修复多环芳烃污染土壤的异位热脱附强化化学氧化方法与流程

1.本发明涉及多环芳烃污染土壤修复治理技术领域，具体涉及一种修复多环芳烃污染土壤的异位热脱附强化化学氧化方法。


背景技术：

2.多环芳烃(pahs)具有毒性、遗传毒性、突变性和致癌性，对人体可造成多种危害，如对呼吸系统、循环系统、神经系统造成损伤，对肝脏、肾脏造成损害。因其毒性会对人类健康和生态系统构成威胁，其被认定为影响人类健康的主要有机污染物。pahs化学性质稳定、疏水性强，因此极易吸附于土壤颗粒的表面，不断在土壤中积累。因此，为了保护公众健康和环境，迫切需要对多环芳烃污染土壤进行修复。
3.目前多环芳烃污染土壤的修复方法主要有异位化学氧化、原位化学氧化、异位热脱附、原位热脱附、水泥窑协同处置、微生物修复、异位淋洗修复等。其中，原位热脱附及异位热脱附技术处理多环芳烃污染土壤的能耗较高，处理成本高；传统的化学氧化技术、微生物修复技术由于多环芳烃在土壤中分布不均的特点难以将其彻底去除，并且单一化学氧化技术使用药剂量较大，易产生二次污染，生物降解技术修复周期较长；水泥窑协同处置技术受当地水泥窑处置能力的限制；异位淋洗修复技术处理pahs污染土壤成本较高且易造成二次污染。
4.目前异位化学氧化技术具有见效快、可操作性高等优点以及异位热脱附技术由于其处理时间短、修复效率高、环境风险较低，对污染物含量高和污染物组成复杂的土壤修复效果好等优点，仍是多环芳烃污染土壤修复的主流技术。因此，结合两种修复技术的优势并减轻两种单一修复技术的缺点所进行的异位热脱附强化化学氧化的技术方法具有重要意义。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种修复多环芳烃污染土壤的异位热脱附强化化学氧化方法，在防止二次污染的前提下，可充分、高效、节能的修复土壤中的多环芳烃有机物，并永久的消除土壤中污染物质和异味。。
6.本发明公开了一种修复多环芳烃污染土壤的异位热脱附强化化学氧化方法，包括：步骤1、将多环芳烃污染土壤进行筛分和破碎预处理；步骤2、向预处理后的多环芳烃污染土壤中加入复合化学氧化药剂，所述复合化学氧化药剂包括主成分为过硫酸盐的a剂和主成分为生石灰的b剂；步骤3、将步骤2处理后的多环芳烃污染土壤送至异位热脱附单元，加热至预设温度，使污染土壤与复合化学氧化药剂充分搅拌并进行热激活化学反应，以去除污染土壤中的多环芳烃。
7.作为本发明的进一步改进，所述步骤1，具体包括：
先采用100mm的斜筛对多环芳烃污染土壤进行筛分处理，然后对筛下物进行破碎处理，得到30mm以下进料粒径的多环芳烃污染土壤；更进一步，破碎处理采用dh3-23型筛分破碎斗。
8.作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，所述多环芳烃污染土壤的预处理在密闭大棚内进行。
9.作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，预处理后的多环芳烃污染土壤在进料端直接添加所述复合化学氧化药剂。
10.作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，所述过硫酸盐的添加比为污染土壤质量的0.3%~5%，使污染土壤中的多环芳烃进行氧化分解；所述生石灰的应用添加比为污染土壤质量的0.5%~6%，降低污染土壤的含水率。
11.作为本发明的进一步改进，在所述步骤3中，所述异位热脱附单元的加热温度为60-150℃，具体加热温度可根据多环芳烃污染种类及污染程度调整；加热装置为中空螺旋杆，内置3个绞龙。
12.本发明的设计原理为：本发明通过异位热脱附的热量激活过硫酸盐，过硫酸盐在室温（22℃）可以激活但污染物的去除效率较低，热活化过硫酸盐使得硫酸根自由基在热激活过程中迅速转化为羟基自由基，进一步提高了新生成的污染物的降解效率；升高温度能够有效提高过硫酸盐的氧化效率，热活化过硫酸盐通过控制温度来控制有机污染的氧化效率，该方法快速，高效；而通过异位热脱附中空螺旋杆的运转使得药剂与土壤充分搅拌混合反应更充分。
13.本发明添加生石灰可提高土壤ph，促进过硫酸盐生成羟基自由基，产生过量的羟基离子，然后过硫酸盐被热激活形成硫酸根自由基（来自石灰的水化热），作为一种有效的脱氯pcb的方法，共存的硫酸根自由基和羟基自由基对有机污染物的去除效果更好。
