一种去除受污染土壤中有机污染物的方法技术

本发明专利技术提供一种去除受污染土壤中有机污染物的方法，包括步骤：(1)将空气引入到新风加热单元中，加热成高温新风；(2)将高温新风与来自新风加湿单元的水蒸气汇集后形成高温湿风，并进入到混合反应单元中与受污染土壤充分混合反应；(3)将产生的废气抽入到末端尾气净化单元中经净化排出。所述混合反应单元包括旋转接头、反应釜和驱动电机；反应釜包括密封罩、位于密封罩内部的横向圆柱形滚筒以及伸入圆柱形滚筒内部的气体均布管，圆柱形滚筒内部表面附着有螺旋叶片，密封罩设有进料口、出料口和废气出口。所述方法操作简单、去除效率高、综合能耗低，能快捷有效地去除有机污染物，适用于挥发性、半挥发性有机物污染土壤的快速和及时的修复处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从受污染土壤中去除有机污染物的方法，特别地涉及一种去除受污染土壤中挥发性、半挥发性有机污染物的方法，属于受污染土壤的治理与修复领域。
技术介绍
我国在长期的工业化过程中积累了较为严重的有机土壤污染。例如，近年来，在快速的城镇化进程中，大量工厂企业的关停并转和城市的退二进三，众多搬迁企业留下了大量遗留污染场地，又如由于农药的大量长期使用和残留，导致大面积农田土壤受到农药污染；再如油田勘探、石油开采、油品储运和加油站泄露等，而造成了土壤石油烃类污染......严重的土壤污染对地下水、农产品质量、生态环境和人体健康都构成了明显的威胁。而我国在土壤治理和修复方面才刚刚起步，实用的土壤污染修复技术需求极为迫切。迄今为止，对有机物污染土壤的修复技术主要有高级氧化法、高温热解法、化学淋洗法、植物修复法、微生物修复法、气相抽提法等。高级氧化法是向受污染土壤中加入氧化剂，从而将其中的有机污染物氧化成无害的小分子化合物和无机盐，但容易对土壤的理化性质造成严重的不利影响。高温热解法即热处理技术，是通过向土壤中通入热蒸汽或用射频、电加热等方法来加热土壤，从而使土壤中的污染物分解成小分子或无害物质。缺点是耗能较大，对土壤的理化性质也有不利影响化学淋洗法是指借助于能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂，把污染物从土壤颗粒上淋洗出来，随后分离出的污水进行处理，从而完成土壤的污染物去除。该方法操作较为简单，但是只对特定的土壤和污染物有效，适用范围小，洗脱效率低。植物修复法是指利用植物的生理活动吸收或降解土壤中的污染物或使这些污染物变为无害的方法，主要包括植物提取、植物稳定、植物挥发、植物降解、根际滤除等。该方法成本较低，操作简单，但效率过低，耗时过于漫长。微生物修复法主要是通过利用营养和其他化学品来激活微生物，使它们保持代谢活动的良好状态，能够快速分解和破坏污染物。但该方法需要不断向土壤中添加生物制剂，而且微生物在土壤中的传质效果不好，该法成本较高，修复周期长。土壤气相抽提法(Soil vapour extraction, SVE)是近几十年来应用广泛的一种土壤修复技术，该技术主要是通过向污染土壤中引入清洁空气产生驱动力，从而利用土壤固相、液相和气相之间的浓度梯度，将土壤中的污染物转化为蒸气形式而加以去除。SVE尤其适用于高挥发性有机污染土壤的修复，如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤，而对于中挥发性和低挥发性的有机污染物去除存在一定的局限性:去除效率较低、周期较长等。针对上述现有技术的缺陷，人们对有机物污染土壤的修复方法进行了探索和深入研究，并开发出了多种装置，如CN201659137U中公开了一种污染土壤的异位热强化抽提处理装置，在该装置中，将土壤加入到搅拌处理仓中，所述处理仓外壁上设置加热仓，加热仓与处理仓之间形成空心夹层，将热蒸汽通入到该空心夹层中，对处理仓中的土壤进行加热，土壤由立式搅拌器主轴进行搅拌,立式搅拌器主轴由位于处理仓上部的电机驱动。通过空心夹层中热蒸汽的加热和立式搅拌器主轴对土壤的不断搅拌，处理仓中的土壤中的有机污染物被热解吸，使污染物的去除更为彻底。但在该装置的基础上，对于仅进行单纯加热处理的方法仍存有改进的需求，同时，为了消除在干土壤条件下立式搅拌器转动阻力过大以及主轴上螺旋片与处理仓内壁之间存在“死角”而不能完全混合土壤的缺陷，对于搅拌方式也有改善的必要。综上所述，目前我国尚没有对有机污染土壤工程修复的有效技术，而我国对污染场地快速治理和修复的需求尤其高，开发高效快捷、灵活机动的治理和修复设备和方法有着更强烈的需求，也是目前土壤修复领域的一个研究重点和热点。
技术实现思路
考虑到上述技术的缺陷与不足，本申请专利技术人从实际应用出发，经过大量创造性的深入研究后，研发出一种操作便捷、运行高效的去除受污染土壤中有机污染物的装置及使用该装置去除土壤有机污染物的方法，通过该装置中多种结构元件和/或部件的创新性设计、协同运作，以及合适工艺处理参数的选择和确定，能够快捷有效地将受污染土壤中的有机污染物挥发出来，该装置和处理方法适应性广，对于挥发性有机物和半挥发性有机物均有着很强的去除能力，污染物去除效率、处理周期等综合性能指标均优于所有的现有已知装置和已知方法。为实现上述目的，本专利技术的去除受污染土壤中有机污染物的方法包括如下步骤:(I)将空气引入到新风加热单元中，加热成为高温新风；(2)将所述高温新风与来自新风加湿单元的水蒸气汇集后形成高温湿风，并进入到混合反应单元中与受污染土壤充分混合反应；(3)将混合反应后产生的废气进入到末端尾气净化单元中经净化后排出；其中，所述混合反应单元包括旋转接头、反应爸和驱动电机；所述反应爸包括密封罩、位于所述密封罩内部的横向圆柱形滚筒以及伸入所述圆柱形滚筒内部的气体均布管，所述圆柱形滚筒内部表面附着有螺旋片，所述密封罩设有进料口、出料口和连接所述末端尾气净化单元的废气出口 ；所述驱动电机的驱动轴穿过所述密封罩而带动所述圆柱形滚筒旋转；在步骤(2)中，所述高温湿风经由穿过所述密封罩的所述旋转接头而通入到所述气体均布管中，并与由于所述圆柱形滚筒的旋转而翻滚的土壤充分反应。在上述去除受污染土壤中有机污染物的方法的步骤(I)中，所述新风加热单元并没有特别的限制，其只要能够将空气进行加热即可，例如其包括送风机和管道加热器，送风机将空气通过管道送至管道加热器中加热成热空气。其中，所述送风机并没有特别的限定，只要它能够从外界(如大气)抽吸新鲜空气形成新风并将其送至管道中且随后被加热以用作蒸汽载体即可，例如可使用工业领域中已知的任何鼓风机，其风量大小可根据需要进行合适的调节。其中，所述管道加热器可为直形、螺旋环形或多个往复“Z”形，优选为螺旋环形(外形相同于弹簧)。可根据实际应用中的需要来合适地选择其总长度和内径，例如其长度可为10-200cm，该范围包括了位于其中的任何子区间，示例性地如为30-180cm、50-160cm、70-140cm或90-120cm，以及包括了其中的任何具体数值，示例性地如为10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、I10cm、120cm、130cm、140cm、150cm、160cm、170cm、180cm、190cm或200cm ;例如其内径可为1-lOcm，该范围包括了位于其中的任何具体数值，示例性地如为lcm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm。所述管道加热器的材质并没有特别的限定，可使用本领域中的任何常规已知材料，如不锈钢、黑碳钢等。根据土壤中的有机污染物的化学和物理性质的不同，可选择合适的管道加热器温度，以实现有机污染物最大程度的去除，因此，任选地，所述管道加热器还可与温度监测装置相连，从而可实时实现温度监控，更好地实现温度控制和调节。作为一种举例，所述管道加热器由螺旋状的高电阻材料制成，当加热时，开启加热开关，对该管道加热器进行加热，如通入电流进行加热，由此产生的大量热量将送风机送入的空气进行加热，例如可将空气加热至 50-1000。。，如 100。。、200。。、300。。、400。。、500。。、600。。、700。。、800。。、900。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除受污染土壤中有机污染物的方法，包括如下步骤：(1)将空气引入到新风加热单元中，加热成为高温新风；(2)将所述高温新风与来自新风加湿单元的水蒸气汇集后形成高温湿风，并进入到混合反应单元中与受污染土壤充分混合反应；(3)将混合反应后产生的废气抽入到末端尾气净化单元中经净化排出；其中，所述混合反应单元包括旋转接头、反应釜和驱动电机；所述反应釜包括密封罩、位于所述密封罩内部的横向圆柱形滚筒以及伸入所述圆柱形滚筒内部的气体均布管，所述圆柱形滚筒内部表面附着有螺旋叶片，所述密封罩设有进料口、出料口和连接所述末端尾气净化单元的废气出口；所述驱动电机的驱动轴穿过所述密封罩而带动所述圆柱形滚筒旋转；在步骤(2)中，所述高温湿风经由穿过所述密封罩的所述旋转接头而通入到所述气体均布管中，并与由于所述圆柱形滚筒的旋转而翻滚的土壤充分反应。

