专利名称:就地处理有危害性废物的装置及其使用方法
我们所碰到的许多有危害性废物理置坑是有相当年代的，其中有毒组分的性质及其在埋置坑中所处的位置的记录通常是不完整的或是根本不存在的。同样由于埋置年代久远，其中的固体物，如筒、桶和箱等可能不被所知。在这种埋置坑中，有毒有机化合物可能已反应了相当一段时间，形成了一种具有其讨厌的气味的有毒气体化合物，並在压力作用下已开始从埋置坑中散发出来。
上述有危害性废物埋置坑的上部暴露于日光下会变干燥，成为粉尘，在风的吹动下，其小颗粒往往会飞扬起来，对健康是有害的。如果埋置坑中含有放射性物质並放射出氡气，这种飞扬的粒子是特别危险的。另外，经过一段时间，有毒化合物往往会从埋置坑中滤出，污染地下水。当有危害性有毒废物堆集在土地表面上时，往往对健康产生同样的危险。
过去已经提出並应用了各种补救措施，但由于其不可靠性，由于有危害性废物的挖掘和搬运，或是由于需要长时期占用土地，利用微生物来完成对埋置坑的解毒，从健康观点考虑都是不够满意的。
过去一种常用办法是在埋置坑周围用混凝土或膨润土形成向下伸展的隔离墙，但由于混凝土或膨润土与末经处理的土混合，不一定在隔离墙上不构成有渗透性的孔穴或有效洞口，使有毒物质从埋置坑内通过隔离墙渗滤出去。
挖掘和搬运是不会令人满意的，施工中涉及机械操作，同时会从埋置坑中散发出粉尘和有毒气体到周围大气中，以及未经处理的有毒物质从一地搬运到另一地，当这样运输时，总会有偶然泄漏的危险。此外，挖掘还往往可能使有毒烟气从埋置坑内逸出，污染周围大气。
本发明的主要目的是提供一种就地处理並解除危险有毒废物的毒性的方法，该危险有毒废物无规律地分布在某一地理区域内，並改变着其中有毒组分的性质、浓度及其处在地面下的深度，而且这种方法並不污染周围大气。
就地解毒方法的另一目的是提供一种实施起来相当快速的、没有前述现有技术中的补救措施操作缺陷的方法。
就地解毒方法的进一步目的是提供一种方法，该方法没有在公共公路上搬运有毒物质的危险，並且是一种处理含放射性物质的废物埋置坑、使氡气逸放量减到最小的、特别有效的方法。
本发明的方法的另一个目的是它的应用的灵活性，可使整个埋置坑解除毒性，在埋置坑周围构成隔离墙或是向下伸展並在埋置坑下面衬砌。
本发明的进一步目的是提供第一种类型的装置，该装置是可以移动的，並在一系列交搭的工位上实行就地解毒方法来消除有危害性废物埋置坑的毒性。
本发明的另一个目的是提供就地解毒的第一种变型装置，该装置安装在底座上。为解除有危害性废物的毒性，此装置占据一固定位置，该位置是靠近堆集有危害性废物的场地上方或是邻近新产生有危害性废物的场地上方。
本发明的进一步目的是提供解毒装置的第二种变型，该装置用来装在有危害性废物埋置坑中选择好的位置上，在用本发明的就地解毒方法对埋置坑实行消毒之前，对有危害性废物埋置坑中无规律分布的有毒组分的性质及含量进行检测並验证。
本发明的更进一步的目的是提供第一种类型的装置，当在某一工位上解除有危害性废物埋置坑的毒性时，该装置可同时取样检验将要解毒的下一工位中有毒组分的性质和数量，也可取样检验刚解除毒性的工位中残留下来的有毒组分的性质和数量。
从下面对就地解毒方法连同所使用的装置的详细描述中，对本发明的这些目的及其它目的和优点将会更清楚。
就地解除有危害性废物埋置坑的毒性的方法可由第一种类型的装置来完成。该装置包括一辆动力驱动的车，在该车的一边，支撑有一座可动並可调整的长条形的、垂直伸展的机架。在机架下端支撑在倒置的杯形罩子上，该罩子具有下周边边缘部分，这边缘部分可向下插入有危害性废物埋置坑的上表面，使彼此互相密封起来，罩子和埋置坑的结合形成了一个封闭空腔。
机架支撑至少有一个动力驱动的、垂直配置的园形钻管或钻杆，钻管或钻杆可相对于机架纵向运动。钻杆向下延伸穿过罩子，在钻杆下端装有刀具，该刀具包括两个推向伸展的刀片，其中一个刀片的后边沿装有一些纵向隔开的喷嘴。刀具还只少包括一个开口，通过开口可喷射出加热了的加压空气及粉状物料。罩子中装有一些第二喷嘴，通过这些喷嘴可喷出压力水流。
就地消除有危害性废物埋置坑包括土壤的毒性的方法是开始于转动刀具並向下移动通过埋置坑，形成颗粒物质区域。通过第一喷嘴射出蒸汽，成为压力流撞击在颗粒上，使颗粒粒径减小。通过第二喷嘴射出压力水流来协助刀具形成上述区域，刀具连续旋转不断搅动此区域中的颗粒。
射出的蒸汽射流加热此区域，並将此区域内的游离的有毒气体置换出来，使有毒气体从此区域向上流入封闭空腔中。蒸汽射流的热量将此区域加热到一定程度，使有毒有机化合物在所使用的蒸汽温度下挥发，並作为有毒蒸汽向上流入封闭空腔。
检测装置指示出此区域中存在的有毒化合物的性质和数量。风机以足够快的速率从封闭空腔中稳定地抽出空气、蒸汽、有毒蒸汽和有毒气体、使在封闭空腔内保持负压状态，並将空气、蒸汽、有毒气体和蒸汽作为有毒气流排出。根据使用者的选择，有毒气体和有毒蒸汽的解毒可采用下述方法冷却有毒气流，至少使一部分发生冷凝，並使其余部分有毒气流通过一些活性碳；或是加热有毒气流，並使它通过含有热氧化剂的催化剂，使有毒组分转变为无毒化合物；或是导引有毒气流通过一等离子炉子，使有毒成分转变为无毒化合物。不管使用上述三种方法的哪一种，其结果都是使不含有毒成分的空气流重新循环，返回到此区域中並从此区域中置换出游离的有毒气体。
如果检测装置表示存在有产生具有令人讨厌臭味的化合物，例如某些有机物、硫化氢、二氧化硫、有毒金属的水溶性盐类或在所使用的蒸汽温度下不挥发的有毒有机化合物，通过第一喷嘴将液体氧化剂、例如过氧化氢或高锰酸钾的水溶液注入到此区域中，而不从第一喷嘴喷射蒸汽。
氧化剂使硫化氢和二氧化硫转变为单体的硫、氢和氧，氧化剂与有毒金属的水溶性盐类的主要部分反应，形成实际上不溶于水的化合物。由于未知的原因，氧化剂能使在所使用的蒸汽温度下不挥发的长链碳氢化合物转变为在蒸汽温度下挥发的短链碳氢化合物，並使之作为有毒蒸汽向上流入封闭空腔内。
当检测装置表示此区域已解毒到某一理想程度，通过管状钻杆向下输送粉末脱水剂，並从刀具中的开口放出。如果需要可通过管状钻杆喷射出热空气的加压气流。脱水剂是使土壤中的泥土和脱水剂之间导致离子交换，並将此区域中的物质转变为硬的、密实的、不透水的物质。在完成这种转变之前，可从此区域中撤走刀具。还没有转变为实际上不溶于水的化合物的有毒金属水溶性盐类、在所使用的蒸汽温度下不挥发的长链碳氢化合物和放射出放射性化合物的氡气仍被封裹在不透水的物质内，並将在一相当长时期内不被滤出。不透水物质是足够密实的，因此氡的逸出是很缓慢的，在到达这种物质的外表面之前，氡已转变为固体放射性元素，所以很少有氡逸放出来。
当在埋置坑上的第一工位已经完成了某区域的解毒，此装置即可转移到邻近的第二工位，並重复此方法，直到埋置坑中所期望的部分都已解毒。在此装置的工业应用中，理想的是使用至少一对间隔开的刀具，最好是两对，以满足该区域实际横断面的需要。
在上述方法实施之前，对有危害性废物埋置坑进行雷达扫描，以发现筒、桶和箱等固体残骸的位置，把这些物体的位置标注在有危害性废物埋置坑的带座标的地图上。在解毒方法实施之前，对有危害性废物埋置坑还要经试验钻探打孔，以确定其中存在的有毒成分的性质和在埋置坑中的深度，以便针对含有的有毒组分调整就地解毒方法。埋置坑还需经检测装置取样检验，以获得其有毒沾染的进一步资料。
对在地面上有毒废物例如油井钻屑、钻探泥浆、油漆残渣、农药等等可使用固定类型的解毒装置，並用实际上与可动类型装置以相同方式工作，而与可动类型装置的主要不同是有毒物质被转移到封闭的与之相连接的罩子内，而不是罩子移入与之相联接的有危害性废物埋置坑中。
当应用制冷来冷却有毒气流时，解毒方法所产生的有毒残渣在等离子炉子中进行处理是有利的，该等离子炉子还可用来再生使用过的活性碳。
