一种有机污染土壤的化学氧化修复方法
【专利说明】一种有机污染土壤的化学氧化修复方法
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技术领域
[0002]本发明涉及一种有机污染土壤化学氧化修复方法，属于环境工程技术领域，适应于化工、石油、医药、农药等多类有机污染土壤的修复。
【背景技术】
[0003]近代化工业发展迅速，越来越多的有机污染物进入土壤和地下水中，难以被环境中微生物降解，导致土壤污染日趋严重。现在，随着我国城市化、工业化进程加快，特别是城市布局和产业结构调整，很多化工企业关闭或者搬迁。化工企业生产区域由于生产过程中的泄漏及其他原因受到不同程度的污染。企业关闭或搬迁后留下的区域土壤污染较严重，有机物含量较高。由于化工企业多集中在城市，当期大多数污染场地面临着用地功能的转换和二次开发，这些土壤中的污染物不断迁移和转化，通过呼吸道、消化道等进入人体，对人体行程极大的威胁。
[0004]目前，土壤修复的方法有物理修复法、化学修复法和生物修复法，修复的方式有原位修复和异位修复。针对污染面积较大，污染物浓度高的情况，采用物理方法需要消耗的工程量大，修复不彻底，相应的成本也较高；生物方法所需的时间长，难以在短时间内将污染物去除，而化学方法较前两者而言，具有明显的优势，包括对污染物不敏感，反应迅速，修复时间短，降解彻底，修复效率高，因而被越来越多的应用于污染场地的修复。就修复的方式而言，异位修复涉及挖土和运土，破坏了原土壤的结构，难以修复污染较深的区域，而且操作成本高，同时，在挖土、运土的过程中导致土壤中大量的挥发/半挥发性有机物转移到空气中，造成二次污染，因此逐渐被原位修复所取代。
[0005]土体深层搅拌技术起源于二十世纪六十年代的日本和瑞典，最早应用于岩土工程领域，国内于1977年正式将此项技术应用于岩土工程。此技术于二十世纪八十年代和九十年代分别被美国和欧洲国家扩展到环境岩土工程应用中。土体深层搅拌法是一种原位处理技术，所需注入的材料——通常为水泥——通过配备有螺旋钻头和搅拌叶片的空心钻杆被注入土体中，钻杆牵引至不同深度，旋转搅拌叶片将注入的材料与土体搅拌均匀。
[0006]化学处理技术中多用强氧化方法，使污染物中金属元素被氧化成稳定化合物，再在土壤中经过微生物降解得以修复土壤。常用的氧化剂为过氧化氢联合硫酸亚铁即芬顿试齐?。其原理是过氧化氢在碱性条件下易分解，结合硫酸亚铁，催化过氧化氢产生羟自由基，从而达到氧化目的。但亚铁离子易被氧化成铁离子，因此需要同时添加辅助剂，保持亚铁离子的稳定性。这些技术存在的问题有:注入井需开挖至受污染区，而开挖会产生弃土，尤其是受污染的弃土需经额外处理。其次，这些技术仅适用于非饱和土体中，一般修复深度较浅，且极大受制于土体渗透性，当受污染地层位于饱和区或受污染土层渗透系数较低或粘土含量较高时，这些方法将无法实施。再次，试剂注入量不易控制，注入量过小，会导致修复不彻底；注入量过大，则可能会导致挥发性污染气体逸散到地面以上的大气中，造成进一步的污染。当污染物沿竖向分布范围较大，且浓度沿竖向变化较大时，传统方法无法针对不同深度的污染浓度注入适量修复试剂。
【发明内容】
[0007]本发明目的在于提供一种有机污染土壤化学氧化修复方法，其特征在于通过钻机钻到需要修复的土壤深度，在钻进的过程中，通过钻杆上的搅拌桨搅拌土壤、通过钻杆内置的加药软管投加药剂，以此实现药剂和土壤的均匀混合、实现污染土壤的原位修复，适应范围广。具体通过以下技术方案、步骤实现:
本发明提供一种有机污染土壤化学氧化处理方法，包括以下步骤:
(1)在需要修复的区域布设好钻位点；
(2)将桩机安放在需要修复的土壤区域并对准钻位点，启动桩机使钻杆向土壤中钻进;
