本发明专利技术公开了一种汞污染土壤的低温热解处理修复方法及装置，将被汞污染的土壤挖掘后进行破碎风干，使土壤含水率不高于10％；然后将风干后的土壤投入热解装置中，热解装置的初始温度为250℃，在30分钟内加热升温至400℃以内，将土壤中蒸发出来的汞蒸汽经过气体回收装置进行冷凝回收。本发明专利技术建立了适宜的修复及回收汞的方法和装置，采用的低温热解处理与修复技术来修复被汞污染的土壤，利用物理加热法使得污染物从土壤中被分离出来的修复方法，既能保留土壤耕作能力条件下，又可实现从污染土壤中将汞彻底去除的目的，处理后土壤适量添加清洁土壤和有机质，即可快速恢复至农业生产，运行费用低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环保
，尤其是一种汞污染土壤的低温热解处理修复方法及装置。
技术介绍
汞及其化合物具有很强的神经毒性和致畸作用，且积累效应和遗传毒性明显，一直是国内外极为关注的优先控制污染物。我国被Hg污染的耕地面积有3. 2X IO4公顷，每年产生的“汞米”达1. 9X 108kg。在五十至八十年代中期，贵州省曾是中国乃至世界上重要的产汞地区，产汞量约占全国的70 %，虽然自九十年代以来，生产规模逐渐萎缩，但仍然是回收和生产汞制品的重要基地。我国长期的汞开采及冶炼生产对周围的生态环境，尤其是对农田土壤造成了严重影响。汞进入土壤环境，通过食物链对人体产生危害。根据对汞矿区周边的调查研究，某些汞矿周边土壤或污灌农田土壤中的汞含量高达500-700mg/Kg，甚至上千mg/Kg，周边农田大米中萊和甲基萊的含量分别闻达569ng/g和114ng/g,人体每天甲基萊累积量平均为0.82-2. 97g，污染区域汞含量显著高于WHO规定的0. 47ug/Kg的标准，更高于美国EPA规定人体每天的汞暴露阈值为0. lug/Kg。据调查，汞污染区域周边居民癌症和结石等发病率很高。以贵州万山汞矿为例，从1949年至此后的半个世纪，万山汞矿排放的废渣和含汞废气，对其区域及周边的生态系统造成了污染，并且堆存的尾矿和废渣堆仍在将继续向环境释放汞，成为二次污染源。局部调查研究已发现，汞矿邻近的农田生产的作物中汞和甲基汞含量明显增加，直接对当地的居民健康造成了严重威胁。据贵州省疾病预防控制中心和万山特区疾控中心的调查，万山汞矿污染区的居民尿汞平均含量超标3. 5倍，头发含汞平均超标2.59倍，汞中毒患病发病率达4. 3 5. 8%，矿区人均寿命仅为58. 4岁，汞暴露人群平均寿命为52. 5岁，远远低于全省的人均寿命水平65. 3岁。因此，汞污染土壤的处理和修复利用技术研发迫在眉睫。污染土壤的修复方法从修复的原理上大致可分为物理方法、化学方法以及生物方法三大类。物理修复是指以物理手段为主体的移除、覆盖、稀释等污染治理技术。化学修复是指利用外来的或土壤自身物质之间的化学反应来进行污染治理的技术。生物修复是指利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤中的污染物，使污染物的浓度降到可接受的水平或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。污染土壤修复还可分为原位修复和异位修复两种操作方式，前者不需挖掘和输送土壤，可节约处理成本，但其通常需要较长的实施周期，且由于土壤及含水层存在差异性，不能保证处理的一致性；后者所需的修复周期相对较短，且可通过匀化、筛分、连续搅拌等手段更好地控制处理的一致性，但其需要挖掘土壤，所需费用较高且需增加工程设施。目前国内外还没有一项针对汞污染土壤处理和修复的成熟的技术方法
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种汞污染土壤的低温热解处理修复方法及装置，它的能耗低，并且处理后土壤理化性质和自然肥力破坏较小，使得土壤在处理后回填并恢复农业生产，运行费用低。本专利技术是这样实现的汞污染土壤的低温热解处理修复方法，将被汞污染的土壤挖掘后进行破碎风干，使土壤含水率不高10% ;然后将风干后的土壤投入热解装置中，热解装置的初始温度为250°C，在30分钟内加热升温至400°C以内，将土壤中蒸发出来的汞蒸汽经过气体回收装置进行冷凝回收。低温热解处理修复方法的热解装置，包括进料装置，在进料装置上连接有热解炉，在热解炉上连接有燃料供应装置，在热解炉上设有出料装置，在在热解炉的排气口上连接有冷凝回收装置。进料装置为手动进料装置或自动进料装置。冷凝回收装置包括废气回收装置及含汞废水处理装置。汞在常温下熔点为-38. 87°C，沸点为356. 73°C，汽化热为13. 905kcal / mol，其挥发性较大，挥发速度随温度升高而急剧增加，汞受热蒸发后，汞蒸汽比空气重约6倍，200C时密度为13. 