对附图简要描述如下图1是就地解除有危害性有毒废物埋置坑的毒性中所使用的可移动类型装置的局部侧视图；图2是图1中所表示的装置的端视图；图3是图2所表示的装置沿3-3线的横断面图；图4是图3所表示的装置沿4-4线的纵断面图；图5是在图1和图2中未表示的第一种类型的装置的局部示意图；图6是在图1和图2中未表示的第二种类型的装置的局部示意图；图7是图1中表示的装置的变型装置的局部，该装置用来确定並验证有危害性废物埋置坑中有毒污染物的性质和数量；图8是图1和图2中所示装置的钻杆传动机构之一的放大的横断面和顶视的组合图；图9是图4所示装置沿9-9线的底视图；图10是钻杆传动机构的一部分的示意图；图11是在图1和图2所示装置的中间平台移动机构的侧视图；图12是由钻杆支撑的、将经处理后的区域转变为玻璃化物质的等离子炬的示意图；图13是第一种类型的装置的透视示意图，该装置安装在底座上並配置在有危害性废物上方的土堆附近、以解除有危害性废物的毒性。
图14是沿图4中14-14线的横截面图。
图15和图16是图1所示装置的变型的侧视图，该装置包括在将要试验和已经试验了的有危害性废物埋置坑中进行取样检验的设备；图17是一种取样检验设备的放大侧视图。
本发明的最佳实施例在下面说明用图1和图2所示的可动设备U来实施本发明提出的就地处理方法以完成对废物埋置坑中有害物质的处理，其中要结合图5和图6所示的第一装置J或第二装置K。第一装置J和第二装置K包括那些未在图1和图2中表示的部件。
设备U包括垂直竖立的机架W，它可动地支撑在一动力驱动车V的外侧，动力驱动车V在图1和图2中表示为履带型牵引车，牵引车上也装有仪器和控制室。
图示的机架W是由四根角柱102、横杆104和斜撑106构成。机架W包括上平台108，下平台110，和中间活动平台112。
如图2所示的支撑装置114，可使机架W相对于动力驱动车V运动。支撑装置有许多长条形刚性杆件116，通过转动连接116a和116b分别固定到机架W和动力驱动车V上。平衡锤118由联动装置120和装置114联动运转，以便去平衡机架W的重量，其操作部件将在后面描述。第一液压缸122可转动地与联动装置120和动力驱动车V相连，以便在液压缸122起动时，可使机架W相对于动力驱动车V作侧向运动。第二液压缸124可转动地连接到支撑装置114和机架W上，连接的方法应使机架在液压缸124起动时相对于动力驱动车作垂直运动。图2中表示了液压缸122和124。
具有封闭空腔的罩子X，从下平台110向下伸展，在罩子内装有动力驱动的刀具Z，可竖向移动。如图11所示，一对横向隔开的电动机126被安装在下平台110上，可使主动链轮128转动。每个主动链轮128与向上伸展的环形链条130相啮合，链条130与一对可转动地支承在上平台108上的链轮132相啮合。中间平台112通过通用的紧固设施112a固定到链条130的垂直段落130a上。
下平台上安装有两对电动机134，如图3和图10所示，使主动链轮136转动，它们与一对从动齿轮138啮合，从动齿轮之间也相互啮合。
由图4可见，下平台110由上平板110a和下平板110b构成。每个从动齿轮138是环形的並可转动地支承在相配合的滚珠轴承140上，装有滚珠轴承140的环形装配件142是用螺栓144如图4所示那样固定在下平板110b上。
每个从动齿轮138有一件如图4所示那样用螺栓148固定在其上表面的扁平而刚劲的部件146。每个部件146有一向上突起的园筒壳150，並通过上平板110a上的孔152。在图4中可看到每个筒壳150有向外突出的凸缘154，它支承与上平板110a的上表面活动接触的封口156。
由图4和图8可见，两对相隔开的滚轴158通过固定在部件146上的突耳160可旋转地支承在上平板110a上面。
如图4所示那样，中间平台112由上、下垂直隔开的刚性平板112a和112b所构成，平板112a和112b由连接板162连接起来。用于转动刀具Z的两根管状钻杆164具有置于中间平台112内的上部分164a。每个上部分164a有向外伸出並固定其上的凸缘166。凸缘上还附加固定了带外槽的、环形部件168，该部件168与一连串滚珠轴承170可旋转地啮合，滚珠轴承170与内向开槽的环形部件172相啮合，部件170固定在中间平台112的上平板112a上。
每根钻杆164有两片相对布置垂直伸展的肋174，它如图8所示那样由钻杆外表面向外突出。肋174与两对滚轴158可旋转地啮合。每根钻杆164均有固定于底端的水平部件164b，它支承一中心布置的其直径实际上小于钻杆164的管件176。管件176用来安装向上伸展到钻杆164顶部的管子178，它与管状转环180相连接。管件176的底端扩大到向外伸出的凸缘182。
图4所示的每个刀具Z包括一外管196，它有一尖头底端196a和固定在园形平板198上的管子上端部。在平板198上开设有中心孔198a。内管200被固定在平板198上，並与孔198a相通。在内管200的底端扩展成许多伸出外管196的管形排放喷嘴202。
两个相对布置的刀片204由外管196的底端向外伸展，並支承许多在其前缘上的齿206。园平板198通过用螺栓210或类似的常用方法固定在凸缘182上。许多纵向相隔的喷嘴205被装在刀片204之一的后缘部，並与刀片上的通道(图上未表示)连通。该通道与向上伸展到转环209的底部209a上的导管207相连。转环底部209a和刀具Z一起旋转。转环209的上部209b是不动的，它支承在带圈209c上，带圈209c固定在托架209d上並从下平台110向下伸展。高压蒸汽或液体通过导管211输送到转环209，其目的将在以后说明。由图8可见每根钻杆164有两根固定在它内表面上的带槽部件218，它与固定在管子178上的肋220滑动地接合。
在图4和图9中可以看到矩形管框232由罩子X内的下平板110b的下侧支承，並装有向外伸出的喷嘴234。环形管236由下平台的下平板110b支承並环绕钻杆164，其上也装有喷嘴238。加压液体通过管子240送到矩形管框232，用将在后面说明的设备通过管子242把液体送到环形管236。输送到管框232和环形管236的液体可以增压或用一种液体附加剂。水或液体附加剂通过喷嘴234和238形成高压射流，其目的将在后面解释。通过包覆钻杆164的环形伸缩风箱244防止了在埋置坑解毒处理时发生的有害气体顺着钻杆164向上逸出。风箱244的底端用一般方法密封性地固定到凸耳160上，它的上端被固定在中间平台112的下表面上。上述设备被安装在动力驱动车V上。也可以使用具有同样效果示于图5的第一种装置J或示于图6的第二种装置K。第一种装置J和第二种装置K都装在和动力驱动车V同时运转的车辆(图中未表示)上。
在使用设备U以前，要求进行地下雷达扫描，以确定埋在有危害性废物埋置坑内的桶、箱、筒及其它容器的位置。在对废物埋置坑进行解毒时，在其附近采取适当的预防描施也是必要的。
在得到了上述的情况介绍后，即通过将在后面描述的检测设备对有危害性废物埋置坑取样分析以确定它的组成情况，然后把设备U移动到埋置坑附近的第一工位上，並把机架W安置在埋置坑上，使结构坚固的罩子X的下边缘与埋置坑的上表面严密接合。
电动机134现在被开动用来驱动带滚轴158的部件146，滚轴158把旋转力施加在肋174上。从而使钻杆164和刀具Z转动。电动机126当即驱动链条130使中间平台向下运动，把向下力施加于钻杆164和刀具Z上。
设备U的运转导致刀具Z向下伸展，在罩子X下形成了一个埋置坑内的粒状废料与泥土混合的区域A。
