一種揮發性有機物和汞複合汙染土壤治理的方法
2023-12-06 04:30:01 1
一種揮發性有機物和汞複合汙染土壤治理的方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及土壤汙染修復技術領域，具體涉及一種揮發性有機物和汞複合汙染土 壤治理的方法。 技術背景：
[0002] 土壤有機物汙染已逐漸成大眾關注的焦點問題。揮發性有機物汙染因為毒害性強 而令人深惡痛絕。其中揮發性有機物汙染地下水和土壤的情況最為常見。許多研究表明，揮 發性有機物進入動物體內後，對哺乳動物及人類有致癌、致畸、致突變的作用。土壤嚴重汙 染會導致有機物的某些成分在食物中積累，並通過食物鏈危害人類健康。目前土壤中揮發 性有機汙染物-重金屬複合汙染非常普遍，汙水處理廠的汙泥、工業廢水廢渣傾倒造成大量 的土壤複合汙染，石油、化工、焦化等企業的汙染場地，汙染物以有機溶劑類滷代烴為代表， 也常複合有重金屬鉻、砷、鉛、鎘、汞等其他汙染物。較為典型的複合汙染是揮發性有機物-汞土壤複合汙染。根據對我國目前大多數有機汙染土壤的檢測，其中主要汙染物有總石油 烴，含量可達1786-40167mg/kg，有些地塊土壤中同時含有汞，汞含量達2-2.69mg/kg，超過 國標《土壤環境質量標準》(GB15618-1995)三級標準值。
[0003] 目前針對土壤有機物汙染的治理方法主要有還原法(CN101053689)、臭氧氧化法 (CN102513345A)、動植物修復法（CN104438298A)、抽真空法（CN203875107U)、淋洗法 (CN104307860A)、固化法（CN103881727 )、熱脫附法（CN103506378A)、微波法 (CN103551373A)。這些方法雖然能在一定程度上對有機物汙染土壤進行修復，但都存在各 自的不足。國內外發展出一系列重金屬汙染土壤修復技術，如固定化/穩定、淋洗、洗土、電 動力學修復、化學還原、植物修復、微生物修復。但總體存在修復效率低、脫除不徹底、處理 周期長、處理成本高等問題。考慮到汙染土地的再利用需求迫切，修復周期不宜太長，選用 熱處理工藝，可滿足國內土壤修復市場的客觀要求。
[0004] 因此，我們有必要從現有的各種方法中取長補短，發明一種低成本、高效率且修復 徹底的複合汙染土壤修複方法。
【發明內容】
：
[0005] 本發明一種揮發性有機物和汞複合汙染土壤治理的方法，具體採用下述步驟實 現：
[0006] (1 )、首先將汙染土壤從汙染地塊中挖掘出，進行破碎篩分處理，得到粒徑範圍在1 ~15mm之間的土壤顆粒；
[0007] (2)、按1~10g/kg的比例將氯化鐵粉末加入土壤顆粒中，混合攪拌均勻；
[0008] (3)、將添加了氯化鐵粉末的土壤顆粒置入真空反應器中進行熱處理，溫度控制在 250~300°C之間，處理時間控制在5~lOmin，真空反應器內部壓力控制在20kpa以下，對真 空反應器中的土壤顆粒進行攪拌處理，土壤顆粒中的汞和微量的揮發性有機物在加熱、擠 壓的作用下脫除，進入水冷器和汞分離器得到收集；
[0009] (4)將真空反應器中的溫度控制在500~600°C之間，對真空反應器中的土壤顆粒 進行攪拌處理，處理時間5~lOmin，脫除土壤中的揮發性有機物，土壤中的揮發性有機物冷 凝後進入冷阱得到收集，控制冷阱的溫度為_20°C以下；
[0010] (5)經冷凝處理後的氣體經真空慄送入大氣；從真空反應器中取出處理後的潔淨 土壤。
[0011] 所述的汞分離器為絲網除霧器、纖維過濾器、靜電除霧器中的一種。
[0012] 本發明一種揮發性有機物和汞複合汙染土壤治理的方法，參照《土壤環境質量標 準》(GB15618-1995)，採用單因子汙染指數評價法，對重度複合汙染土壤進行深度淨化。
[0013] 本發明一種揮發性有機物和汞複合汙染土壤治理的方法的裝置，包括電機、反應 器、攪拌器、水冷器、汞分離器、冷阱、真空慄，所述反應器設有帶有出氣口的頂蓋和底蓋，所 述反應器內設置有攪拌器，攪拌器通過動密封套從反應器側部伸出與電機相連，所述反應 器的出氣口通過管道分別依次與水冷器、汞分離器、冷阱、真空慄相連，所述反應器出氣口 通過管道直接連通冷阱，所述水冷器的入口處設置有1號閥門，所述汞分離器的出口設置有 3號閥門，所述反應器出氣口與冷阱的管道中間位置設置有2號閥門。
[0014]相對於現有技術，本發明的有益效果在於：
[0015] 1、通過兩步式分別將汞和有機物高效脫除，分別將汞和有機物分離收集處理，降 低了後續處理的難度；
[0016] 2、在脫除汞的步驟中，加入氯化鐵與氧化汞反應生產氯化汞，氯化汞的沸點低更 容易揮發，在真空熱解析過程中，通過攪拌翻轉，促進氯化鐵與氧化汞的反應，同時也加速 汞的熱揮發，讓揮發的溫度進一步降低，脫除效率顯著提高;常壓下，汞的沸點為356.6°C， 氯化汞的沸點為320°C;在真空條件下，氯化汞汞的沸點大大降低，可在300°C以下高效揮 發，從土壤中分離開來；
[0017] 3、揮發性有機物採用真空熱分離的方法從土壤中高效脫除，由於真空負壓，且由 於外部加熱處於高溫狀態，使得土壤中的揮發性有機物易析出，進入氣態而達到脫除的目 的，大大縮短處理時間，提高脫除效率；
[0018] 通過本發明的實施，可將重度複合汙染土壤經處理後滿足《土壤環境質量標準》 (GB15618-1995)標準，經濟效益和環境效益佳。
【附圖說明】
[0019] 圖1為一種揮發性有機物和汞複合汙染土壤治理的方法的裝置示意圖
[0020] 1，電機；2,真空反應器;3,反應器頂蓋;4,反應器出氣口； 5,1號閥門；6,2號閥門； 7,3號閥門；8,動密封套;9,攪拌器;10,反應器底蓋;11，水冷器;12,汞分離器；13,冷阱；14， 真空慄
【具體實施方式】：
[0021] 實施例1:
[0022] 1、取10kg滷代烴與鉻複合汙染土壤，進行揮發性有機物總量和總汞含量檢測;通 過破碎篩分處理，得到分散性較好的土壤顆粒，粒度範圍在l_15mm之間；
[0023] 2、按10g/kg的比例將氯化鐵加入土壤顆粒中；打開反應器頂蓋，將土壤顆粒放入 密閉的反應器中，打開1號、3號閥門，關閉2號閥門，抽真空保持反應器的壓力在30Pa，通過 外部加熱將反應器溫度控制在250°C，控制水冷器的溫度為20°C，開動電機對土壤進行攪 拌，處理時間5min，土壤中的汞和少量的揮發性有機物經水冷器冷卻後進入汞分離器得到 收集；
[0024] 3、打開2號閥門，關閉1號、3號閥門，通過外部加熱將反應器將熱至500°C，開動電 機對土壤進行攪拌，處理時間5min，進行真空熱分離脫除土壤中的揮發性有機物，控制冷阱 的溫度為_20°C，土壤中的揮發性有機物冷凝後進入冷阱得到收集；
