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复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法与流程

2022-06-01 04:34:17 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及土壤修复技术领域,具体涉及复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法。


背景技术:

2.有机污染场地指因堆积、储存、处理、处置或其他方式承载了有机污染物、对人体健康和环境产生危害或具有潜在风险的空间区域。污染场地中污染物的承载体包括场地土壤、场地地下水、场地地表水、场地环境空气、场地残余废弃污染物如生产设备和建筑物、构筑物、生物等。而土壤作为污染物的主要汇集地,与大气和水相比,土壤对污染物的容纳能力要大很多,进入到土壤中的污染物普遍具有隐蔽性、滞后性、积累性,导致土壤的修复治理难度较大、修复周期长、成本高。而且,不同地区造成土壤污染的原因不同,所含污染物的成分、种类不同,修复方法也不尽相同,增加了土壤有机污染修复的难度。
3.根据采用方法与原理的不同,污染土壤修复技术可分为物理修复、化学修复和生物修复。其中,化学修复技术包括化学淋洗技术、化学还原与还原脱氯修复技术、化学氧化修复技术、溶剂浸提技术和土壤性能改良修复技术等。由于物理修复通常是将污染物转移或固定,具有修复不彻底的缺点;而生物修复通常需要较长时间,化学修复技术具有修复时间短、降解彻底等优点,因此化学修复越来越多地被应用于污染场地的修复中。


技术实现要素:

4.针对上述存在的技术问题,本发明提供了一种修复周期短、效果显著的复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法。
5.本发明的技术方案为:复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法,包括以下步骤:
6.s1、污染场地预处理;
7.s1-1、确定污染场地污染处理边界以及污染土壤深度,并进行平整压实处理;然后利用开沟设备在污染处理边界处开挖宽度为20~45cm的隔离槽,并在隔离槽内布设隔离挡墙;其中,隔离槽的开挖深度大于污染土壤深度30~55cm;
8.s1-2、在步骤s1-1确定的污染处理边界内采取50~100cm3的污染土壤样本,测定污染土壤中有机污染物的种类和含量,计算修复药剂的投放量;其中,修复药剂的投放量=污染土壤的体积
×
单位体积污染土壤修复药剂的量;
9.s1-3、向步骤s1-1确定的污染处理边界内土壤中加入体积浓度为15~30%的稀硝酸,调节污染土壤ph至6~7,然后向污染土壤中注水,控制污染土壤含水率为25~40wt%;
10.s2、设备布设;
11.s2-1、在污染土壤区域内布设多个间距为8~10m的注药井;然后在相邻两个注药井之间布设加热井;
12.s2-2、向注药井中布设注药筛管,注药筛管与注药井内壁之间填充石英砂;然后向
加热井中布设加热管,加热管管壁上开设有散热槽;
13.s2-3、在污染处理边界外侧布设蒸汽热风机和储药箱,蒸汽热风机通过管道与加热管导通,储药箱与注药筛管导通;在蒸汽热风机与加热管之间、储药箱与注药筛管之间布设流量阀;
14.s2-4、在污染土壤区域内均匀布设多个监测井,所述监测井与加热井、注药井间隔布设;
15.s3、修复治理;
16.s3-1、利用蒸汽热风机持续将热风通过加热管内通入污染土壤中;控制蒸汽热风机风压为5~9kpa、风量为80~130m3/h、出风温度为400~750℃;
17.s3-2、利用高压喷射设备将修复药剂通过注药筛管间歇性通入污染土壤中,控制高压喷射设备压力为3~7kpa,修复药剂的喷射量根据步骤s1-2计算所得;其中,修复药剂的通入间隔时间为3~5h,通入次数为2~6次;
18.s4、监测;
19.在监测井中布设监测设备,利用监测设备实时监测复合有机污染场地修复效果;若有机污染场地修复效果达到预设目标,则修复完成;若有机污染场地修复效果未达到预设目标,重复进行步骤s3,直至有机污染场地修复效果达到预设目标。