当如图5所示的第一种装置J与设备U同时使用时，将可以看见导管245从罩子X内部的上侧伸到动力驱动的风机C的入口。在图4中表示的蒸汽和液体供给导管211与伸向锅炉B的导管213相连接。发动机215供给设备U动力並放出余热，该余热最好用热交换器217回收，结合锅炉B使水转换成蒸汽。
几个存放液体试剂的储存器219均有伸到混合器223的入口的排泄管221。排泄管221装有控制阀221a。动力驱动的高压泵G的入口与导管225相连。在导管225上装有控制阀225a和逆止阀225b，逆止阀225b与混合器223的出口相接。给水箱227有一导管229和导管225相接。给水导管229上装有控制阀229a和逆止阀229b。泵G有一排泄导管231，它与蒸汽供给导管211及导管240和242相通，如图9所示。通过导管242到导管232和喷嘴234的液流由阀门242a来控制。图9所示的阀门240a控制到导管236和喷嘴238的液流。导管231上装有一逆止阀231a。
图4和图5所表示的转环180与软管233相接。如图15和16所示那样软管233一直向上伸展到机架W内。软管233的部分以环状外形和转环180相连接，並用钢丝绳235来支承，如图15和16所示。钢丝绳235从安装在机架W的上平台108上的弹簧支承的绞轮237向下延伸。
干粉反应剂的储存器239由导管241与给料器H的入口相通，当加压空气通过导管247a送入给料器时，前述给料器通过导管243排放干粉反应剂。导管247a通到压缩机247的出口。导管243与软管233相连。
导管245从罩子X内部的上侧通到动力驱动的风机C的入口，而风机C由导管245a和机组P的入口连通。如图5所示的机组P可以是等离子炉子或活性催化剂加热氧化器，它们的用途将在以后说明。
把设备U移动到有毒废物埋置坑Y上的第一工位之后，把机架W向下移动，迫使罩子X的底边缘249与埋置坑Y的上表面密封性接触。再使刀具Z旋转並向下运动插入埋置坑内，把罩子X进入到埋置坑内所要求的深度后，从而在罩子X内形成了一粒状有毒物料的区域A。区域A内的粒状物料将是一种有毒废料和泥土的混合物。
继续转动刀具Z並垂直运动，使区域A内的粒状物料处于搅拌状态。在区域A内形成粒状物料期间及之后，打开蒸汽供应导管213上的阀门213a，高压蒸汽从喷嘴205内喷射出来去冲击颗粒，使它们的粒径更小。蒸汽除了这个作用之外，同时也加热区域A，从而易挥发的有毒有机混合物在使用的蒸汽温度下转换成有毒蒸汽，它透过区域A上升到罩子X内的封闭空腔251内。从喷嘴205排出的未冷凝的蒸汽向上透入区域A内，这样的结果是把有毒气体从区域A内置换出去，有毒的气体就上升到封闭空腔251内。当蒸汽控制阀213a关闭时时，通过开启泵G和打开阀门229a，从喷嘴234和238喷出高压水流协助刀具Z去形成区域A。
蒸汽、有毒气体、有毒蒸汽和空气作为有毒蒸汽由风机C通过导管245作为气流不断地从封闭空腔251内抽出並通过导管245a进入机组P。以足够的速率把有毒蒸汽从封闭空腔251内抽出以便在空腔内保持负压，从而清除了有毒气体或蒸汽从封闭空腔251逸出污染环境的可能性。
将在以后叙述的检测设备F显示出存在于区域A内的有毒混合物的性质和数量。
当检测设备F指出在区域A内存在着在所使用的蒸汽温度下不易挥发的有毒碳氢化合物时，就开动泵G並打开阀门225b。储存器219内装有不同的液体试剂，不同的液体试剂按照检测设备F测试结果用来处理不同性质的有毒组分。例如，一种如高锰酸钾之类的氧化物的水容液可以通过喷嘴205注入到区域A内。不清楚是什么原因，高锰酸钾可使在区域A内的长链碳氢化合物反应成短链碳氢化合物，而短链碳氢化合物在使用的蒸汽温度下易于挥发，並作为有毒蒸汽向上进入封闭空腔251内。高锰酸钾与存在于区域A内的有讨厌气味的化合物如硫化氢、二氧化硫、硫醇，氯化碳氢化合物转变成无臭气的组分。
开动压缩机247，把储存器239内的干粉反应剂，通过导管243和软管233从第二喷嘴202排入区域A内，如图4所示。当检测设备F指示出区域A内有有毒金属的水溶盐类时，把粉状氧化钙通过给料器H输入区域A内，以增加其有毒废物的PH值，直到有毒盐类的主要部分被转换成实际上不溶于水的化合物。
机组P，不管它是等离子炉子或热催化转换器，把在其中的有毒有机化合物分解成无毒元素如氢、氧、碳、二氧化碳和水，然后从机组P通过导管255排出。若进入机组P的部分有毒有机化合物是氯化碳氢化合物时，由后者分解时释放出的氯气将和分解时释放出的氢气化合成氯化氢。
导管255与通常节制压力的安全阀257相连。该阀有一根与管式容器261相连接的导管259，容器261装有活性碳265。排泄孔263从容器261的内部通向大气。在导管255中可能造成超压可通过打开阀门257而消除。
导管267从接点255a处通到消除氯化氢和氯的消除器269，该消除器269可以是一种充有铁屑或镁(图中未表示)的塔或是用水雾(图中未表示)来冲洗进来的气流从而消除气流中氯化氢和氯的气体的塔。
从消除器269中排出的无氯化氢的气流经过导管271到软管233，然后向下流到园钻杆164，再从第二喷嘴202送回到区域A中，如图4所示。这就是所希望的把送回到区域A的气体中去掉氯化氢和氯。这是由于在区域A的高温中，无论是氯或是氯化氢很可能和残留在区域A内的有机化合物化合成氯化碳氢化合物。
检测设备F在有毒气体进入机组P以前和在处理过后、从消除器269中排放出时均对气流的组分取样检测。检测设备F包括一有机分析仪273，无机分析仪275和记录仪277。有机分析仪273有两个入口273a和273b，无机分机仪275也有两个入口275a和275b。仪器线路279与导管271在接合点271a相接，並通到组合泵和冷冻机281上，冷冻机281冷却热气体，再把冷却过的气体排放到导管283内，导管283上装有逆止阀283c，然后流入导管213内。关闭阀门283a和283b，冷却过的气体样品流到有机分析仪273和无机分析仪275内，确定由消除器269排出的气体内是否有反应的组分。
导管285和在机组P上游的导管245a上的接合点245b处相接，並分成两根导管287和289。它们分别与阀门287a和289a相通，以便在由机组P对有毒气流处理以前确定有毒气流内的有毒无机物组分的特性。检测设备F还有仪器291，用它来测定区域A中已经处理的废料的PH值、ORP(氧化还原电位)和温度，这是通过罩子X内的传感器293经由导管295来实现的。
当检测设备F指示出在区域A内被处理的物质已达到所要求的无毒程度时，一种或几种作为脱水剂的干粉反应剂从储存器239中输入其中。储存器中可存放飞灰、氧化钙、氢氧化钙、普通水泥和粉状长链碳氢聚合物。
当把飞灰和普通水泥通过软管233和喷嘴202送入区域A内时，它们便和粘士在脱水反应中产生离子交换。粘土和留在区域A内的无毒废料混合。如果粘土数量不足，可以另外加入，与区域A内的物质一起转变成为不透水的坚硬物质。实际上尚未转变成不溶于水的化合物的有毒金属的水溶盐类已被包裹在不透水的坚硬物质内，並不会从其内部滤出。这对留在区域A内的任何有毒有机化合物也是正确的。
由于在导管243上装有逆止阀243a，从而防止了从氯化氢消除器269排出的气体通过导管271和233进入区域A内再流到给料器H内。由导管279上的阀门279a来控制到冷冻机281的气流。用示于图4上的导管240来供给喷嘴238所需要的液体，並与导管242相同的方式和导管213相接。