546g / cm3，易凝结，易与水分离；汞污染土壤热解后，土壤中残留的汞大部分都为残渣态；在采用合适措施后，土壤肥力完全可改善至适合作物栽培的状态。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术建立了适宜的修复及回收汞的方法和装置，采用低温热解处理与修复技术来修复被汞污染的土壤，利用物理加热法使得污染物从土壤中被分离出来的修复方法，被污染的土壤经过处理后能完全达到适合作物栽培的状态，由于整个处理过程的温度不超过400°C，因此能保持土壤性质及基本质量，处理后土壤理化性质和自然肥力破坏较小，汞的去除率达到96%以上，既能保留土壤耕作能力条件下，又可实现从污染土壤中将汞彻底去除的目的，处理后土壤适量添加清洁土壤和有机质，即可快速恢复至农业生产，运行费用低。本专利技术其适用于汞含量高于100mg/kg以上，土壤松软，特别是元素汞或甲基汞等挥发性汞化合物含量高的土壤。本专利技术推动了重金属汞污染物控制，具有显著的社会效益、环境效益。本专利技术方法简单，易于产业化，使用效果好。附图说明附图1为本专利技术的结构示意图。具体实施例方式本专利技术的实施例1 :汞污染土壤的低温热解处理修复方法，土壤中汞含量为244. 8mg/kg，将被汞污染的土壤挖掘后进行破碎风干，使土壤含水率不高10% ;然后将风干后的土壤投入热解装置中，热解装置的初始温度为250°C，在30分钟内加热升温至400°C，将土壤中蒸发出来的汞蒸汽经过气体回收装置进行冷凝回收；经检测，处理后的土壤中含汞量低于7. 5mg/kg，汞的去除率达到96. 94%。另外，热解时间采用30分钟与60分钟最终除汞效果无显著差异，低温热解时间控制在30分钟即可达到显著效果。低温热解处理修复方法的热解装置的结果如图1所示，包括进料装置1，进料装置I为自动进行装置；在进料装置I上连接有热解炉2，在热解炉2上连接有燃料供应装置5，在热解炉2上设有出料装置3，在在热解炉2的排气口上连接有冷凝回收装置4 ;冷凝回收装置4包括废气回收装置6及含汞废水处理装置7。本专利技术的实施例2 :汞污染土壤的低温热解处理修复方法，土壤中汞含量为264. 6mg/kg，将被汞污染的土壤挖掘后进行破碎风干，使土壤含水率不高10% ;然后将风干后的土壤投入热解装置中，热解装置的初始温度为250°C，在30分钟内加热升温至330°C以内，将土壤中蒸发出来的汞蒸汽经过气体回收装置进行冷凝回收；经检测，处理后的土壤中含汞量低于25. 7mg/kg，汞的去除率达到90. 29%。使土壤的含水率低于10%，热解温度为310°C，热解时间为30min时，土壤中汞的去除率即可达到90%以上。所采用的装置同权利要求1。将实施例处理得到的土壤(不混合新鲜土壤)在冬季用于栽培小白菜，将土壤移入花盆中，加入适量水，在表面撒上小白菜种子。每组两个样本，在同等条件下于塑料大棚中进行培养。小白菜种子三周成功发芽。另外，将新鲜土壤与实施例获得的土壤按混合比率为1:1 ；2 1 ；3 1设置实验，将处理后土壤与新鲜土壤按比例移入花盆中，充分混合后加入适量水，在表面撒上小白菜种子。每组两个样本，在同等条件下于塑料大棚中进行培养。小白菜种子二周内成功发芽。说明被汞污染的土壤经过热解后，土壤中残留的汞大部分都为残渣态。在采用合适措施后，土壤肥力完全可改善至适合作物栽培的状态。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汞污染土壤的低温热解处理修复方法，其特征在于：将被汞污染的土壤挖掘后进行破碎风干，使土壤含水率不高于10％；然后将风干后的土壤投入热解装置中，热解装置的初始温度为250℃，在30分钟内加热升温至400℃以内，将土壤中蒸发出来的汞蒸汽经过气体回收装置进行冷凝回收。
【技术特征摘要】
1.一种汞污染土壤的低温热解处理修复方法，其特征在于将被汞污染的土壤挖掘后进行破碎风干，使土壤含水率不高于10% ;然后将风干后的土壤投入热解装置中，热解装置的初始温度为250°c，在30分钟内加热升温至400°C以内，将土壤中蒸发出来的汞蒸汽经过气体回收装置进行冷凝回收。2.一种采用权利要求1所述的汞污染土壤的低温热解处理修复方法的热解装置，包括进料装置(I)，其特征在于在...
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿丽雅，董泽琴，赖莉，
申请(专利权)人：贵州省环境科学研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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