14.本发明的复合化学氧化药剂对热脱附效果的增效性，通过化学氧化反应使得高沸点大分子化合物降解为低沸点小分子化合物，可以降低热脱附加热温度，提高热脱附效率；添加的生石灰可以降低土壤含水率，可以降低热脱附的能力消耗，降低成本。且本复合化学氧化药剂易得，使用过程中易控制，实施经济环保。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、与单一异位热脱附技术或单一异位化学氧化技术处理多环芳烃污染土壤相比，本发明通过各种机理综合提高化学氧化的效率，降低氧化药剂使用量，降低土壤含水率，降低异位热脱附加热温度，提高异位热脱附对多环芳烃的解析速率，减少能耗，增强多环芳烃去除效率，降低综合成本；2、本发明的处理能力可达12吨/小时，天然气消耗量不高于40标方/吨土，土壤多环芳烃污染物去除率不低于95%。
附图说明
16.图1为本发明一种实施例公开的修复多环芳烃污染土壤的异位热脱附强化化学氧化方法的流程图。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：实施例1江苏省某染料厂原址部分区域，场地内曾布置有偶氮染料车间、蒽醌染料车间、各类分散染料车间，确定场地土壤污染物为多环芳烃，主要污染物为苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽，其中苯并[a]蒽最高污染浓度为120mg/kg。
[0019]
具体的修复方法为：步骤1、预处理：多环芳烃污染土壤在密闭大棚内，先采用100mm的斜筛进行筛分处理，筛下物使用dh3-23型筛分破碎斗筛分破碎处理，土壤粒径均达到30mm以下存至进料口；步骤2、药剂添加：预处理后的多环芳烃污染土壤，在进料端按照总体质量比例为4%，直接添加复合化学氧化药剂；其中，过硫酸钠添加3%，生石灰添加1%；步骤3、异位热脱附处置：添加复合化学氧化药剂后的多环芳烃污染土壤经皮带秤计量后均匀输送至进料绞龙，再通过倾斜的进料绞龙把污染土壤输送至热脱附单元进入中控螺旋杆，控制整个加热室升温至80℃，污染土壤在其中与复合化学氧化药剂充分搅拌、进行热激活化学反应并伴随多环芳烃与土壤的分离。
[0020]
结果显示，土壤中苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽得到有效的去除，均达到修复目标值，场地内未产生异味污染。使得处理能力可以达到12吨/小时，天然气消耗量不高于35标方/吨土，土壤多环芳烃污染物去除率不低于97%。
[0021]
实施例2天津市某农药厂原址，历史上曾生产有机磷农药氧乐果和杀螟丹，并进行各种农药产品的混配，调查结果表明土壤主要污染物为多环芳烃。
[0022]
半挥发性有机物指标有4种超标：萘，最大超标倍数为1.89倍；1,2,4-三氯苯，最大超标倍数为6.40倍；五氯苯，最大超标倍数为15倍；六氯苯，最大超标倍数为39倍。确定场地土壤污染物为多环芳烃，主要污染物为苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽，萘等，其中苯并[a]芘最高污染浓度为353mg/kg。
[0023]
具体的修复方法为：步骤1、预处理：多环芳烃污染土壤在密闭大棚内，先采用100mm的斜筛进行筛分处理，筛下物使用dh3-23型筛分破碎斗筛分破碎处理，土壤粒径均达到30mm以下存至进料口；步骤2、药剂添加：预处理后的多环芳烃污染土壤，在进料端按照总体质量比例为6%，直接添加复合化学氧化药剂；其中，过硫酸钠添加4.5%，生石灰添加1.5%；步骤3、异位热脱附处置：添加复合化学氧化药剂后的多环芳烃污染土壤经皮带秤计量后均匀输送至进料绞龙再通过倾斜的进料绞龙把污染土壤输送至热脱附单元进入中控螺旋杆，控制整个加热室升温至100℃，污染土壤在其中与复合化学氧化药剂充分搅拌、进行热激活化学反应并伴随多环芳烃与土壤的分离。
[0024]
结果显示，土壤中苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽，萘等得到有效的去除，均
达到修复目标值，场地内未产生异味污染。使得处理能力可以达到12吨/小时，天然气消耗量不高于40标方/吨土，土壤多环芳烃污染物去除率不低于95%。
[0025]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。