总之，图5中的设备U和支承设备被移到邻近含有害废物埋置坑Y的第一工位上，降低机架W，使罩子X的下边缘与埋置坑的上表面处于密封般地接触状态。这时，刀具Z开始旋转並向下移动，形成一个垂直延伸的、颗粒状的有害性废物区域A。这些有害废物是与土壤混在一起的。刀具继续旋转，並在该区域内竖向运动，使其中的颗粒状物质处于搅拌状态。如图4所示，加压水流可以从喷嘴234和238射入搅动着的颗粒中。同时加压蒸汽流从喷嘴205射出。蒸汽流冲击有害废物的颗粒，使它的粒径变小。高压水流在区域A的上部造成一个颗粒紊流。加压蒸汽流和水流以及对颗粒产生的搅动作用导致了区域内的游离有毒气体向上流入罩子X内的封闭空腔251中。蒸汽流加热区域A，处于蒸汽温度下挥发的有毒有机化合物被转变成有毒蒸汽，有毒蒸汽也同样从区域A内向上流入封闭空腔251中。鼓风机C以足够的速率连续不断地从封闭空腔251内抽出有毒蒸汽，有毒蒸汽包括空气、蒸汽、有毒气体和有毒蒸汽，其目的是保持封闭空腔251内的负压状态，同时也消除了有毒蒸汽或有毒气体从罩子X中泄漏出去並污染周围大气的可能性。为了实现负压，必须使从封闭空腔251中抽出的有毒气体的流量大于再循环回到封闭空腔251内的气流流量。为此，还要设置一台冷却塔520，该冷却塔有一个入口520a和一个出口520b。在导管271上设有阀门522。导管524从导管271上的阀门522的上游处引出並通向入口520a。导管526从出口520b连接到导管271上的阀门522的下游处。导管524上有阀门524a。关闭阀门522並打开阀门524a，冷却塔冷凝通过导管271回流到区域A的气流中的蒸汽。再循环气流的流量小于鼓风机C从罩子X中抽出的有毒气流的流量，这样便使罩子内保持负压状态。
加压有毒气流由鼓风机C排出，並由机组P将有毒气流中的有毒组分释放出来，然后直接通过消除器269除去氯化氢和氯气，再使气流循环回流到区域A内，如上所述那样，去置换出留在区域内的有毒气体和有毒蒸汽，並使它们向上流入封闭空腔251内。
在区域A和有毒气流中的有毒组分是通过检测设备F来进行抽样检查並确定它们的特性和数量的。当检测设备F指示出在区域A内存在有毒碳氢化合物，而这种化合物在所用的蒸汽温度下又不挥发时，或指示出含有一些有难闻气味的化合物如硫化氢、二氧化硫、硫醇和氯化碳氢化合物时，便开动泵G，将适当的液体氧化剂送入区域A内。已经找到一种高锰酸钾溶液可以满足这种要求，因为高锰酸钾溶液不仅能消除难闻的气味，而且还能与在所使用的蒸汽温度下不挥发的长链有毒碳氢化合物在原因不明的情况下起反应，把大部分长链碳氢化合物转变为挥发性的短链碳氢化合物，形成有毒蒸汽向上流入封闭空腔251内。
如果检测设备F指示出在区域A内存在有毒金属的水溶性盐类，便启动干试剂给料器H，以便向下输送干料並使它通过园钻杆164、管道176和178以及第二喷嘴202进入区域A。在加入干料之前，由于搅动和水蒸汽及水的作用，使有毒废物和土壤颗粒在大多数情况下都转变成可流动的糊状物质。当加入足够的氧化钙等粉状材料后，使区域A内的物料的PH值大约提高到11时，大部分有毒金属的水溶性盐类将变成基本上不溶于水的化合物而沉淀。
当检测设备F指示出区域A的解毒已达到合乎需要的程度之后，给料器H开始起动，並将脱水剂如飞灰和波特藏水泥的混合物送入区域A内。这种混合物与区域A内的粘土进行离子交换，並使该区域内的物料转变成相当密实的不透水的坚硬物质。刀具Z在这种转变完成之前就可以从区域A中撤出。如果在区域A内有放射性材料，那么只有极少量甚至根本没有氡气从被处理的区域中放射出来。在被处理完的区域内的物质有足够的密实度，这样在氡气从该区域逸出之前，氡已转变成为固态放射性物质。上述物质和没有从区域A内解除的有毒碳氢化合物以及没有转变成实际上不溶于水的化合物的有毒金属的水溶性盐类均被封裹在区域A内的不透水的物质中，而且不会从中逸出。
当在第一工位处的解毒工作完成之后，将图5中的设备U和支承设备移到一系列互相交搭的第二工位上，然后再重复进行上述的方法。
这种就地解毒的方法是由设备U来完成的，这种方法是可以改变的。例如在所用蒸汽温度下挥发的有毒有机化合物已从区域A内除去之后，就可给已存在于埋置坑中的某种微生物，或已由遗传产生的能把有害废物发生分解和还原变化的微生物在区域A冷却后，利用泵G来引入一种液体培养剂。在刀具Z撤回后，把设备U移到第二工位並重复进行上述方法。微生物将在它们所在的区域内，在整个期间对该区域进行分解和还原处理。如上所述，在区域A内培养了微生物之后，必须定期给它们提供营养物。
由于在埋置坑中的废物是随机分布的，所以最好在第一工位进行就地解毒的同时就要测定下一工位所在区域内的有毒组分。同样，在刚处理完了的区域内也要测定从该区域中所要求消除的有毒组分的数量。
支架300和300′从机架W相对的两侧向外伸展，並利用弹性载重钢丝绳302和302′或其它通用方法来支承两个钻探装置304和304′。这两个装置将声波振动传给两根管状钻杆306和306′。钻杆306和306′通过两根水平导杆308和308′上的孔(图中未表示)向下延伸，这两根导杆是固定在机架W上的。每一钻探装置304和304′都装有一台发动机310，发动机通过一导管312将声波振动传给一杆头314，再由它把振动传给钻杆306。由于钻杆306和306′的振动，使钻杆本身在埋置坑Y中向下运动(如图16所示)，以便取得需进行检验的样芯(图中未表示)，这样就可以利用检测设备F或其它合适的分析装置，测定埋置坑中的有毒组分。上述的钻探装置可通过加利福尼亚州英得斯托的康达地球技术中心购买图1中所示的可移动装置J的第一种形式可以按图7中所示的改成装置J-1，该装置用于检测随机分布在埋置坑Y中各种有毒废物的位置並测定每一位置中有毒废物的性质。这种检测是必须的，因为许多含有毒废物的埋置坑积存时间较长，而且许多有埋置坑的地方，对于有毒废物的种类和在埋置坑中的位置的记录既不实用也不完整。
正如图7中所看到的，用于检测的装置J-1不同于第一种装置J，装置J-1只包括一根钻杆164和一把刀具Z-1，该刀具包括一个样芯成型和取回机构320，这种机构是用于由田並可在市场上买到的，这里就不需要进行详细叙述。这单个刀具Z-1形成了一个向下延伸的区域A-1，这与前面描述的形成区域A的方式是相同的，並由检测设备F提供关于区域A-1中有毒组分的性质和数量的资料。区域A-1是在埋置坑Y上所选定的工位上形成的，这些资料将有助于下一步对埋置坑的解毒工作。
在工业上，有害有毒废物可能积存在地面上的废料堆内，或是新近形成的，常常既含有高浓度有毒有机化合物又含有有毒金属的水溶性盐类。这些有害有毒废料的具体例子有积存的油井钻屑、金属处理材料、生产农药的残渣、颜料残渣、化工生产中产生的废物、被污染了的洗矿水及其它类似废物。这些有毒物料可能以液体、泥浆或固体的形式存在。通过公路将这些有毒废料运输到废料堆场是危险的，因为如果废料是液体或泥浆，运输时，有污染性的废物会由于不小心而溅出。如果废物是固体，从这些物料中冒出的灰尘和毒气就可能污染大气。
在图13中，表示了装置M的透视示意图。在图1和图5中所示的设备，在该透视图中被改成安装在基座322上，而且装置M能够被移动到需就地解毒的有害废物堆置场去。
在图13中所示的装置M中，与图1和图5中的相同设备的部件采用前面使用过的相应的数字和字母作为识别标记。从图13中可看到，装置M包括一台长条形的立式容器324，该容器有一个由环状凸缘326所限定的敞开顶端，罩子X-1呈倒扣的杯状，它有一个环状凸缘328，罩子X-1是可以拆卸和密封的，凸缘328和326之间的固定是靠螺栓或其它合适的固定方法来实现的。罩子X-1有一个平的顶端332。从图上可以看出，容器324的下端部分334是向下並向中心收缩的锥形体325。
一根管状钻杆164向下伸展並穿过平顶322上的开口(图中未表示)进入容器的封闭空腔334的内部，钻杆与开口之间是密封的。上述空腔相应于区域A，有毒物料将在其中进行处理。