20.进一步地,步骤s1-2中,修复药剂包括以下重量份的原料:活化铁15~25份、植物多糖5~9份、聚乙烯醇3~7份、去离子水20~45份;其中,活化铁由粒径为15~45nm的还原铁粉活化而成;通过向污染土壤中加入铁基修复药剂,能够使得复合有机污染土壤中难氧化的卤代烃和硝基类有机物等烃类衍生物得到有效去除。
21.进一步地,步骤s1-1中,开沟设备包括设备箱、操作架、齿盘和动力电机;设备箱内部设置有空腔,设备箱下端设置有移动滚轮;操作架上活动套设有连接块,操作架通过连接块活动铰接在空腔内部,操作架上端设置有推动环,下端设置有安装板,安装板设置有两个,两个安装板分别通过滑动柱连接在操作架下端,操作架下端通过螺栓连接有固定安装板的限位板;齿盘设置有两个,两个齿盘分别通过转轴转动卡接在两个安装板相对的两侧,两个转轴分别贯穿对应的安装板,且设置有连接齿轮,两个齿盘相对的一侧均匀分布有多个螺旋破土板,同一齿盘上的各个螺旋破土板通过固定环连接;动力电机设置在操作架底端,且位于两个安装板的内侧,动力电机的两端均设置有输出轴,两个输出轴上均滑动卡接有贯穿两个安装板的轴套,两个轴套上均设置有驱动齿轮,同一安装板内部的驱动齿轮和连接齿轮之间通过链条传动;通过本发明的开沟设备,能够根据隔离槽的宽度,自由调节两个齿盘之间的间距,从而提高隔离槽开挖时的施工准确性;同时本发明通过两个齿盘同时对污染土壤进行隔离槽的开挖,能够有效降低设备运行时对有机污染土壤产生的扰动,从而使有机污染土壤内部污染物保持稳定状态,有利于后续污染土壤的治理与修复。
22.进一步地,步骤s2-1中,加热井布设完成后,在加热井口周向铺设宽度为50~80cm的聚乙烯阻隔层;通过铺设聚乙烯阻隔层不仅能够减少污染土壤加热过程中热量的流失,同时也能够避免有机污染物挥发造成二次污染。
23.进一步地,步骤s4中,在监测井中布设热电偶温度监测器,便于对有机污染土壤的加热温度进行监测,从而有利于对土壤的加热温度进行调节,提高有机污染土壤的热强化效果。
24.进一步地,修复药剂中还包括0.5~2份的表面活性剂,表面活性剂为阴离子表面活性剂;通过加入阴离子表面活性剂,能够有降低有机污染土壤中污染物对于修复药剂的消耗,从而提高修复药剂的利用效率。
25.进一步地,步骤s1-3完成后,向有机污染土壤区域表面喷洒途土壤改良剂,土壤改良剂由蚓激酶原液、种菌液、天然金刚砂矿石粉末、核糖核酸浓缩液、磷酸二氢钾和去离子水按照体积比1:1:3:2:1:4复配而成,通过向有机污染土壤中加入上述配比的土壤改良剂,能够有效改善有机污染土壤的渗透性,能够提高修复药剂在污染土壤中扩散效率,从而提高有机污染物的降解效率。
26.进一步地,步骤s3-2中,将修复药剂以气液混合的形式通入污染土壤中,控制修复药剂占气液混合物的体积百分比为45~60%,通过以气液混合的形式将修复药剂通入有机污染土壤,能够有效促进修复药剂在有机污染土壤中的扩散,对于有机污染土壤中团聚的污染物具有较强的降解能力。
27.进一步地,步骤s2-2中,注药筛管上包裹设置有滤网层,滤网层的网孔孔径小于注药筛管上筛孔的孔径;通过设置滤网层,能够有效避免污染颗粒堵塞注药筛管,从而提高有机污染土壤的修复效率。
28.进一步地,步骤s2中,注药井、加热井和监测井的布设密度根据土壤中有机物浓度而定,且注药井、加热井和监测井间隔布设,且间距控制为3~5m;通过上述布井方式能够有效提高布井效率,同时能够降低有机污染土壤的修复成本。
29.本发明的开沟设备的使用方法为:使用时,将动力电机与外部电源连接,根据隔离槽的开挖宽度调节两个安装板在滑动柱上的位置,并利用限位板将安装板与操作架进行固定;开启动力电机,工作人员手持推动环,使两个齿盘与地面接触;利用动力电机带动两个驱动齿轮转动,从而使两个齿盘发生转动,利用齿盘上的螺旋破土板将土壤刨起,然后刨松的土壤进行清理;齿盘旋转过程过程中,调节操作架在连接块上的滑动距离,调节齿盘的进地深度;同时,利用移动滚轮使设备箱随齿盘的掘进而推移。
30.与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明设计合理,利用热强化化学氧化还原耦合方法对复合有机污染场地进行修复治理;蒸汽热风机将热风通入有机污染土壤中,使得有机污染土壤能够均匀受热,有利于土壤中挥发性有机物的脱除;热强化协同化学氧化,实现了复合有机污染场地中复杂成分有机污染物的高效脱除;
