揮發性/半揮發性有機污染土壤的蒸汽熱強化抽提方法技術

本發明專利技術公開了一種土壤中揮發性/半揮發性有機污染物的蒸汽熱強化抽提方法。該方法為：在污染場地搭建修復裝置；修復裝置包括：蒸汽熱風機、通風管路、抽提管道、冷凝器、氣液分離器、抽風機、污水儲存箱、燃燒爐、堿液噴淋塔、活性炭吸附塔；將污染土壤堆為長條形土垛，采用熱蒸汽強制通風，通過蒸汽吹風機和通風管路向污染土壤提供熱量，在加熱作用下，使土壤溫度升高，污染物的蒸汽壓增加，通過抽提管道將污染物從土壤中分離出來；抽風機將土壤揮發后帶有污染物的氣體導出，經冷凝器、氣液分離器、燃燒爐、堿液噴淋塔、活性炭吸附塔后排放。該方法可操作性強，抽提效率高，便于進行現場監控，抽提效率比原位抽提高，可實現清潔排放。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種土壤中揮發性/半揮發性有機污染物的蒸汽熱強化抽提方法，可應用于對揮發性/半揮發性有機物污染土壤的修復。屬于氣相抽提實用

技術介紹
土壤是人類賴以生存的重要自然環境之一，隨著工農業的快速發展，土壤中揮發性/半揮發性有機污染問題日益突出，土壤污染修復日益受到重視。研究使用高效的、低成本的修復技術對揮發性/半揮發性有機污染土壤修復具有重要的推進作用。目前有關土壤揮發性/半揮發性有機污染的修復技術報道主要有氣相抽提、熱解吸、水泥窖焚燒和填埋等。其中氣相抽提技術運行時間長，無法滿足城市內工業污染場地亟待開發的需求，熱解吸成本較高，無法用來處理大批量的污染土壤;焚燒和填埋技術存在二次污染，成本較高且處理量較少等弊端。所以，傳統的土壤修復技術難以滿足日益變化的市場需求。本專利技術使用蒸汽熱強化抽提方法修復揮發性/半揮發性有機污染土壤，量化了修復過程中的各項參數，對污染土壤的修復效果好，操作簡便，修復成本低。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有針對揮發性/半揮發性有機污染土壤修復技術的不足，解決現有氣相抽提技術耗時長、效率低、熱解吸成本高的問題;提供一種低成本的可以處理大批量揮發性/半揮發性有機污染土壤的蒸汽熱強化抽提方法。本專利技術的構思及原理如下:利用土壤中揮發性/半揮發性有機污染物的揮發性隨溫度升高而增加的特點，通過蒸汽吹風機和通風管路向污染土壤提供熱量，在加熱作用下，使土壤溫度升高，污染物的蒸汽壓增加，通過抽提管道將污染物從土壤中分離出來，土壤污染物經蒸發、熱解、氧化、燃燒及蒸餾等而形成簡單小分子氣體、水和污染物蒸汽等尾氣。加熱產生的尾氣由抽風系統提取，這些尾氣由抽風機提供負壓系統提取，收集后的尾氣傳輸到污染物收集及處理設施，經處理后達標排放。從而實現將土壤中的污染物解吸去除，達到低能耗修復污染土壤的目的。本專利技術提供的土壤中揮發性/半揮發性有機污染物的蒸汽熱強化抽提方法的技術方案如下:本專利技術一種土壤中揮發性/半揮發性有機污染物的蒸汽熱強化抽提方法如下:在污染場地搭建修復設備;將污染土壤堆為長條形土垛，土垛表面覆蓋強化塑料膜;修復設備包括:蒸汽熱風機、通風管路、抽提管道、冷凝器、氣液分離器、抽風機、燃燒爐、堿液噴淋塔和活性炭吸附塔;所述蒸汽熱風機出風口與通風管路的入口相連通，通風管路的出口延伸至污染土壤垛體內部;垛體表面布置抽提管道，抽提管道出口經冷凝器與氣液分離器連接，氣液分離器的氣體出口與抽風機的進風口相連通；抽風機的出風口與燃燒爐的進口相連通，燃燒爐的出口與堿液噴淋塔的入口相連通，堿液噴淋塔的出口與活性炭吸附塔的進口相連通;通過蒸汽熱風機采用熱蒸汽對污染土壤強制通風，促進土壤中污染物的揮發及解吸;揮發后經冷凝器冷凝、氣液分離器分離出來的帶有污染物的氣體通過抽風機抽出，再依次經過燃燒爐燃燒、堿噴淋塔吸附和活性炭吸附塔吸附后，實現尾氣的清潔排放;修復后檢測合格的土壤可作回填土或其他用途。優選方案，本專利技術一種土壤中揮發性/半揮發性有機污染物的蒸汽熱強化抽提方法，具體按如下步驟進行:1、在污染場地搭建修復設備;修復設備包括:蒸汽熱風機、通風管路、抽提管道、冷凝器、氣液分離器、污水儲存箱、抽風機、燃燒爐、堿液噴淋塔、活性炭吸附塔及在線監測系統;蒸汽熱風機的出風口與通風管路的入口相連通;冷凝器出口與氣液分離器入口連接，氣液分離器的液體出口與污水儲存箱連接，氣液分離器的氣體出口與抽風機的進風口相連通;抽風機的出風口與燃燒爐的進口相連通，燃燒爐的出口與堿液噴淋塔的入口相連通，堿液噴淋塔的出口與活性炭吸附塔的進口相連通；2、對污染區域進行測量定位，將受污染的土壤挖出。隨開挖隨覆蓋，防止污染物擴散與揚塵。將污染土壤從挖掘區域運送到指定修復地點，建設遮蓋污染場地的塑料大棚，鋪設土工布。用鏟車等機械裝備將土壤堆為長條形土垛。