一根管状部件336从容器324的上部向外伸出，在管状部件336的外端有一个向上方伸展的漏斗338，有害废物就是从漏斗送入的。螺旋输送机340是旋转支承在管状部件336内並由电动机342驱动。由于螺旋输送机340的旋转，使从漏斗338送入的有害废物(图中未表示)被送入封闭空腔334内。
钻杆164有一个固定在它上端並处于平顶332上方的齿轮346，齿轮346由电动机348驱动旋转。在封闭空腔334的内部有许多从钻杆164上向外伸出的水平刀片350，而这些刀片相应于前述的刀具Z。在刀片的后缘上有一些喷嘴205，加压蒸汽流通过这些喷嘴喷射出。
蒸汽是通过刀片350内的通道(图中未表示)供给喷嘴的，该通道与导管207相通。导管207向上延伸到一个固定在前述钻杆164上端中空旋转的转环209上。导管207中的蒸汽由与转环209相通的导管211供给。转环209的上部209b保持静止不动，而下部209a随钻杆164一起旋转。
容器的下部325有一从这里伸出去的导管352，导管352通到泵354的入口。该泵由电动机356驱动。阀门358控制通过导管352的物料的流量。排泄导管360从泵354延伸到一个动力驱动的混合器362，例如研磨机等类似装置。导管364从导管243一直通到混合器362的内部，以便在压缩机247开动时能将干燥的化学物质从给料器H送入混合器362，在开动压缩机247的同时，必须将阀门364a关闭，並把阀门366处于开启的位置。经过处理並解了毒的废物从混合器362通过导管368送到一个能将废物制成丸状的装置370，丸状物372从该装置中排放出来。导管368上有一阀门368a。排泄导管368b从阀门368a的上游处的导管368上向外引出。关闭阀门368a並打开阀门368c，可将未被制成丸状物372的消过毒的物料从混合器362中排放出来。
上述的装置J可根据用户的需要间歇地或连续地运转。在间歇地运转时，电动机342开动后，驱动输送机340旋转，将有毒废物从漏斗338送入封闭空腔334内，直到将废料装到凸缘326附近时为止。电动机348开动並驱动钻杆164和刀片350旋转。打开阀门213a，使蒸汽从喷嘴205喷射出来，以便加热封闭空腔334内的有毒废物，使游离的有毒气体从废物中释放出来。並促使在所用的蒸汽温度下挥发的有毒有机化合物转变成有毒蒸汽。有毒蒸汽向上流动进入罩子X-1的封闭空腔251内。开启驱动鼓风机C的电动机270，使鼓风机C从封闭空腔251将含有空气、蒸汽、有毒气体和有毒蒸汽的有毒气流抽出，並使它们通过导管245a、机组P、导管255、设备269、导管271和导管233排放出去。在流到导管233之前、气流就释放出有毒组分，然后从喷嘴202排入封闭空腔334中。粉状化学物质、液体化学物质和水可以利用泵G和空气压缩机247以相同的方式加到封闭空腔334中的有毒废物中去。其目的与前述的图5中所示的装置J运行的目的相同。
当检测设备F指示出，封闭空腔334内的材料已解毒到合乎需要的程度时，阀门358便打开，启动泵354将材料送到混合器362中，在混合器中，这些材料与脱水剂等粉状化学物质混合。这些脱水剂是通过导管364送入混合器的。与脱水剂混合后的材料将固化成不透水的物质，但在这样处理之前先送到设备370，将这些物质制成丸状物372或其它形状的物体，並运送到合适的指定地点。运送时，即使不小心把这些成型的物体掉出来，也不会污染周围的大气或风景点。解毒后但没有制成丸状物的材料可以通过导管360b排出。上述的装置J-1尤其适用于处理钻探泥土，这些泥土被从海岸油田和钻井平台产生的各种碳氢化合物污染过。安全阀374正常情况下是关闭的，但在处理后的物料从封闭空腔334中抽出而产生负压时，安全阀打开以消除负压。
当装置J连续运行时，采用与上述相同的方法。但进入封闭空腔334内的有毒废物，其流速必须控制在这样的程度即在这些废物从导管352被抽出之前，它们已被解毒。当装置连续运行时，泵354产生的吸力必须能够大于鼓风机C产生的负压值。
图6中所表示的装置K的第二种形式能达到与第一种装置J相同的结果，但不同的是第二种装置实际上是从有毒气流中除去有毒组分，而不是像第一种装置那样，将这些有毒组分转变成无毒组分、氯化氢和氢气。
装置K中与前述的装置J中，对相同的部件采用相同的数字和字母作为识别标记，但都在这些数字和字母的右角上加上了记号“′”。
图6中的第二种装置K使用与第一种装置相同的工作方式，並产生与第一种装置K相同的结果。第二种装置K与第一种装置J在工作方式上的主要差别是第二种装置是将有毒组分以鼓风机C′抽出的有毒气流中分离出来。另外还有一个特点是利用等离子炉子使使用过的活性碳再生。
在使用第二种装置K时，刀具Z′是旋转的，並向下移动，使在埋置坑Y′中的颗粒状废物形成一个区域A′。刀具继续旋转，以便使颗粒状废料保持搅动状态。开动泵G′，打开阀门229′a，水就能够通过喷嘴205′排入区域A′内。打开阀门242′，水还能从喷嘴234′排出。当加入区域A′内的水达到合适的数量时，就将上述程序反向运行。
由于前面描述过的装置J在运行时的原因，当打开阀门213′a时，蒸汽便从锅炉B′中流出並从喷嘴205′排放出来。启动鼓风机C′，以足够高的速率从封闭空腔251′中抽出有毒气流，以便使封闭空腔内保持负压。有毒气流通过245a′，然后顺序流过冷冻机400、402和404，这些冷冻机逐步使温度降低，並利用导管406把它们连通起来。气流从冷冻机404通过导管408送到再热机组414，再热机组是是利用来自导管410的蒸汽进行加热的，导管410上装有一个流量控制阀412。
冷冻机400能造成足够低的温度，使水蒸汽冷凝成水。冷冻机402和404也能达到足够低的温度使有毒有机蒸汽冷凝成液体。冷凝水和冷凝后形成的有毒有机液体靠重力流过导管413並流到残渣接收罐416。排泄管418通到一个生物反应器470和活性催化剂热氧化器422。流入这两个设备的流量分别由阀门424和426控制。从生物反应器和热氧化器422出来的蒸汽通过导管428流到封闭空腔251′内。导管428上装有一个逆止阀430。
从再热器414中排出的气流，通过导管434流到一台装有活性碳438的有毒气体吸收机组436。从机组436中排出的气流经导管440，这时通常关闭的应急阀442被打开並将气流排放到周围大气中。当阀门442处于正常关闭位置时，气流从导管444返回到空气压缩机247′的入口。从压缩机247′中出来的加压气流经过导管247a′到达加热器446的入口，加热后的加压气流从加热器446通过导管448进入导管243′，以便不断地经过喷嘴202′将气流送入封闭空腔251′内。管路448上有一个控制阀450。加热器446的热量是由通过导管452流到加热器的蒸汽供给的，而导管452接到导管213′上。在区域A′的解毒期间，由于上述的循环有毒气流返回到封闭空腔251′后成为无毒的气流，所以不会有有毒污染物逸出到周围的大气中。
在上述的与装置J的运行有关的阀门的控制下，在需要的时候，将液态反应剂和粉状化学物质送入区域A′内。
导管247a′还通到干粉给料器H′的入口处，当打开阀门452时，给料器便可以开始工作。旁通导管454从导管434的阀门456的上游的某一位置上引出並伸展到导管444的逆止阀458的下游的某一位置上。导管454上装有一阀门460，当它打开时，允许从再热器414出来的气流不经过机组436而直接返回到封闭空腔251′内。
有毒气流由冷冻机400予冷並流经再热器414之后，仪器线路462、464和带有开关468、470和472的线路466可以允许对有毒气流中的有毒组分的数量进行检测。电信号通过导线474输入记录仪277′。
使用过的活性碳由一合适的导管480送到热氧化器422内，然后加热到足够高的温度以便使活性碳再生。再生后的活性碳由导管484送到一合适的容器482，而残渣通过导管486输入容器488。