31.本发明采用原位修复的方式对复合有机污染场地进行修复治理,与异位常温解吸修复技术相比,极大地避免了因土壤挖掘、转移和运输等环节可能产生的二次污染问题,修复方法具有工程量小、成本低、场地扰动小的优势;同时,本发明在土壤修复过程中,热风在土壤空隙中运移,增加土壤空隙及地下水中含氧量,从而能够显著提高复合有机污染场地土壤中降解菌的增生,对土壤中烃类有机污染物的降解具有促进作用。
附图说明
32.图1是本发明的开沟设备的纵剖图;
33.图2是本发明的开沟设备的左视图;
34.图3是本发明的齿盘的结构示意图;
35.其中,1-设备箱、10-空腔、11-移动滚轮、2-操作架、20-连接块、21-推动环、22-安
装板、220-滑动柱、221-限位板、3-齿盘、30-转轴、300-连接齿轮、31-螺旋破土板、32-固定环、4-动力电机、40-轴套、41-驱动齿轮。
具体实施方式
36.实施例1:复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法,包括以下步骤:
37.s1、污染场地预处理;
38.s1-1、确定污染场地污染处理边界以及污染土壤深度,并进行平整压实处理;然后利用开沟设备在污染处理边界处开挖宽度为20cm的隔离槽,并在隔离槽内布设隔离挡墙;其中,隔离槽的开挖深度大于污染土壤深度30cm;
39.s1-2、在步骤s1-1确定的污染处理边界内采取50cm3的污染土壤样本,测定污染土壤中有机污染物的种类和含量,计算修复药剂的投放量;其中,修复药剂的投放量=污染土壤的体积
×
单位体积污染土壤修复药剂的量;其中,修复药剂包括以下重量份的原料:活化铁15份、植物多糖5份、聚乙烯醇3份、去离子水20份;其中,活化铁由粒径为15~30nm的还原铁粉活化而成;通过向污染土壤中加入铁基修复药剂,能够使得复合有机污染土壤中难氧化的卤代烃和硝基类有机物等烃类衍生物得到有效去除;
40.s1-3、向步骤s1-1确定的污染处理边界内土壤中加入体积浓度为15%的稀硝酸,调节污染土壤ph至6,然后向污染土壤中注水,控制污染土壤含水率为25wt%;
41.s2、设备布设;
42.s2-1、在污染土壤区域内布设多个间距为8m的注药井;然后在相邻两个注药井之间布设加热井;
43.s2-2、向注药井中布设注药筛管,注药筛管与注药井内壁之间填充石英砂;然后向加热井中布设加热管,加热管管壁上开设有散热槽;
44.s2-3、在污染处理边界外侧布设蒸汽热风机和储药箱,蒸汽热风机通过管道与加热管导通,储药箱与注药筛管导通;在蒸汽热风机与加热管之间、储药箱与注药筛管之间布设流量阀;
45.s2-4、在污染土壤区域内均匀布设多个监测井,监测井与加热井、注药井间隔布设;
46.s3、修复治理;
47.s3-1、利用蒸汽热风机持续将热风通过加热管内通入污染土壤中;控制蒸汽热风机风压为5kpa、风量为80m3/h、出风温度为400℃;
48.s3-2、利用高压喷射设备将修复药剂通过注药筛管间歇性通入污染土壤中,控制高压喷射设备压力为3kpa,修复药剂的喷射量根据步骤s1-2计算所得;其中,修复药剂的通入间隔时间为3h,通入次数为2次;
49.s4、监测;
50.在监测井中布设监测设备,利用监测设备实时监测复合有机污染场地修复效果;若有机污染场地修复效果达到预设目标,则修复完成;若有机污染场地修复效果未达到预设目标,重复进行步骤s3,直至有机污染场地修复效果达到预设目标。
51.实施例2:复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法,包括以下步
骤:
52.s1、污染场地预处理;
53.s1-1、确定污染场地污染处理边界以及污染土壤深度,并进行平整压实处理;然后利用开沟设备在污染处理边界处开挖宽度为35cm的隔离槽,并在隔离槽内布设隔离挡墙;其中,隔离槽的开挖深度大于污染土壤深度40cm;开沟设备包括设备箱1、操作架2、齿盘3和动力电机4;设备箱1内部设置有空腔10,设备箱1下端设置有移动滚轮11;操作架2上活动套设有连接块20,操作架2通过连接块20活动铰接在空腔10内部,操作架2上端设置有推动环21,下端设置有安装板22,安装板22设置有两个,两个安装板22分别通过滑动柱220连接在操作架2下端,操作架2下端通过螺栓连接有固定安装板22的限位板221;齿盘3设置有两个,两个齿盘3均通过转轴30转动卡接在两个安装板22相对的两侧,两个转轴30分别贯穿对应的安装板22,且设置有连接齿轮300,两个齿盘3相对的一侧均匀分布有多个螺旋破土板31,同一齿盘3上的各个螺旋破土板31通过固定环32连接;动力电机4设置在操作架2底端,且位于两个安装板22的内侧,动力电机4的两端均设置有输出轴,两个输出轴上均滑动卡接有贯穿两个安装板22的轴套40,两个轴套40上均设置有驱动齿轮41,同一安装板22内部的驱动齿轮41和连接齿轮300之间通过链条传动;通过本发明的开沟设备,能够根据隔离槽的宽度,自由调节两个齿盘3之间的间距,从而提高隔离槽开挖时的施工准确性;同时本发明通过两个齿盘3同时对污染土壤进行隔离槽的开挖,能够有效降低设备运行时对有机污染土壤产生的扰动,从而使有机污染土壤内部污染物保持稳定状态,有利于后续污染土壤的治理与修复;