[0025] 4、停止加熱，打開反應器底蓋，得到潔淨土壤，進行揮發性有機物總量和總汞含量 檢測，測試數據見表1。
[0026] 表1實施例測試結果
[0028] 實施例2:
[0029] 1、取10kg滷代烴與鉻複合汙染土壤，進行揮發性有機物總量和總汞含量檢測;通 過破碎篩分處理，得到分散性較好的土壤顆粒，粒度範圍在l_15mm之間；
[0030] 2、按5g/kg的比例將氯化鐵加入土壤顆粒中；打開反應器頂蓋，將土壤顆粒放入密 閉的反應器中，打開1號、3號閥門，關閉2號閥門，抽真空保持反應器的壓力在20Pa，通過外 部加熱將反應器溫度控制在300°C，控制水冷器的溫度為20°C，開動電機對土壤進行攪拌， 處理時間lOmin，土壤中的汞和少量的揮發性有機物經水冷器冷卻後進入汞分離器得到收 集；
[0031] 3、打開2號閥門，關閉1號、3號閥門，通過外部加熱將反應器將熱至600°C，開動電 機對土壤進行攪拌，處理時間lOmin，進行真空熱分離脫除土壤中的揮發性有機物，控制冷 阱的溫度為_20°C，土壤中的揮發性有機物冷凝後進入冷阱得到收集；
[0032] 4、停止加熱，打開反應器底蓋，得到潔淨土壤，進行揮發性有機物總量和總汞含量 檢測，測試數據見表1。
[0033]表1實施例測試結果
【主權項】
1. 一種揮發性有機物和汞複合汙染土壤治理的方法，其特徵是:採用下述步驟實現： (1) 、首先將汙染土壤從汙染地塊中挖掘出，進行破碎篩分處理，得到粒徑範圍在1~ 15mm之間的土壤顆粒； (2) 、按1~10g/kg的比例將氯化鐵粉末加入土壤顆粒中，混合攪拌均勻； (3) 、將添加了氯化鐵粉末的土壤顆粒置入真空反應器中進行熱處理，溫度控制在250 ~300°C之間，處理時間控制在5~lOmin，真空反應器內部壓力控制在20kpa以下，對真空反 應器中的土壤顆粒進行攪拌處理，土壤顆粒中的汞和微量的揮發性有機物在加熱、擠壓的 作用下脫除，進入水冷器和汞分離器得到收集； (4) 、將真空反應器中的溫度控制在500~600°C之間，對真空反應器中的土壤顆粒進行 攪拌處理，處理時間5~lOmin，脫除土壤中的揮發性有機物，土壤中的揮發性有機物冷凝後 進入冷阱得到收集，控制冷阱的溫度為_20°C以下； (5) 、經冷凝處理後的氣體經真空慄送入大氣；從真空反應器中取出處理後的潔淨土 壤。2. 根據權利要求1所述的一種揮發性有機物和汞複合汙染土壤治理的方法，其特徵是： 所述的汞分離器為絲網除霧器、纖維過濾器、靜電除霧器中的一種。
【專利摘要】本發明涉及一種揮發性有機物和汞複合汙染土壤治理的方法，屬於土壤汙染修復技術領域。首先將汙染土壤從汙染地塊中挖掘出，進行破碎篩分處理；然後按1～10g/kg的比例將氯化鐵粉末加入土壤顆粒中，混合攪拌均勻後進行真空熱處理，溫度首先控制在250～300℃之間，脫除土壤顆粒中的汞和微量的揮發性有機物；再將溫度控制在500～600℃之間，脫除土壤中的揮發性有機物，經冷凝處理後的氣體經真空泵送入大氣；從真空反應器中取出處理後的潔淨土壤。本發明實現了揮發性有機物和汞複合汙染土壤的修復，工藝過程簡單，高效，無二次汙染。
【IPC分類】B09C1/08, B09C1/06
【公開號】CN105710123
【申請號】CN201610079359
【發明人】周益輝
【申請人】周益輝