在对第一工位的区域A′进行的就地解毒完成之后，将装置K移到下一工位並重复上述的工作过程。
除了上述的解毒方法之外，如果废料中有砂子或粘土成分，装置U可以用于使区域A玻璃化。这种玻璃化的方法靠使用等离子炬550来完成。该炬由图12中的支架552支撑在外管196的下端。利用刀具Z使区域A颗粒化后，刀具在区域内向上移动，而下面的物料被离子弧熔化，熔化的物料不断被冷却成玻璃化的不溶于水的坚硬物质。如果区域A内的有害废物中没有包含足够的砂子或粘土时，就在把有害废物转变成颗粒期间、利用气流通过钻杆164将砂子、粘土或其它可以玻璃化的材料加入到有害废物中。
本发明的使用和操作前面已进行了详细说明，这里不需再重复叙述了。
权利要求
1.一种使要求处理的危险有毒废物解除毒性至某一预期程度而不污染周围大气的装置，所述危险有毒废物可以是含有有毒有机化合物和有害金属的水溶性盐类的物质，所述装置的特征包括a.与所述要求处理的废物密封地连接并具有向上延伸的封闭空腔的设备；b.搅动所述要求处理的废物的第一设备；c.第二设备，用来将加压蒸气注入所述搅动着的要求处理的废物，使有毒有机化合物在所述蒸气温度下挥发转变为有毒蒸气，该有毒蒸气与所述废物中可能存在的游离有毒气体一起向上流入所述废物上方的所述封闭空腔；d.第三设备，用来从所述要求处理的废物上方的所述封闭空腔内抽出有毒气流，在所述有毒气流中含有空气、蒸气、有毒蒸气和有毒气体，其抽出的速率要相当快，以便在所述封闭空腔中维持负压，从而防止所述有毒气体和蒸气从所述封闭空腔中漏出污染周围大气，所述第三设备还对有毒气流加压；e.释放所述含有有毒成分的加压气流和蒸气的第四设备；f.将不含有有毒成分的加压气流和蒸气返回要求处理的废物中的第五设备；g.在所述搅动着的废物中检测有毒成分的性质和含量的第六设备；h.当上述第六设备表明在所述搅动着的废物中存在着有讨厌臭味的有机化合物或有毒金属的水溶性盐类时，将氧化剂注入所述搅动着的废物中，使所述有讨厌臭味的有机化合物转变为无臭味的化合物，使所述大部分有毒金属的水溶性盐类转变为基本上不溶于水的化合物的第七设备；i.当所述第六设备表明搅动着的废物已被解毒到某一所需程度时，将脱水剂放入所述搅动着的废物中的第八设备，在搅动终止后所述脱水剂将所述废物转变为坚硬的不透水的物质，存留于该物质内的有毒成分将不会外释。
2.如权利要求
1所述的装置，其特征是其中所述危险有毒废物是埋在埋置坑中，所述装置可以埋置坑上的一工位移至另一工位，所述具有封闭空间的装置是一倒置的刚性杯形罩子，该罩子具有下边缘，所述第一设备是一刀具，所述装置包括j.可动地支撑所述罩子，使其下边缘与要处理工位的埋置坑密封接触的第九设备；k.使刀具转动并纵向移动至低于所述罩子的第十设备，使所述含危险废物的埋置坑的要处理部分形成为一个向下延伸的颗粒区域，所述颗粒形成后由所述刀具持续转动来搅动。
3.如权利要求
2所述的装置，其特征是其中每个刀具包括至少一个基本水平的刀片，该刀片具有一前缘和一后缘，所述装置还包括l.在所述刀片的后缘上的许多与所述第二没备连通的间隔开的喷嘴，从该喷咀中射出的蒸气以多股射流撞击在所述颗粒上，减小粒径并提高所述颗粒的温度。
4.如权利要求
2所述的装置，其特征是其中所述的第四设备是一动力驱动风机，该风机具有与罩子中的封闭空腔连通的入口和与第五设备连通的排出口。
5.如权利要求
1所述的装置，其特征是其中所述第四设备是一等离子电弧炉，一反应气体消除器和一冷却设施，所述有毒气流在进入所述第五设备之前通过冷却设施顺序流动，所述等离子电弧炉将所述气流中的有毒蒸气和有毒气体转变为无毒物质，所述消除器从所述气流中清除反应气体，所述冷却设施将所述气流冷却到使气流中存在的蒸气转变为冷凝液。
6.如权利要求
1所述的装置，其特征是其中所述第四设备是一冷冻器和活性炭容器，所述有毒气流在进入所述第五设备之前通过活性炭容器连续流动，所述冷冻器将蒸气和有毒有机蒸气转变为液体，所述活性炭从所述气流中吸收冷冻器未除去的有毒气体。
7.如权利要求
6所述的装置，其特征是其中装置还包括L.与所述冷冻器连通的导管，可能含有有毒物质的冷凝液流过该导管，及M.与所述导管连通的第十设备，该第十设备将通过导管流入该设备的有毒物质转变为无毒组分。
8.如权利要求
7所述的装置，其特征是在所述第十设备中存在着微生物将所述有毒物质转变为无毒组分。
9.如权利要求
7所述的装置，其特征是所述第十设备是一等离子炉子，该炉子将所述有毒物质转变为无毒组分并将送至该炉子的使用过的活性炭再生为可使用的形式。
10.如权利要求
1所述的装置，其特征是所述具有封闭空腔的设备是一封闭容器，在所述要处理的废物解毒期间将所述废物置于该容器内，所述装置还包括j.将所述要处理的废物安置在所述封闭的容器内的第九设备，及k.在所述要处理的废物转变为所述不透水物质之前，将要处理的废物从所述容器排放出去的第十设备。
11.连续地就地将某地域要处理的废物的毒性解除到某一预期程度而不污染周围大气的可移动装置，这一地域上复盖有土壤和可能含有有毒有机化合物及有毒金属水溶性盐类的随机分布的有毒废物，其特征是所述装置包括a.一可移动的具有封闭空腔的罩子，该罩子包括一与所述要处理的废物的上表面相密封的下边缘；b.将所述罩子下的要处理的废物转变为一个由颗粒状物质构成的向下延伸的区域并搅动所述颗粒物质的第一设备；c.将水注入所述搅动着的颗粒物料中，将颗粒物料转变成为具有预期密实度的物质的第二设备；d.将加压蒸气排入所述具有预期密实度的搅动着的物质中，从物质中置换出游离有毒气体，并使有毒有机化合物在所述蒸气温度下挥发转变为有毒气体，使有毒气体和有毒蒸气向上流入所述罩子的封闭空腔内的第三设备；e.第四设备，从所述罩子的封闭空腔内以足够快的速率抽出空气、蒸气、有毒蒸气和有毒气体，使所述罩子的封闭空腔内保持负压，以防止有毒蒸气和气体从罩子内逸出，从而污染周围大气；使空气、蒸气、有毒气体和有毒蒸气加压成为有毒气流；f.从所述有毒气流中除去蒸气、有毒气体和有毒蒸气从而提供加压空气流的第五设备；g.将所述加压空气流排入所述具有要求密实度的搅动着的物质中以协助所述蒸气从搅动着的物质中置换出有毒气体和有毒蒸气的第六设备；h.第七设备，将氧化剂放入所述具有要求密实度的搅动着的物质中，从而使在所述蒸气温度下不挥发的有毒有机化合物转变为在所述蒸气温度下挥发的有机化合物并从所述搅动着的物质中作为有毒蒸气分离出来，所述氧化剂还使所述搅动着的物质中的大部分有毒金属的和溶性盐类转变为实际不溶于水的化合物；i.检测所述物质中有毒成分的性质和含量的第八设备；j.第九设备，在所述第八设备表明所述搅动着的物质已去毒到要求的程度后，将脱水剂加入到上述搅动着物质中，上述脱水剂在加入到上述搅动着的物质后的相对短的时间内将物质转变为坚硬的不透水的物质，该物质将任何还未转变为实际上不溶于水的化合物的有毒金属水溶性盐类和存留在所述不透水物质中的有毒有机化合物包裹在物质内，该物质不透水的程度达到足以使所述有毒金属的水溶性盐和有毒有机化合物存留于其内而不会浸出，在上述物质转变为不透水的物质过程完成之前从所述区域移走所述第一设备。