54.s1-2、在步骤s1-1确定的污染处理边界内采取80cm3的污染土壤样本,测定污染土壤中有机污染物的种类和含量,计算修复药剂的投放量;其中,修复药剂的投放量=污染土壤的体积
×
单位体积污染土壤修复药剂的量;其中,修复药剂包括以下重量份的原料:活化铁20份、植物多糖7份、聚乙烯醇5份、去离子水35份;其中,活化铁由粒径为25~45nm的还原铁粉活化而成;通过向污染土壤中加入铁基修复药剂,能够使得复合有机污染土壤中难氧化的卤代烃和硝基类有机物等烃类衍生物得到有效去除;
55.s1-3、向步骤s1-1确定的污染处理边界内土壤中加入体积浓度为25%的稀硝酸,调节污染土壤ph至7,然后向污染土壤中注水,控制污染土壤含水率为35wt%;
56.s2、设备布设;
57.s2-1、在污染土壤区域内布设多个间距为9m的注药井;然后在相邻两个注药井之间布设加热井;
58.s2-2、向注药井中布设注药筛管,注药筛管与注药井内壁之间填充石英砂;然后向加热井中布设加热管,加热管管壁上开设有散热槽;
59.s2-3、在污染处理边界外侧布设蒸汽热风机和储药箱,蒸汽热风机通过管道与加热管导通,储药箱与注药筛管导通;在蒸汽热风机与加热管之间、储药箱与注药筛管之间布设流量阀;
60.s2-4、在污染土壤区域内均匀布设多个监测井,监测井与加热井、注药井间隔布设;
61.s3、修复治理;
62.s3-1、利用蒸汽热风机持续将热风通过加热管内通入污染土壤中;控制蒸汽热风
机风压为7kpa、风量为110m3/h、出风温度为550℃;
63.s3-2、利用高压喷射设备将修复药剂通过注药筛管间歇性通入污染土壤中,控制高压喷射设备压力为5kpa,修复药剂的喷射量根据步骤s1-2计算所得;其中,修复药剂的通入间隔时间为4h,通入次数为5次;
64.s4、监测;
65.在监测井中布设监测设备,利用监测设备实时监测复合有机污染场地修复效果;若有机污染场地修复效果达到预设目标,则修复完成;若有机污染场地修复效果未达到预设目标,重复进行步骤s3,直至有机污染场地修复效果达到预设目标。
66.实施例3:复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法,包括以下步骤:
67.s1、污染场地预处理;
68.s1-1、确定污染场地污染处理边界以及污染土壤深度,并进行平整压实处理;然后利用开沟设备在污染处理边界处开挖宽度为45cm的隔离槽,并在隔离槽内布设隔离挡墙;其中,隔离槽的开挖深度大于污染土壤深度55cm;
69.s1-2、在步骤s1-1确定的污染处理边界内采取100cm3的污染土壤样本,测定污染土壤中有机污染物的种类和含量,计算修复药剂的投放量;其中,修复药剂的投放量=污染土壤的体积
×
单位体积污染土壤修复药剂的量;其中,修复药剂包括以下重量份的原料:活化铁25份、植物多糖9份、聚乙烯醇7份、去离子水45份;其中,活化铁由粒径为30~45nm生物还原铁粉活化而成;通过向污染土壤中加入铁基修复药剂,能够使得复合有机污染土壤中难氧化的卤代烃和硝基类有机物等烃类衍生物得到有效去除;
70.s1-3、向步骤s1-1确定的污染处理边界内土壤中加入体积浓度为30%的稀硝酸,调节污染土壤ph至7,然后向污染土壤中注水,控制污染土壤含水率为40wt%;
71.s2、设备布设;
72.s2-1、在污染土壤区域内布设多个间距为10m的注药井;然后在相邻两个注药井之间布设加热井;加热井布设完成后,在加热井口周向铺设宽度为50cm的聚乙烯阻隔层;通过铺设聚乙烯阻隔层不仅能够减少污染土壤加热过程中热量的流失,同时也能够避免有机污染物挥发造成二次污染;
73.s2-2、向注药井中布设注药筛管,注药筛管与注药井内壁之间填充石英砂;注药筛管上包裹设置有滤网层,滤网层的网孔孔径小于注药筛管上筛孔的孔径0.5mm;通过设置滤网层,能够有效避免污染颗粒堵塞注药筛管,从而提高有机污染土壤的修复效率;然后向加热井中布设加热管,加热管管壁上开设有散热槽;
