内并且控制停留时间及温度，处理完毕后若监测不达标，还需要重新运输至回转窑进行二次热脱附，增加运输成本，降低工作效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法及系统，修复效果好，缩短处理时间，避免二次污染。
[0005]本专利技术提供了如下的技术方案：
[0006]一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法及系统，包括以下步骤：
[0007]S1、对区域地块污染土壤按序开挖，将挖出的污染土壤进行筛分处理，得到细粒污染土壤；
[0008]S2、向细粒污染土壤中加入药剂，调节土壤至碱性；
[0009]S3、将处理后的污染土壤从下至上分层堆放，相邻的两层之间填设电加热管，在堆放好的土堆外覆盖水泥层，水泥层侧壁上设有气管，在水泥层外覆盖防水布，所述防水布的内侧设有隔热层；
[0010]S4、启动电源，电源通过控制柜对电加热管进行供电，电加热管通过热传导对土壤进行升温，使得污染物气体从土壤从脱出并通过气管排出至尾气处理装置中，经处理合格后排出；
[0011]S5、运行时，现场人员定期巡检，根据温度调节发电机功率，并通过对污染物气体中的污染物浓度进行检测，当抽出的气体浓度达标后，降低电加热管的温度至设定值后向污染土壤中注入微生物营养液，再次通过电加热管进行加热反应7
‑
10h后将污染土壤回填至原基坑，完成土壤的修复作业。
[0012]优选的，步骤S1所述的筛分方法为在运输车顶部敞口处布置筛网，挖机按照由南向北，自东向西顺序开挖，即挖即运，从筛网上方倒进运输车车厢内。
[0013]优选的，步骤S2中添加的所述药剂为过硫酸钠，其加入量为土壤质量百分比的3％
‑
5％，将土壤pH值调节至12。
[0014]优选的，步骤S3中的土堆包括三层，底层堆土厚度为40cm
‑
60cm，中部堆土厚度为90cm
‑
110cm，上层堆土厚度为30cm
‑
50cm，其布设方法为：通过挖机进行覆土，每覆土一层后，挖机倒退，通过吊机将所述电加热管放置于土堆上，直至整个单元覆土打堆完毕。
[0015]优选的，所述水泥层的厚度为20cm，所述防水布上设有能够套设于所述气管上的穿孔，所述穿孔的孔壁设有密封垫。
[0016]优选的，步骤S4所述的尾气处理装置包括冷凝装置、活性炭吸附装置与焚烧室。
[0017]优选的，步骤S5所述的微生物营养液包含葡萄糖、碳酸氢铵、磷酸钾和硫酸钠。
[0018]一种化学氧化与升温耦合的土壤修复系统，包括电加热管与电气控制系统，所述电气控制系统包括
[0019]温控模块，其用于采集电加热管的温度，并通过PID控制，输出三相移相触发信号，控制可控硅模块的导通角，进而控制加热棒加热；
[0020]电流表，用于测量电加热管主电路上的电流，以判断三相电流是否平衡及对应加热棒的整体输出功率；
[0021]电压表，用于测量所述电加热管主电路上的电压。
[0022]优选的，所述电加热管一端设有用于连接外部电源的防爆接线盒，所述防爆接线盒内设置有三相电源接线柱和K型热电偶测温元件引出线；所述电加热管内部设置有电热丝，所述电热丝固定于氧化镁管内，所述电热丝与所述氧化镁管内壁之间填设绝缘镁粉；所述电加热管还包括内部套管与外部套管，所述防爆接线盒、所述内部套管以及所述电热丝呈一体化设置，所述防爆接线盒与所述外部套管之间通过法兰盘连接。
[0023]优选的，所述温控模块包括温度控制器，其包括热电偶采集输入模块与常开常闭开关量输出模块；所述可控硅模块包括单向反并联可控硅，其配置有散热底座与散热风扇。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025](1)本专利技术通过电加热管对土壤进行加热，利用热传导使污染土壤升温至目标值，温度稳定，该方法能适用于任何土壤，且因为开挖出来，不受该区域地下水的影响；
[0026](2)较稳定的热传导过程，使得可以通过计算机模拟精确预测土壤的升温过程，从而能实现设计和操作的最优化，达到节省能源、减少建设费用、缩短处理时间和减少劳动强度的目标；
[0027](3)通过向细粒污染土壤中加入药剂，调节土壤至碱性，再分层堆放土壤并在每层土壤之间填设电加热管，通过加热土壤促使污染物气化挥发，结合化学氧化和升温修复土壤，修复效果好；
[0028](4)通过在土堆外部设置水泥层，避免热量散失及污染气体扩散，通过尾气处理装
置处理污染物气体，避免二次污染；
[0029](5)在热脱附后的土壤中注入微生物营养液，有效的巩固处理效果；通过电加热管进行加热，实现温度可控；
[0030](6)通过电压表和电流表检测电加热管主路上的输出功率，便于调试运行时观察、监测。
附图说明
[0031]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0032]图1是本专利技术电加热管结构示意图；
[0033]图中标记为：1.防爆接线盒；2.引出线；3.法兰盘；4.氧化镁管；5.电热丝； 6.热电偶。
具体实施方式
[0034]实施例一
[0035]如图1所示，一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法，包括以下步骤：
[0036]S1、对区域地块污染土壤按序开挖，将挖出的污染土壤进行筛分处理，得到细粒污染土壤；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对区域地块污染土壤按序开挖，将挖出的污染土壤进行筛分处理，得到细粒污染土壤；S2、向细粒污染土壤中加入药剂，调节土壤至碱性；S3、将处理后的污染土壤从下至上分层堆放，相邻的两层之间填设电加热管，在堆放好的土堆外覆盖水泥层，水泥层侧壁上设有气管，在水泥层外覆盖防水布，所述防水布的内侧设有隔热层；S4、启动电源，电源通过控制柜对电加热管进行供电，电加热管通过热传导对土壤进行升温，使得污染物气体从土壤从脱出并通过气管排出至尾气处理装置中，经处理合格后排出；S5、运行时，现场人员定期巡检，根据温度调节发电机功率，并通过对污染物气体中的污染物浓度进行检测，当抽出的气体浓度达标后，降低电加热管的温度至设定值后向污染土壤中注入微生物营养液，再次通过电加热管进行加热反应7
‑
10h后将污染土壤回填至原基坑，完成土壤的修复作业。2.根据权利要求1所述的一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法，其特征在于，步骤S1所述的筛分方法为在运输车顶部敞口处布置筛网，挖机按照由南向北，自东向西顺序开挖，即挖即运，从筛网上方倒进运输车车厢内。3.根据权利要求1所述的一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法，其特征在于，步骤S2中添加的所述药剂为过硫酸钠，其加入量为土壤质量百分比的3％
‑
5％，将土壤pH值调节至12。4.根据权利要求1所述的一种化学氧化与升温耦合的土壤修复方法，其特征在于，步骤S3中的土堆包括三层，底层堆土厚度为40cm
‑
60cm，中部堆土厚度为90cm
‑
110cm，上层堆土厚度为30cm
‑
50cm，其布设方法为：通过挖机进行覆土，每覆土一层后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高骏，董茂秋，潘国坠，杨玉怀，张义坤，
申请(专利权)人：江苏山水国土资源开发工程有限公司，
类型：发明
国别省市：