【技术特征摘要】
1.一种去除受污染土壤中有机污染物的方法，包括如下步骤: (1)将空气引入到新风加热单元中，加热成为高温新风； (2)将所述高温新风与来自新风加湿单元的水蒸气汇集后形成高温湿风，并进入到混合反应单元中与受污染土壤充分混合反应； (3)将混合反应后产生的废气抽入到末端尾气净化单元中经净化排出； 其中，所述混合反应单元包括旋转接头、反应爸和驱动电机；所述反应爸包括密封罩、位于所述密封罩内部的横向圆柱形滚筒以及伸入所述圆柱形滚筒内部的气体均布管，所述圆柱形滚筒内部表面附着有螺旋叶片，所述密封罩设有进料口、出料口和连接所述末端尾气净化单元的废气出口 ；所述驱动电机的驱动轴穿过所述密封罩而带动所述圆柱形滚筒旋转; 在步骤(2)中，所述高温湿风经由穿过所述密封罩的所述旋转接头而通入到所述气体均布管中，并与由于所述圆柱形滚筒的旋转而翻滚的土壤充分反应。2.如权利要求1所述的去除受污染土壤中有机污染物的方法，特征在于:所述新风加热单元包括送风机和管道加热器，其中送风机将空气通过管道送至管道加热器中加热成高温新风。3.如权利要求1-2任一项所述的去除受污染土壤中有机污染物的方法，特征在于:所述新风加湿单元包括蒸汽发生器。4.如权利要求1-3任一项所述的去...

【专利技术属性】
技术研发人员：付融冰，赵子龙，
申请(专利权)人：上海市环境科学研究院，付融冰，
类型：发明
国别省市：