74.s2-3、在污染处理边界外侧布设蒸汽热风机和储药箱,蒸汽热风机通过管道与加热管导通,储药箱与注药筛管导通;在蒸汽热风机与加热管之间、储药箱与注药筛管之间布设流量阀;
75.s2-4、在污染土壤区域内均匀布设多个监测井,监测井与加热井、注药井间隔布设;
76.s3、修复治理;
77.s3-1、利用蒸汽热风机持续将热风通过加热管内通入污染土壤中;控制蒸汽热风机风压为9kpa、风量为130m3/h、出风温度为750℃;
78.s3-2、利用高压喷射设备将修复药剂通过注药筛管间歇性通入污染土壤中,控制高压喷射设备压力为7kpa,修复药剂的喷射量根据步骤s1-2计算所得;其中,修复药剂的通入间隔时间为5h,通入次数为6次;
79.s4、监测;
80.在监测井中布设监测设备,利用监测设备实时监测复合有机污染场地修复效果;若有机污染场地修复效果达到预设目标,则修复完成;若有机污染场地修复效果未达到预设目标,重复进行步骤s3,直至有机污染场地修复效果达到预设目标。
81.实施例4:复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法,包括以下步骤:
82.s1、污染场地预处理;
83.s1-1、确定污染场地污染处理边界以及污染土壤深度,并进行平整压实处理;然后利用开沟设备在污染处理边界处开挖宽度为20cm的隔离槽,并在隔离槽内布设隔离挡墙;其中,隔离槽的开挖深度大于污染土壤深度30cm;
84.s1-2、在步骤s1-1确定的污染处理边界内采取50cm3的污染土壤样本,测定污染土壤中有机污染物的种类和含量,计算修复药剂的投放量;其中,修复药剂的投放量=污染土壤的体积
×
单位体积污染土壤修复药剂的量;其中,修复药剂包括以下重量份的原料:活化铁15份、植物多糖5份、聚乙烯醇3份、去离子水20份、表面活性剂0.5份;其中,活化铁由粒径为15~25nm生物还原铁粉活化而成;通过向污染土壤中加入铁基修复药剂,能够使得复合有机污染土壤中难氧化的卤代烃和硝基类有机物等烃类衍生物得到有效去除;表面活性剂为辛醇聚醚-9羧酸阴离子表面活性剂;通过加入阴离子表面活性剂,能够有降低有机污染土壤中污染物对于修复药剂的消耗,从而提高修复药剂的利用效率;
85.s1-3、向步骤s1-1确定的污染处理边界内土壤中加入体积浓度为15%的稀硝酸,调节污染土壤ph至6,然后向污染土壤中注水,控制污染土壤含水率为25wt%;
86.s2、设备布设;
87.s2-1、在污染土壤区域内布设多个间距为8m的注药井;然后在相邻两个注药井之间布设加热井;
88.s2-2、向注药井中布设注药筛管,注药筛管与注药井内壁之间填充石英砂;然后向加热井中布设加热管,加热管管壁上开设有散热槽;
89.s2-3、在污染处理边界外侧布设蒸汽热风机和储药箱,蒸汽热风机通过管道与加热管导通,储药箱与注药筛管导通;在蒸汽热风机与加热管之间、储药箱与注药筛管之间布设流量阀;
90.s2-4、在污染土壤区域内均匀布设多个监测井,监测井与加热井、注药井间隔布设;
91.s3、修复治理;
92.s3-1、利用蒸汽热风机持续将热风通过加热管内通入污染土壤中;控制蒸汽热风机风压为5kpa、风量为80m3/h、出风温度为400℃;
93.s3-2、利用高压喷射设备将修复药剂通过注药筛管间歇性通入污染土壤中,控制高压喷射设备压力为3kpa,修复药剂的喷射量根据步骤s1-2计算所得;其中,修复药剂的通入间隔时间为3h,通入次数为2次;
94.s4、监测;
95.在监测井中布设监测设备和热电偶温度监测器,利用监测设备实时监测复合有机污染场地修复效果;若有机污染场地修复效果达到预设目标,则修复完成;若有机污染场地修复效果未达到预设目标,重复进行步骤s3,直至有机污染场地修复效果达到预设目标;布设热电偶温度监测器,便于对有机污染土壤的加热温度进行监测,从而有利于对土壤的加热温度进行调节,提高有机污染土壤的热强化效果。
96.实施例5:复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法,包括以下步骤:
97.s1、污染场地预处理;
98.s1-1、确定污染场地污染处理边界以及污染土壤深度,并进行平整压实处理;然后利用开沟设备在污染处理边界处开挖宽度为45cm的隔离槽,并在隔离槽内布设隔离挡墙;其中,隔离槽的开挖深度大于污染土壤深度55cm;
