[发明专利]一种有机物污染土壤的化学氧化修复方法及修复设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机污染土壤的化学氧化修复方法及设备，属于环境工程技术领域，能够应用于在化工、石油工业等行业中产生的多环芳烃、苯系物、石油烃、有机农药、有机溶剂等多类有机污染土壤等固体介质的处理。

背景技术

随着化工业的迅速发展，越来越多的有机污染物进入到土壤及地下水环境中，难以被生物降解的污染物会长期存留在环境中，并不断地迁移转化，带来极大的隐患。尤其是一些化工厂，由于泄露等原因造成的大量有机污染物的泄露，造成土壤及地下水中有机污染物浓度极高。这些污染物不断迁移和转化，通过呼吸道、消化道等进入人体，对人体形成极大的威胁，很多有机污染物，例如多环芳烃等都具有化学致癌作用以及光致毒效应。

针对有机污染土壤的修复，有物理方法，包括挖掘填埋法、通风法等；生物方法，包括投菌法、生物通气法等；化学方法，包括焚烧法、化学清洗法、光化学降解法、化学氧化还原法等。针对污染面积较大，污染物浓度极高的情况，采用物理方法需要耗费的工程量大，成本也相应较高，生物方法所需时间较长，难以在短时间内将污染物有效去除，而化学方法较前面两种方法而言，具有其明显的优势，包括对污染物种类不敏感、反应迅速、修复效率高、且修复成本较低等等。

许多室内实验都研究了化学氧化剂对于有机污染土壤的净化能力，常用的氧化剂包括过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸钠等。过氧化氢在碱性条件下极易分解，单独使用效率不高，有研究者通过添加硫酸亚铁，催化过氧化氢分解产生羟自由基，从而氧化有机污染物。但由于亚铁离子极易氧化，导致它应用在原位化学氧化修复中时，往往效率不高，且亚铁离子在中性pH条件下，极易形成沉淀。因此，需要添加合适的辅助剂，尽可能地保持氧化剂与污染物反应的pH在3附近，抑制过氧化氢的分解，并保证亚铁离子不形成沉淀，同时控制亚铁离子不被氧化，才能保证较高的氧化效率。

目前，对于一些有机污染废水的处理，已经有许多较为成熟的方法和装置，对于高浓度有机污染土壤的蒸汽处理，也有人研制了专门的装置，但对有机污染土壤采取化学氧化处理方式，目前国内尚无自主研发的设备。

发明内容

本发明的技术解决问题：针对利用过氧化氢和亚铁离子氧化有机污染土壤时，过氧化氢极易分解，且亚铁离子易氧化及在中性条件下会发生沉淀等问题，通过添加酸性螯合剂柠檬酸，一方面保证pH在3附近，抑制过氧化氢的分解，且使亚铁离子不形成沉淀，并与亚铁离子形成螯合物，缓慢释放亚铁离子，提高氧化剂对污染物的去除效率。

同时，自主研发化学氧化修复设备，对高浓度有机污染土壤进行处理。

本发明涉及以下所示的修复方法和设备：

有机污染土壤的化学氧化修复方法的步骤为：

A)将0～0.4mol/(kg土)的柠檬酸在螯合剂罐中溶解；

B)同时将0.03～0.4mol/(kg土)的硫酸亚铁加入催化剂罐中，加水溶解，配置成0.5mol/L的催化剂；

C)同时将1～2mol/(kg土)的过氧化氢溶液加入氧化剂罐中；

D)将有机污染土壤置入反应器，反应器容器底部有搅拌装置；

E)先将(A)步中螯合剂罐中的柠檬酸溶液，注入到反应器容器内；再将(B)步中催化剂罐中的催化剂，通过泵注入反应器容器内；

F)同时将(C)步中氧化剂罐中的过氧化氢溶液缓慢注入反应器容器内；

G)待(E)、(F)步中三种制剂到反应器中后，用搅拌装置搅拌0.5～2小时，使制剂与污染土壤充分混合并反应；

H)反应过程中逸出的气体通过气液分离装置分离后，利用有机溶剂正己烷进行吸收。

一种实现上述修复方法的设备，其包括氧化剂罐1、催化剂罐2、螯合剂罐3、软管4、电动阀门5、控制装置6、阀门开关7、泵8、流量阀9、反应器10、搅拌器11、搅拌器开关12、密封盖13、进液管14、排气管15、气液分离装置16、尾气处理装置17组成；其中，氧化剂罐1、催化剂罐2和螯合剂罐3均通过软管4连接到控制装置6，控制装置上的开关7用于控制电动阀门5和流量；电动阀门5分别控制连接氧化剂罐1、催化剂罐2或螯合剂罐3的软管闭合；泵8与反应器10以软管连接，反应器10中内置搅拌器11，顶端有密封盖13，并连有进液管14和排气管15；搅拌器11为滚轴式，旁边的开关12用于控制搅拌器的运行；反应器10通过排气管15与气液分离装置16连接，再通过排气管与尾气处理装置17连接。