一种有机物污染土壤修复方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机物污染土壤修复方法，尤其是有机物污染土壤的快速和高效 修复方法。
【背景技术】
[0002] 目前，针对含挥发性有机物污染物（VOCs)及总石油烃（TPH)的土壤，国内外的修 复技术已较为成熟（如化学氧化、气相抽提、生物堆肥、常温解析等），其修复效果也可以得 到保证；针对含多环芳烃类（PAHs)污染物的土壤，主要有四种修复技术：微生物降解、光降 解、高温热处理和化学氧化。研宄发现，4环以上的PAHs因其水溶性差，使其很难被微生物 降解。加之微生物降解需要较长的处置时间，对温度的控制要求高，前期的工作量大，工程 的工期会很长；对于光氧化技术，目前也只停留在理论研宄阶段，国内也无实际应用案例； 对于高温热处理技术（如高温热脱附），国内外运用较为广泛，可以对土壤中各类PAHs进行 彻底的清除，但该技术处置成本高，且设备调试、运行也相对复杂；对于化学氧化，该技术成 熟，处置周期短，成本也较低。目前被广泛运用于受V0Cs、TPH及部分PAHs(5环以下）污染 土壤的修复中。而针对含5环及5环以上PAHs的污染土壤，化学氧化技术修复效果不佳。
[0003] 因此，需要寻找一种不仅对污染土壤中含有的VOCs、TPH及部分PAHs (5环以下） 有良好的去除效果，还要对含有的其他类型PAHs (5环及5环以上）有较好去除效果，且运 行成本较低、设备操作简单、处置时间较短的修复方法。
[0004] CN201320426278公开了一种常温解吸联合化学氧化修复有机物污染土壤的处理 系统。所述系统包括常温解吸车间，移动式土壤翻抛装置，挥发气体收集管装置，排气管、尾 气处理装置以及便携式光离子化检测仪。其中，所述的常温解吸车间内置有移动式土壤翻 抛装置，所述的土壤翻抛装置包括土壤翻抛机、液灌、水泵、软管、流量计、手动控制阀门以 及喷管，用于一边喷洒高锰酸钾溶液，一边对土壤进行翻抛处理；翻抛过程所产生的挥发气 体通过气体收集管收集，气体收集管通过排气管与尾气处理装置连接。能够去掉9成的挥 发性有害物质。
【发明内容】
[0005] 本发明目的是，综合考虑污染场地现状、修复成本、修复工期、修复技术成熟度以 及未来土地开发计划（如商住用地、工业用地还是农业用地）等因素，提出一种对有机物 污染土壤的快速和高效修复方法。
[0006] 本发明的技术方案：一种有机物污染土壤修复方法，将挖掘出的污染土壤分为两 类，一类为含非水相液体（Non-aqueous phase liquid)的污染土壤，另一类为不含非水相 液体的污染土壤；含非水相液体的污染土壤在破碎筛分一体设备上进行破碎筛分的同时， 进行表面活性剂（Surfactant，如：十二烷基苯磺酸钠 、Tween 80)冲洗预处理，处理完成 后的表面活性剂废液流经集水池，最终通过水处理设施达标后排放；不含非水相液体的污 染土壤直接在破碎筛分一体设备上进行破碎筛分；所有破碎筛分完成后的污染土壤在密闭 大棚内均匀平铺堆放，并利用污染土壤下部的地热系统对所述污染土壤进行加热，加热温 度至80~KKTC ;当加热后的污染土壤到达预设温度范围，并维持2~4小时后，由密闭 大棚内的喷淋系统对污染土壤进行第一氧化剂的喷淋工作，喷淋工作完成后，对污染土壤 再次进行加热处理，加热温度至60~80°C，并维持6~10小时，检测污染土壤是否达到 修复标准；在所述污染土壤加热和喷淋过程中产生的有机废气和水蒸气，由密闭大棚内的 SVE(Soil vapor extraction气相抽提）系统进行间歇性的抽提，最终通过密闭大棚外部的 尾气吸收系统达标后排放。
[0007] 进一步，第一氧化剂处理完成后，如污染土壤未达到修复标准，再由密闭大棚内的 喷淋系统对污染土壤进行第二氧化剂的喷淋工作，喷淋工作完成后，对污染土壤再次进行 加热处理，加热温度至60~80°C，并维持18~24小时，直至污染土壤达到修复标准。
[0008] 进一步，第一氧化剂采用芬顿试剂进行处理，辅助采用施加电场的方式，施加电场 的方式是在垂直平面上设置均匀的平行石墨板，相邻石墨板施加不同极性的电压辅助氧 化，电压范围为5~25V。尤其是电场强度在30-50V/m。
[0009] 处理时污染土壤的含水率维持在30%以上。
[0010] 进一步，第二氧化剂采用高锰酸盐或过硫酸盐。
[0011] 进一步，表面活性剂用量需根据土壤非水相液体中污染物种类及污染浓度进行计 算确定，表面活性剂采用的浓度为40~80mM。
[0012] 进一步，采用地热系统对所述污染土壤进行加热的是电阻丝加热后的温度，本发 明方法比明火加热的温度低，且此工艺成熟可靠。
[0013] 进一步，第一氧化剂芬顿试剂，其具体用量需根据土壤中污染物种类及污染浓度 进行计算确定，第一氧化剂芬顿试剂采用的浓度为3~8% ;第二氧化剂高锰酸盐或过硫 酸盐，其具体用量需根据土壤中污染物种类及污染浓度进行计算确定，第二氧化剂高锰酸 盐或过硫酸盐采用的浓度为1~3%。
[0014] 进一步，密闭大棚为半地埋式设计，大棚底部为钢板结构，大棚四周除一面留有推 拉式大门外，其余三面棚壁为水泥结构，大棚棚顶为可伸缩折叠结构。
[0015] 进一步，采用20mm厚的钢板平铺堆放污染土壤，在钢板与地面空隙之间的绝缘层 上均匀铺设电阻丝，电阻丝加热后形成的地热均匀的传递到钢板上，实现对所述土壤进行 加热。
[0016] 本发明的有益效果：针对污染土壤拟将低温热处理和化学氧化进行有机结合，本 发明提出一种对有机物污染土壤的快速和高效修复方法对于挥发性强和较差的（沸点较 高的、低饱和蒸汽压污染物）有机物污染土壤低温处理的方法，即在密闭大棚内，对污染土 壤进行加热（如地热），在一定的温度下完成有机物污染土壤的处置。本发明可以有效处 理土壤中含有的全部种类的V0Cs、TPH以及部分PAHs (5环以下）。针对部分PAHs (5环及5 环以上），也有较好的处理能力。由于部分PAHs (5环及5环以上），这类物质沸点较高，挥 发性也较差，因此在化学氧化的基础上，对土壤进行加热处理（及同时在加热甚至加电场 条件下氧化），促进土壤中有机物污染物的分解与挥发。本发明针对污染土壤，采用原地异 位化学氧化、低温热处理和电化学辅助方法联用的修复技术进行处置。本发明修复技术简 单、便于管理，修复成本低、修复工期短、各修复子技术较成熟；可根据未来土地开发计划等 因素，通过本发明优化出一种成本更低、工期更短、效果更好的修复新方法。
【附图说明】
[0017] 图1是密闭大棚处理的结构示意图。
[0018] 图2是图1密闭大棚平面结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 本发明涉及对场地内的污染土壤采用原地异位的方式进行处置，污染区域范围内 建筑垃圾清理完毕后，即可进行污染土壤的开挖、清运和修复工作。具体步骤如下：
[0020] 将挖掘出的污染土壤分为两类，一类为含非水相液体（Non-aqueous phase liquid)的污染土壤，另一类为不含非水相液体的污染土壤；含非水相液体的污染土壤在 破碎筛分一体设备上进行破碎筛分的同时，进行表面活性剂（Surfactant，如：十二烷基苯 磺酸钠 、Tween 80)冲洗预处理，处理完成后的表面活性剂废液流经集水池，最终通过水 处理设施达标后排放；不含非水相液体的污染土壤直接在破碎筛分一体设备上进行破碎筛 分；所有破碎筛分完成后的污染土壤在密闭大棚内均匀平铺堆放，并利用污染土壤下部的 地热系统对所述污染土壤进行加热，加热温度至80~100°C ;当加热后的污染土壤到达预 设温度范围，并维持2~4小时后，由密闭大棚内的喷淋系统对污染土壤进行第一氧化剂的 喷淋工作，喷淋工作完成后，对污染土壤再次进行加热处理，加热温度至60~80°C，并维持 6~10小时，检测污染土壤是否达到修复标准；第一氧化剂处理完成后，如污染土壤未达到 修复标准，再由密闭大棚内的喷淋系统对污染土壤进行第二氧化剂的喷淋工作，喷淋工作 完成后，对污染土壤再次进行加热处理，加热温度至60~80°C，并维持18~24小时，直至 污染土壤达到修复标准。修复完合格后的土壤根据业主的需求进行回填或者再利用。施加 电场的方式是在垂直平面上设置均匀的平行石墨板，相邻石墨板施加不同极性的电压辅助 氧化，电压范围为5~25V。尤其是电场强度：40-50cm的间距，施加电压为15-20V。
[0021] 在所述污染土壤加热和温度维持过程中，密闭大棚内的喷淋系统根据大棚内污染 土堆的水分挥发情况，对污染土堆喷淋热水（热水温度为80°C )，使污染土堆的含水率维持 在30%以上。
[0022] 在所述污染土壤加热和喷淋过程中产生的有机废气和水蒸气，由密闭大棚内的 SVE(Soil vapor extraction气相抽提）系统进行间歇性的抽提，最终通过密闭大棚外部的 尾气吸收系统达标后排放。与此同时SVE系统中以及尾气吸收塔内替换下来的废活性炭委 托处理。
[0023] 污染土壤原地异位修复工艺流程：
[0024] 污染土壤原地异位修复包括污染土壤开挖和污染土壤修复两个阶段。根据修复工 艺流程，本次所需主要设备包括：密闭大棚系统1、地热系统4、尾气吸收系统2、喷淋系统3、 废水排放槽5、反f产挖掘机、自卸车、推土机、潜水泵、Geoprobe钻机、破碎筛分及表面活性 剂冲洗一体化设备、水塔以及自检设备等。
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