99.s1-2、在步骤s1-1确定的污染处理边界内采取100cm3的污染土壤样本,测定污染土壤中有机污染物的种类和含量,计算修复药剂的投放量;其中,修复药剂的投放量=污染土壤的体积
×
单位体积污染土壤修复药剂的量;其中,修复药剂包括以下重量份的原料:活化铁25份、植物多糖9份、聚乙烯醇7份、去离子水45份;其中,活化铁由粒径为30~45nm的还原铁粉活化而成;通过向污染土壤中加入铁基修复药剂,能够使得复合有机污染土壤中难氧化的卤代烃和硝基类有机物等烃类衍生物得到有效去除;
100.s1-3、向步骤s1-1确定的污染处理边界内土壤中加入体积浓度为30%的稀硝酸,调节污染土壤ph至7,然后向污染土壤中注水,控制污染土壤含水率为40wt%;向有机污染土壤区域表面喷洒途土壤改良剂,土壤改良剂由蚓激酶原液、种菌液、天然金刚砂矿石粉末、核糖核酸浓缩液、磷酸二氢钾和去离子水按照体积比1:1:3:2:1:4复配而成,通过向有机污染土壤中加入上述配比的土壤改良剂,能够有效改善有机污染土壤的渗透性,能够提高修复药剂在污染土壤中扩散效率,从而提高有机污染物的降解效率;
101.s2、设备布设;
102.s2-1、在污染土壤区域内布设多个间距为9m的注药井;然后在相邻两个注药井之间布设加热井;
103.s2-2、向注药井中布设注药筛管,注药筛管与注药井内壁之间填充石英砂;然后向加热井中布设加热管,加热管管壁上开设有散热槽;
104.s2-3、在污染处理边界外侧布设蒸汽热风机和储药箱,蒸汽热风机通过管道与加热管导通,储药箱与注药筛管导通;在蒸汽热风机与加热管之间、储药箱与注药筛管之间布设流量阀;
105.s2-4、在污染土壤区域内均匀布设多个监测井,监测井与加热井、注药井间隔布设;
106.s3、修复治理;
107.s3-1、利用蒸汽热风机持续将热风通过加热管内通入污染土壤中;控制蒸汽热风机风压为9kpa、风量为130m3/h、出风温度为680℃;
108.s3-2、利用高压喷射设备将修复药剂将修复药剂以气液混合的形式通过注药筛管间歇性通入污染土壤中,控制修复药剂占气液混合物的体积百分比为45%,通过气液混合
的形式将修复药剂通入有机污染土壤,能够有效促进修复药剂在有机污染土壤中的扩散,对于有机污染土壤中团聚的污染物具有较强的降解能力;控制高压喷射设备压力为7kpa,修复药剂的喷射量根据步骤s1-2计算所得;其中,修复药剂的通入间隔时间为5h,通入次数为6次;
109.s4、监测;
110.在监测井中布设监测设备,利用监测设备实时监测复合有机污染场地修复效果;若有机污染场地修复效果达到预设目标,则修复完成;若有机污染场地修复效果未达到预设目标,重复进行步骤s3,直至有机污染场地修复效果达到预设目标。
111.实施例6:复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法,包括以下步骤:
112.s1、污染场地预处理;
113.s1-1、确定污染场地污染处理边界以及污染土壤深度,并进行平整压实处理;然后利用开沟设备在污染处理边界处开挖宽度为20cm的隔离槽,并在隔离槽内布设隔离挡墙;其中,隔离槽的开挖深度大于污染土壤深度30cm;
114.s1-2、在步骤s1-1确定的污染处理边界内采取85cm3的污染土壤样本,测定污染土壤中有机污染物的种类和含量,计算修复药剂的投放量;其中,修复药剂的投放量=污染土壤的体积
×
单位体积污染土壤修复药剂的量;其中,修复药剂包括以下重量份的原料:活化铁20份、植物多糖7份、聚乙烯醇6份、去离子水33份;其中,活化铁由粒径为30~45nm的还原铁粉活化而成;通过向污染土壤中加入铁基修复药剂,能够使得复合有机污染土壤中难氧化的卤代烃和硝基类有机物等烃类衍生物得到有效去除;
115.s1-3、向步骤s1-1确定的污染处理边界内土壤中加入体积浓度为26%的稀硝酸,调节污染土壤ph至7,然后向污染土壤中注水,控制污染土壤含水率为35wt%;
116.s2、设备布设;
117.s2-1、在污染土壤区域内布设多个间距为10m的注药井;然后在相邻两个注药井之间布设加热井;
118.s2-2、向注药井中布设注药筛管,注药筛管与注药井内壁之间填充石英砂;然后向加热井中布设加热管,加热管管壁上开设有散热槽;