(3)在钻杆钻进时，用注药泵通过钻杆中内置的软管把pH调节剂打入土壤中；
(4)在钻杆钻到需要修复的土壤深度后，开始把钻杆上提，在提钻杆的同时，把修复剂打入土壤中；
(5)循环操作步骤(3)和(4)直到达到预定的加药量；
(6)每隔4h取次土样进行检测，一天取2次。
[0008]优选地，步骤(4)中修复剂为氧化剂或者为氧化剂和催化剂。
[0009]优选地，步骤(4)中，在提钻杆的同时，用注药泵通过钻杆中内置的两路软管把催化剂和氧化剂打入土壤中；
优选地，所述的钻机单轴钻机或单轴以上的钻机，即钻机上安装的钻杆至少为一根。
[0010]优选地，所述的钻杆底部带有搅拌桨。
[0011]优选地，所述的pH调节剂是酸液或碱液，选自硫酸、盐酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和石灰中至少一种。
[0012]优选地，所述pH调节至3-5或大于11，更优选为3、3.5、4、4.5、5或11或11.5。
[0013]优选地，所述氧化剂选自过氧化氢、过硫酸钠溶液和高锰酸钾溶液中至少一种。
[0014]优选地,催化剂为硫酸亚铁溶液、二氧化猛、氯化亚铁和二氧化钛中至少一种。
[0015]优选地，氧化剂的浓度为1_50%，10-20%,优选15% ;投加量为100_1000L/h，优选500-800L/h,优选 500、600、650 或 800 ；
催化剂的浓度为1_50%，10-20%，优选15% ;投加量200-800 L/h，优选500_600L/h ； 优选地，钻杆内置的软管为两路，分别为催化剂管路和氧化剂管路。
[0016]优选地，钻杆钻进和提起要缓慢，速度不高于20m/h，优选为15m/h。
[0017]优选地，土壤中有机污染物邻(对)硝基氯化苯、苯、氯苯、硝基苯，浓度分别为2430-2530mg/kg、212-262mg/kg、320_356 mg/kg、325_550mg/kg。
[0018]本发明的特征如下:
(I)本发明的有机污染土壤化学氧化修复为原位修复。
[0019](2)本发明的修复方法施工简单，适应范围广，施工成本低。
[0020](3)本发明的修复方法适应于多种化学药剂的应用。
[0021](4)本发明的修复方法，采用边钻土边搅拌，同时注入药剂，有效的保证了土壤和药剂的均匀混合，提高了药剂的氧化效果。。
【附图说明】
[0022]图1 ; 土壤化学氧化修复装置
应用本发明的化学氧化修复方法，在需要修复的区域均匀布置位点，每个位点的大小为0.6X0.46m ;移动装机至钻杆2上的钻头I对准位点，开启电机3使钻杆转动；通过松动吊绳5使钻杆钻入土壤中；在钻进的过程中，钻杆2上的搅拌桨6对土壤进行切削搅拌，同时，通过内置的软管7、8加入pH调节剂，药剂通过喷药口喷入土壤中，以此实现药剂和土壤的均匀混合；在钻头I钻至预定的深度后，拉动吊绳5使钻杆缓慢上升；在上升的过程中，切换加药管路，在内置的软管中7通入催化剂、软管8中通入氧化剂，药剂通过喷药口喷入土壤中，利用钻杆2上的搅拌桨6使其和土壤均匀混合，来达到充分氧化的目的；一个点位处理完成后，移动滑杆10，使桩机移动到下一个位点进行处理。
【具体实施方式】
[0023]原南京化工厂有机污染土壤区块1，土壤中有机污染物主要为邻(对)硝基氯化苯、苯、氯苯、硝基苯，浓度分别为2530mg/kg、252mg/kg、356mg/kg、530mg/kg。按本发明的方法进行处理，把污染区域按每个位点大小为0.6X0.46m布置2500个位点，每个位点处理时，钻杆钻进的速度为15m/h，在下钻时，通入50%的硫酸溶液调节土壤的pH值为3 ;提钻时，速度为15m/h，通过管路切换加入浓度为15%的催化剂硫酸亚铁和浓度为15%的氧化剂过氧化氢溶液，投加量为600L