長條形土垛堆制規格為:底面30m，寬9m，邊坡比1.5，土體高4m，單個土垛占地面積274平米，可容納土壤604立方米。將通風管路的出口延伸至污染土壤垛體內部，即在長條形土垛內布置通風管路(包括干管和支管)；在污染土壤垛體表面布置抽提管道;抽提管道出口與冷凝器入口連接。3、熱空氣輸入:蒸汽熱風機出風口與通風管路的入口相連通，所述蒸汽熱風機的風壓為6Kpa，風量為200m3/h，出口溫度為300_350°C。通風管路的出口延伸至污染土壤垛體內部。通過蒸汽熱風機及通風管路將熱蒸汽連續通入堆置的土體內部，進行加熱并吹脫污染物，實現揮發性有機物的解吸去除。熱空氣通風管路構架的干管和抽提管道采用304材質鋼管，管徑為356mm，壁厚為10mm，管長為30m;支管采用304材質鋼管，管徑為100mm，壁厚為5mm，管長為9m;每路干管間隔1米設一跟干管，每路干管帶30根支管，呈梯狀排列;每路支管上間隔0.3m開一個通風孔，通風孔徑5mm。4、抽提:通過抽風機對污染土壤進行抽提，抽提氣(含水蒸氣、揮發性有機物)經過冷凝器冷凝后進入氣液分離器，再通過氣液分離器將水蒸氣、液態污染物與氣體分離;水和液態污染物進入污水存儲箱收集并轉運到污水處理廠處理，氣體經氣液分離器氣體出口與抽風機的進風口相連通；抽提管道出口經過冷凝器，降低到30-35°C。氣液分離器風量200m3/h。5、揮發性有機物處理:抽風機將解吸產生的揮發性有機物抽提進入燃燒爐的燃燒室，通過燃燒分解揮發性有機物;燃燒后的廢氣進入堿噴淋塔吸附處理后，再進入活性炭吸附塔進一步吸附處理后，實現清潔排放。抽風機的風壓為6Kpa，風量為200m3/h;堿噴淋塔的設計風量1200m3/h ο活性炭吸附塔的設計風量1200m3/h。本專利技術的有益效果:本專利技術一種土壤中揮發性/半揮發性有機污染物的蒸汽熱強化抽提方法，具有可操作性強，抽提效率高，便于進行現場監控等優點，抽提效率比原位抽提高，可實現清潔排放?！揪唧w實施方式】下面結合具體的實施例對本專利技術作進一步詳細的說明。這些實施例在以本專利技術技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。實施例1土壤中二甲苯的蒸汽熱強化抽提試驗污染土壤中二甲苯的濃度為33.6mg/kg，對污染區域進行測量定位，將受污染的土壤挖出。隨開挖隨覆蓋，防止污染物擴散與揚塵。將污染土壤從挖掘區域運送到指定修復地點，建設遮蓋污染場地的塑料大棚，鋪設土工布；用鏟車等機械裝備將土壤堆為長條形土垛。長條形土垛堆制規格為:底面30m，寬9m，邊坡比1.5，土體高4m，單個土垛占地面積274平米，可容納土壤604立方米;熱空氣輸入:蒸汽熱風機出風口與通風管路的入口相連通，所述蒸汽熱風機的風壓為6Kpa，風量為200m3/h，出口溫度為350°C。通風管路的出口延伸至污染土壤垛體。通過蒸汽熱風機及通風管路將熱蒸汽連續通入堆置的土體內部，進行加熱并吹脫污染物，實現揮發性有機物的解吸去除。熱空氣通風管路構架的干管和抽提管道采用304材質鋼管，管徑為356mm，壁厚為10mm，管長為30m;支管采用304材質鋼管，管徑為100mm，壁厚為5mm，管長為9m;每路干管間隔1米設一跟干管，每路干管帶30根支管，呈梯狀排列;每路支管上間隔0.3m開一個通風孔，通風孔徑5mm。抽提階段:在長條形污染本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種土壤中揮發性/半揮發性有機污染物的蒸汽熱強化抽提方法，其特征在于，在污染場地搭建修復設備；將污染土壤堆為長條形土垛，土垛表面覆蓋強化塑料膜；修復設備包括：蒸汽熱風機、通風管路、抽提管道、冷凝器、氣液分離器、抽風機、燃燒爐、堿液噴淋塔和活性炭吸附塔；蒸汽熱風機的出風口與通風管路的入口相連通，通風管路的出口延伸至污染土壤垛體內部；垛體表面布置抽提管道；抽提管道出口與冷凝器入口連接，冷凝器出口與氣液分離器連接，氣液分離器的氣體出口與抽風機的進風口相連通；抽風機的出風口與燃燒爐的進口相連通，燃燒爐的出口與堿液噴淋塔的入口相連通，堿液噴淋塔的出口與活性炭吸附塔的進口相連通；通過蒸汽熱風機采用熱蒸汽對污染土壤強制通風，促進土壤中污染物的揮發及解吸；揮發后經冷凝器冷凝、氣液分離器分離出來的帶有污染物的氣體通過抽風機抽出，再依次經過燃燒爐燃燒、堿噴淋塔吸附和活性炭吸附塔吸附后，實現尾氣的清潔排放。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱江，楊潔，李炳智，張施陽，吉敏，陳龍，林錦，林小小，涂寶聲，
申請(專利權)人：上海市環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：上海;31