119.s2-3、在污染处理边界外侧布设蒸汽热风机和储药箱,蒸汽热风机通过管道与加热管导通,储药箱与注药筛管导通;在蒸汽热风机与加热管之间、储药箱与注药筛管之间布设流量阀;
120.s2-4、在污染土壤区域内均匀布设多个监测井,监测井与加热井、注药井间隔布设;且间距控制为3m;
121.s3、修复治理;
122.s3-1、利用蒸汽热风机持续将热风通过加热管内通入污染土壤中;控制蒸汽热风机风压为6kpa、风量为112m3/h、出风温度为450℃;
123.s3-2、利用高压喷射设备将修复药剂通过注药筛管间歇性通入污染土壤中,控制高压喷射设备压力为5kpa,修复药剂的喷射量根据步骤s1-2计算所得;其中,修复药剂的通入间隔时间为4h,通入次数为5次;
124.s4、监测;
125.在监测井中布设监测设备,利用监测设备实时监测复合有机污染场地修复效果;若有机污染场地修复效果达到预设目标,则修复完成;若有机污染场地修复效果未达到预设目标,重复进行步骤s3,直至有机污染场地修复效果达到预设目标。
126.实施例7:复合有机污染场地原位热强化化学氧化还原耦合修复方法,包括以下步骤:
127.s1、污染场地预处理;
128.s1-1、确定污染场地污染处理边界以及污染土壤深度,并进行平整压实处理;然后利用开沟设备在污染处理边界处开挖宽度为45cm的隔离槽,并在隔离槽内布设隔离挡墙;其中,隔离槽的开挖深度大于污染土壤深度55cm;开沟设备包括设备箱1、操作架2、齿盘3和动力电机4;设备箱1内部设置有空腔10,设备箱1下端设置有移动滚轮11;操作架2上活动套设有连接块20,操作架2通过连接块20活动铰接在空腔10内部,操作架2上端设置有推动环21,下端设置有安装板22,安装板22设置有两个,两个安装板22分别通过滑动柱220连接在操作架2下端,操作架2下端通过螺栓连接有固定安装板22的限位板221;齿盘3设置有两个,两个齿盘3均通过转轴30转动卡接在两个安装板22相对的两侧,两个转轴30分别贯穿对应的安装板22,且设置有连接齿轮300,两个齿盘3相对的一侧均匀分布有多个螺旋破土板31,同一齿盘3上的各个螺旋破土板31通过固定环32连接;动力电机4设置在操作架2底端,且位于两个安装板22的内侧,动力电机4的两端均设置有输出轴,两个输出轴上均滑动卡接有贯穿两个安装板22的轴套40,两个轴套40上均设置有驱动齿轮41,同一安装板22内部的驱动齿轮41和连接齿轮300之间通过链条传动;通过本发明的开沟设备,能够根据隔离槽的宽度,自由调节两个齿盘3之间的间距,从而提高隔离槽开挖时的施工准确性;同时本发明通过两个齿盘3同时对污染土壤进行隔离槽的开挖,能够有效降低设备运行时对有机污染土壤产生的扰动,从而使有机污染土壤内部污染物保持稳定状态,有利于后续污染土壤的治理与修复;
129.s1-2、在步骤s1-1确定的污染处理边界内采取100cm3的污染土壤样本,测定污染土壤中有机污染物的种类和含量,计算修复药剂的投放量;其中,修复药剂的投放量=污染土壤的体积
×
单位体积污染土壤修复药剂的量;修复药剂包括以下重量份的原料:活化铁25份、植物多糖9份、聚乙烯醇7份、去离子水45份、表面活性剂2份;其中,活化铁由粒径为15~25nm的还原铁粉活化而成;通过向污染土壤中加入铁基修复药剂,能够使得复合有机污染土壤中难氧化的卤代烃和硝基类有机物等烃类衍生物得到有效去除;表面活性剂为辛醇聚醚-9羧酸阴离子表面活性剂;通过加入阴离子表面活性剂,能够有降低有机污染土壤中污染物对于修复药剂的消耗,从而提高修复药剂的利用效率;
130.s1-3、向步骤s1-1确定的污染处理边界内土壤中加入体积浓度为30%的稀硝酸,调节污染土壤ph至7,然后向污染土壤中注水,控制污染土壤含水率为40wt%;向有机污染土壤区域表面喷洒途土壤改良剂,土壤改良剂由蚓激酶原液、种菌液、天然金刚砂矿石粉末、核糖核酸浓缩液、磷酸二氢钾和去离子水按照体积比1:1:3:2:1:4复配而成,通过向有机污染土壤中加入上述配比的土壤改良剂,能够有效改善有机污染土壤的渗透性,能够提高修复药剂在污染土壤中扩散效率,从而提高有机污染物的降解效率;
131.s2、设备布设;
132.s2-1、在污染土壤区域内布设多个间距为8m的注药井;然后在相邻两个注药井之
间布设加热井;加热井布设完成后,在加热井口周向铺设宽度为80cm的聚乙烯阻隔层;通过铺设聚乙烯阻隔层不仅能够减少污染土壤加热过程中热量的流失,同时也能够避免有机污染物挥发造成二次污染;
133.s2-2、向注药井中布设注药筛管,注药筛管与注药井内壁之间填充石英砂;注药筛管上包裹设置有滤网层,滤网层的网孔孔径小于注药筛管上筛孔的孔径0.6mm;通过设置滤网层,能够有效避免污染颗粒堵塞注药筛管,从而提高有机污染土壤的修复效率;然后向加热井中布设加热管,加热管管壁上开设有散热槽;
134.s2-3、在污染处理边界外侧布设蒸汽热风机和储药箱,蒸汽热风机通过管道与加热管导通,储药箱与注药筛管导通;在蒸汽热风机与加热管之间、储药箱与注药筛管之间布设流量阀;
135.s2-4、在污染土壤区域内均匀布设多个监测井,监测井与加热井、注药井间隔布设,布设密度根据土壤中有机物浓度而定,注药井、加热井和监测井间距控制为5m;通过上述布井方式能够有效提高布井效率,同时能够降低有机污染土壤的修复成本;
136.s3、修复治理;
137.s3-1、利用蒸汽热风机持续将热风通过加热管内通入污染土壤中;控制蒸汽热风机风压为9kpa、风量为130m3/h、出风温度为750℃;
138.s3-2、利用高压喷射设备将修复药剂以气液混合的形式通过注药筛管间歇性通入污染土壤中,控制修复药剂占气液混合物的体积百分比为60%,控制高压喷射设备压力为7kpa,修复药剂的喷射量根据步骤s1-2计算所得;其中,修复药剂的通入间隔时间为5h,通入次数为6次;通过气液混合的形式将修复药剂通入有机污染土壤,能够有效促进修复药剂在有机污染土壤中的扩散,对于有机污染土壤中团聚的污染物具有较强的降解能力;
139.s4、监测;
140.在监测井中布设监测设备和热电偶温度监测器,利用监测设备实时监测复合有机污染场地修复效果;若有机污染场地修复效果达到预设目标,则修复完成;若有机污染场地修复效果未达到预设目标,重复进行步骤s3,直至有机污染场地修复效果达到预设目标;通过布设热电偶温度监测器,便于对有机污染土壤的加热温度进行监测,从而有利于对土壤的加热温度进行调节,提高有机污染土壤的热强化效果。
141.试验例:以我国南方某化工厂原料堆放场地作为试验场地,场地面积1500m2,将污染场地随机均分为24个试样样地,然后将24个试验样地随机均分8组;其中前7组试验样地分别采用本发明实施例1-7的方法进行修复,第8组采用现有技术的方法进行修复,作为对比例;试验结束后,分别对各试验样地的有机污染物降解率进行检测,检测结果如表1所示:
142.表1各实施例的方法对复合有机污染场地中有机污染物降解率的影响;
[0143][0144][0145]
通过表1数据可知,实施例2与实施例1相比,通过向污染土壤中加入铁基修复药剂,能够使得复合有机污染土壤中难氧化的卤代烃和硝基类有机物等烃类衍生物得到有效去除;利用本发明的开沟设备,能够根据隔离槽的宽度,自由调节两个齿盘之间的间距,从而提高隔离槽开挖时的施工准确性;同时本发明通过两个齿盘同时对污染土壤进行隔离槽的开挖,能够有效降低设备运行时对有机污染土壤产生的扰动,从而使有机污染土壤内部污染物保持稳定状态,有利于后续污染土壤的治理与修复;实施例3与实施例1相比,通过在加热井口周向铺设聚乙烯阻隔层不仅能够减少污染土壤加热过程中热量的流失,同时也能够避免有机污染物挥发造成二次污染;通过在注药筛管上包裹滤网层,能够有效避免污染颗粒堵塞注药筛管,从而提高有机污染土壤的修复效率;实施例4与实施例1相比,在监测井中布设热电偶温度监测器,便于对有机污染土壤的加热温度进行监测,从而有利于对土壤的加热温度进行调节,提高有机污染土壤的热强化效果,从而有效促进了土壤中有机污染物降解效率;通过向修复药剂中加入辛醇聚醚-9羧酸阴离子表面活性剂,能够有降低有机污染土壤中污染物对于修复药剂的消耗,从而提高修复药剂的利用效率;实施例5与实施例1相比,通过向有机污染土壤中加入上述配比的土壤改良剂,能够有效改善有机污染土壤的渗透性,能够提高修复药剂在污染土壤中扩散效率,从而提高有机污染物的降解效率;通过气体的形式将修复药剂通入有机污染土壤,能够有效促进修复药剂在有机污染土壤中的扩散,对于有机污染土壤中团聚的污染物具有较强的降解能力;实施例6与实施例1相比,采用本发明的布井方式能够有效提高布井效率,有利于提高有机污染场地的修复效率,同时也能够降低有机污染土壤的修复成本;实施例7与实施例1~6相比,通过将各参数条件进行了
综合与优化,使得复合有机污染场地中各有机污染物的降解率达到最高。
再多了解一些

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