12.连续就地将某一地域要处理的废物的毒性解除到要求的程度而不污染周围大气的可移动装置，这一地域上复盖有土壤和可能含有有毒有机化合物及有毒金属水溶性盐类的随机分布的有毒废物，所述可移动装置包括——部机动车；大体垂直于机动车并从所述机动车向上伸展及可相对机动车作相对移动的机架；至少有一根由所述机架可转动地支承的垂直延伸并可相对其纵轴方向移动的管状钻杆，钻杆有上、下端；使钻杆旋转和纵向移动的发动机；供给压力蒸气的锅炉；供给压力水的动力驱动泵；所述可移动装置的特征在于a.一个具有封闭空腔的罩子，所述罩子从机架底端向下伸展并有一和所述有毒废料的待处理部分上表面密封接合的下边缘；b.固定于钻杆底端的刀具，所述刀具在要处理的有毒废料中旋转和垂直运动，把有毒废料变成在垂直方向延伸的搅动着的粒状区域，废料由连续旋转的刀具搅拌；c.第一管线设施，把锅炉内的蒸气排入所述区域，在所使用的蒸气温度下把那些有毒有机化合物转变为有毒蒸气并和区域内有毒气体一起向上流入封闭空腔；d.第二管线设施把从泵输出的水排到被搅动的粒状废料区域内并使粒状废料具备所需的密实度；e.第一设备，用来从所述封闭空腔中以足够的速率抽出空气、蒸气、有毒蒸气和有毒气体，使在封闭空腔内维持负压，以防止所述有毒蒸气和有毒气体污染周围大气；并用来向所述空气、蒸气、有毒蒸气和有毒气体加压使之成为有毒气流；f.从加压的有毒气流中除去蒸气、有毒气体和有毒蒸气并提供加压气流的第二设备；g.把压力气流导入所述区域协助所述蒸气从可流动的稠密的物质中置换出游离有毒气体的第二管线设施；h.检测可流动的稠密的物质内有毒污染物质的性质和含量的第三设备；i.第四设备，把氧化剂排入可流动的稠密的物质内，把大部分水溶性有毒金属盐转变为基本不溶于水的化合物，把在所述蒸气温度下不挥发的长链有毒碳氢化合物分解为在所述蒸气温度下挥发的短链碳氢化合物并作为有毒蒸气从可流动的稠密的物质内分离出来；j.第五设备，在上述第三设备指示出搅拌着的物料解毒到要求的程度后把脱水剂排入所述区域内的物料中并在相对短的时间内将其转变为坚硬的、不透水的物质，未转变为不溶于水的化合物的水溶性有毒金属盐被包裹在上述物质内，在上述过程完成之前，从所述区域内撤去刀具。
13.一种解毒的方法，把要处理的毒废料解毒到不污染大气的程度，该方法的特征包括如下步骤a.构成一个与要求处理的废物密封相接并向上延伸的封闭空腔；b.搅拌要处理的废物；c.把压力蒸气排入搅拌着的要处理的废物，使有毒有机化合物在所述蒸气温度下挥发成有毒蒸气并与要处理的废物中含有的无毒气体一道向上流入所述封闭空腔内；d.从封闭空腔内抽出空气、蒸气、有毒蒸气和有毒气体，抽气的速率要足以保持封闭空腔内的负压，从而防止有毒物质外渗污染环境；e.对有毒气流加压；f.将有毒成份从加压的有毒气流中分离出来，使分离后的气流返回封闭空腔；g.检测封闭空腔内要处理的废物有毒成分的性质和含量；h.当检测出存在着有臭味的有机化合物或存在有有毒金属的水溶性盐时，将氧化剂放入搅拌着的废物中，使有臭味的有机化合物转变为无臭味的化合物，把大部分有毒金属的水溶性盐类转变为实际上不溶于水的化合物；i.在检测出要处理的废物已经解毒到某一要求的程度时，把脱水剂加入搅动着的废物中使其成为不溶于水的物质，有机化合物和不能转变成不溶于水的化合物的水溶性有毒金属盐将不会从其中渗出；j.在完成上述转变过程前停止搅拌；
14.如权利要求
13所述的方法，其特征是还包括步骤如下k.在完成所述转变过程以前，加入脱水剂使要处理的废物形成许多丸状物。
15.一种对位于地面上或地面下随机分布的要处理的有毒废进行解毒而不污染周围大气的就地处理方法，所述有毒废料可以含有水溶性有毒金属盐类和有毒碳氢化合物，其特征是所述方法由下述步骤组成a.构成一个与要处理的废物密封相接的封闭空腔，封闭空腔包括处于要处理的废物之上的上部；b.在所述封闭空腔上部之下搅拌要处理的废物；c.在搅拌时将压力蒸气排入要处理的废物使在所述蒸气温度下挥发的有毒碳氢化合物转变为有毒蒸气；d.从封闭空腔上部抽出空气、蒸气和有毒蒸气形成有毒气流；e.从有毒气流中分离出蒸气和有毒蒸气，使分离后的气流返回搅拌着的要处理的废物中；f.检测搅拌着的要处理的废物内的有毒组分的性质和含量；g.将由於测装置指示出的存在于搅拌中的要处理的废物中的大部分水溶性有毒金属盐转变为实际上不溶于水的化合物；h.由检测装置指示出已将要处理的废物解毒到要求的程度后，把固化剂加入到搅拌中的要处理的废物，固化剂是一种在短期内把要处理的废物转变成不渗水物质的药剂，在前述不渗水的物质中含有未被蒸气挥发的有毒碳氢化合物以及没有转换成不溶于水的化合物的水溶性有毒金属盐类。这些有毒组分在相当长一段时间内不会从前述的物质中渗出；i.固化剂和所述的要处理的废物混合后结束搅拌；j.固化剂和所述要处理的废物混合后可把已处理的废物与所述的封闭空腔脱开。
16.一种对某一地区的要处理的废物解毒至要求的程度不污染周围大气的处理方法，这一地区复盖有随机分布着的工业有毒污染物，所述方法的特征包括如下步骤a.在所述地区的第一工位上构成一个可移动的封闭空腔；b.在所述第一工位下形成一个向下扩展的粒状有毒废料和土壤区；c.搅拌所述区域内的粒状有毒废料和土壤；d.将压力空气和蒸气排入该区，压力气流把该区的有毒气体流入封闭空腔内，压力蒸气把该区内的挥发性有毒有机化合物转变为有毒蒸气并向上流入封闭空腔内；e.从封闭空腔内抽出含有蒸气、有毒气体和有毒蒸气的有毒气流，抽出的速率要足以维持封闭空腔内的负压，而不使有毒气体和有毒蒸气外逸污染大气；f.连续地从有毒气流中排除蒸气、有毒气体和有毒蒸气，然后把解毒后的气流再循环回到所述区域；g.对所述区域继续进行解毒处理，直至达到要求的程度，並进行现场取样以确定区域内残留下来的有毒化合物的性质和含量；h.在所述区域达到预期消毒程度后向区域内排入土壤固定剂以将区域内的物质转变为包裹了任何残留在其内的有毒化合物的不渗水物质，有毒化合物不会从所述不渗水物质中渗出；i.把所述可移动封闭空腔移到与第一工位交错的第二工位上，重复所述就地解毒处理方法直至该区域要处理的废物已被消毒至要求的程度。
17.如权利要求
16所述的就地解毒处理方法，其特征是所述土壤固化剂是碱性的，其注入待处理区域的量不仅足以使该区域内的物料转变为不透水的物质，还可提高粒状废料和土壤中水的PH值；随后水溶性有毒金属盐类作为实际上不溶于水的化合物而沉淀，未沉淀的水溶性有毒金属盐已包裹在所述不透水的物质中，它也不会外泄至危险程度。
18.如权利要求
16所述的就地解毒处理方法，其特征是所述有毒工业废料中含有放射性氡，加入区域内的土壤固化剂的量足以使该区域内的物料转变为不透水的固体物质，前述固体物质的密度能使氡的移动相当缓慢，慢到足以使氡在移动过程中就转变为固态放射性同位素，残留在不透水的物质中的氡也不至于外逸到大气中达到有害的程度。
19.如权利要求
16所述的就地解毒处理方法，其特征是在所述土壤中含有一定量含钠的粘土，所述土壤固化剂含有和粘土内的钠进行离子交换的钙，並使所述区域内流动性的亲水状态转变为疏水的不透水的固体物质。
20.如在权利要求
16所述的就地解毒方法，其特征是所述土壤固化剂含有干的含钠的粘土和含钙的化合物，当它混入粒状废料中和被土壤中的水弄湿时，由于钠和钙的离子交换而使所述要处理的废物由亲水状态变为疏水的固态的不透水状态。
21.如权利要求
16所述的就地解毒处理方法，其特征是还包括如下步骤j.在排入土壤固化剂之前，向要处理的废物中输入氧化剂，所述氧化剂把在所述蒸气温度下不易挥发的长链碳氢化合物转变成在所述蒸气温度下易挥发的短链碳氢化合物，并向上流入可移动的封闭空腔中。
22.按照权利要求
16所述的就地解毒方法，其特征是颗粒状有毒废料是利用一个以上的水平旋转的切削刀片的垂直运动形成的，该切削刀片是由发动机的废热作动力驱动，所述的方法还包括如下步骤j.提供来自某一水源的水流；k.提供一热交换器，该热交换器加热的热量至少有一部分是来自所述发动机的废热。l.送所述的水流通过所述的热交换器，将水转变成水蒸汽，使水蒸汽向上流动并通过所述区域。
23.按照权利要求
16所述的就地解毒方法，其特征是从所述的有毒气流中除去所述的水蒸汽、有毒气体和有毒蒸汽，其步骤包括j.大幅度降低有毒气流的温度，使水蒸汽冷凝，同时使有毒气体和蒸汽变成有毒液体从有毒气体中分离出来。
24.按照权利要求
16所述的就地解毒方法，其特征是从所述有毒气流中除去蒸汽、有毒气体和有毒蒸汽的步骤包括j.大幅度降低有毒气流的温度，使水蒸汽冷凝同时使有毒气体和蒸汽变成有毒液体而从有毒气流中分离出来，k.当对有毒气流降温时，从最初的低温到最终的低温期间，从有毒气流中取样化验，以便知道该有毒气流中有毒成份的性质和含量，从而确定有毒气流中的有毒组份是否已去除到所要求的程度，l.在使有毒气流冷却到最终的低温之后，用活性碳基本上除去所有剩余的有毒成份。
25.按照权利要求
16所述的就地解毒方法，其特征是地区中要求处理的废物是顺序相邻并有交搭的工位，这些工位沿有害废物周围延伸，所述的方法造成一系列相邻的、向下延伸并交搭的解了毒的均匀不透水无孔洞的固体材料区域，从而提供了一堵含有有害废物的墙壁。
26.按照权利要求
16所述的就地解毒方法，其特征是所述的颗粒状有毒废物材料的区域，是由一个以上的、动力驱动的刀片的垂直运动形成的，该刀片实际上是水平的，形状是细长的，刀片有一个切削边和一个出气边，所述刀片上在靠近出气边的地方有许多沿纵向间隔布置的开口，水蒸汽流通过这些开口喷入所述区域，喷射时形成的高压蒸汽流冲击着由切削刀片形成的有害废物材料的颗粒，这样就使颗粒的直径变小，並促使游离的有毒气体逸出这样便增加了有害废物材料暴露于液态氧化剂的表面积。
27.按照权利要求
23所述的就地解毒方法，其特征在于还包括如下步骤l.把有毒气流受到大幅度降温中分离出来的有毒组份送入一个封闭的容器内；m.使来自所述容器的有毒组份在细菌的作用下成为无毒物质。
28.按照权利23所述的就地解毒方法，其特征在于还包括如下步骤l.把有毒气流受到大幅度降温中分离出来的有毒组份送入一个封闭的容器；m.使来自所述容器的有毒组份在等离子炉子加热的情况下成为无毒物质，
29.一种与可提供加压空气、水蒸汽和水相结合使用的装置，对危险有毒废料的连续地进行就地解毒，这些废料既可以位于地面之上，也可以位于地面之下，解毒时不会污染周围大气，所述的装置其特征包括a.第一设备，用于与所述要处理的废物的第一工位密封接触，从而构成一封闭空腔；b.第二设备，用于将所述第一工位下的废物转变成大量的颗粒；c.第三设备，用于搅动所述的大量颗粒；d.第四设备，用于将来自所述水源的加压水送入所述的大量的搅动着的颗粒中，使这些颗粒变成合乎需要的均匀一致的物料，e.第五设备，用于将来自所述蒸汽源的水蒸汽送入所述物料中，使这些物料中的在所用蒸汽温度下挥发的有毒有机化合物转变成有毒蒸汽；f.第六设备，用于将来自所述气源的加压空气送入所述糊状物质中，使游离的有毒气体和有毒蒸汽从糊状物料中排出；g.第七设备，用于不断地将来自封闭空腔的有毒气流中的空气、水蒸汽、有毒气体和有毒蒸汽抽出，以维持所述封闭空腔内的负压状态；h.第八设备，用于从所述有毒气体除去所述水蒸汽、有毒气体和有毒蒸汽以提供解毒后的空气流；i.第九设备，用于使所述的已解毒的空气流再循环并返回到所述的物料内，以便将有毒气体和有毒蒸气从这些物料中排入所述的封闭空腔内；j.第十设备，用于将一种氧化剂送入具有合乎要求的密实度的物料中，以便将可溶于水的有毒金属的盐类转变成基本上不溶于水的沉淀物，而且该氧化剂有助于将在所述水蒸汽温度下不挥发的长链碳氢化合物断裂成在所述水蒸汽温度下挥发的短链碳氢化合物，然后将它们转变成有毒蒸汽；k.第十一设备，用于取样化验所述的糊状物料中有毒成份的性质和含量；l.第十二设备，用于在所述的第十一设备已指示出所述的物质已被消毒到所需要的程度时，将脱水剂送入所述的物料中去，所述的脱水剂将所述的物料转变成一种不透水的物体，而使其中的有毒成份不会从该物体中泄漏出来。
30.一种对有害废物材料进行就地解毒的方法，这些材料可以位于地面上或地面之下，消毒时不会污染周围大气并包括如下步骤a.与所述危险有毒废物材料的某一部分密封相连从而构成一封闭空腔；b.将所述的危险有毒废物材料破碎成大量的颗粒状。c.搅动所述的颗粒；d.将水加到搅动着的颗粒中，直到它们成为具有一定稠度的物料；e.将加压空气流和蒸汽送入所述的物料中，使物料中的有毒有机化合物在所述蒸汽的温度下挥发物料转变成有毒蒸汽，所述的加压气流使物料中的有毒蒸汽和游离态的有毒气体排出；f.不断从有毒气流中抽出空气、水蒸汽、有毒蒸汽和有毒气体以保持所述封闭空腔内的负压状态；g.将一种氧化剂送入所述的搅动着的物料中，将溶于水的有毒金属的盐类沉淀，成为基本上不溶于水的化合物，并且所述的氧化剂还有助于使在所用蒸汽温度下不挥发的长链碳氢化合物断裂为挥发的短链碳氢化合物，然后将它们转变成有毒蒸汽；h.从所述有毒气流中除去水蒸汽、有毒气体和有毒蒸汽、以便提供消毒后的空气流；i.对所述的已消毒的空气流加压并使它循环返回到所述搅动着的物料中；j.取样化验搅动着的物料，以确定有毒化合物的性质；k.当取样化验表明所述物料的消毒已达到合乎需要的程度时，就给所述搅动着的物料脱水，由于脱水的作用，使所述的糊状物料转变成固态的不透水的物质，不沉淀的有毒金属的盐类，不会从上述物质中渗漏出来；l.停止对所述物质的搅动；m.对所述有害废料的另一部分重复所述的方法，并且一直继续到所述有害废物被解毒完为止。
31.按照权利要求
30所述的方法，其特征是所述危险有毒废物材料位于地面之上并且在解毒期间所述几部分中的每一部分都在封闭空腔之内。
32.按照权利要求
30所述的方法，其特征是所述危险有毒废物材料的所述部分位于地面之下并且与土壤混合成为向下延伸的区域，将所述区域内的所述危险有毒废物材料和所述土壤转变成所述的颗粒，然后靠加入所述的水并进行搅动，将所述的颗粒转变成糊状物料，所述方法还包括如下步骤n.在糊状物料被解毒到合乎需要的程度时，将土壤固化剂送入所述区域，所述的土壤固化剂将糊状物料转变成硬的、基本上不透水的物质，使溶于水和不溶于水的有毒组分都被包封在上述物质内，所述的有毒组分不会从这些物质中渗漏出来。
33.按照权利要求
13所述的方法，其特征是所述的有害废物含有粘土，该方法还包括如下步骤k.使所述的脱水物质在等离子炬的作用下转变成玻璃化的物质。
34.按照权利要求
1所述的装置，其特征是所述第四设备包括j.一个由活性催化热氧化器和一个水蒸汽冷凝装置，所述有毒气流进入所述第五设备之前，先顺序通过这两个装置，所述活性催化热氧化器将有毒蒸汽和有毒气体转变成无毒化合物。
35.按照权利要求
1所述的装置，其特征是所述第四设备包括j.一种由活性催化热氧化器、反应气体去除设备和水蒸汽冷凝设备，所述有毒气流在进入所述第五设备之前，先顺序通过上述三个设备，所述的活性催化热氧化器将所述有毒蒸汽和有毒气体转变成无毒化合物。
专利摘要
一种解毒处理危险有毒废物至某一预期程度而不污染周围大气的装置及其使用方法。该废物可以是含有毒有机化合物和有害金属的水溶性盐类的物质，装置包括a)与废物连接并具有向上延伸的封闭空腔；b)搅动废物的装置；c)将加压蒸气注入废物中的装置；d)有毒气流的抽出和加压装置；e)释放有毒成分的加压气流和蒸气的装置；f)将不含有毒成分的加压气流和蒸气返回废物中的装置；g)检测装置；h)将氧化剂注入废物中的装置；i)将脱水剂放入废物中的装置。
文档编号A62D3/38GK87100584SQ87100584
公开日1988年2月17日 申请日期1987年1月5日
发明者小弗兰克·曼查克 申请人:小弗兰克·曼查克导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan