[发明专利]汞污染土壤的低温热解处理修复方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种汞污染土壤的低温热解处理修复方法及装置。

背景技术

汞及其化合物具有很强的神经毒性和致畸作用，且积累效应和遗传毒性明显，一直是国内外极为关注的优先控制污染物。我国被Hg污染的耕地面积有3.2×10⁴公顷，每年产生的“汞米”达1.9×10⁸kg。在五十至八十年代中期，贵州省曾是中国乃至世界上重要的产汞地区，产汞量约占全国的70％，虽然自九十年代以来，生产规模逐渐萎缩，但仍然是回收和生产汞制品的重要基地。我国长期的汞开采及冶炼生产对周围的生态环境，尤其是对农田土壤造成了严重影响。

汞进入土壤环境，通过食物链对人体产生危害。根据对汞矿区周边的调查研究，某些汞矿周边土壤或污灌农田土壤中的汞含量高达500-700mg/Kg，甚至上千mg/Kg，周边农田大米中汞和甲基汞的含量分别高达569ng/g和114ng/g，人体每天甲基汞累积量平均为0.82-2.97g，污染区域汞含量显著高于WHO规定的0.47ug/Kg的标准，更高于美国EPA规定人体每天的汞暴露阈值为0.1ug/Kg。据调查，汞污染区域周边居民癌症和结石等发病率很高。以贵州万山汞矿为例，从1949年至此后的半个世纪，万山汞矿排放的废渣和含汞废气，对其区域及周边的生态系统造成了污染，并且堆存的尾矿和废渣堆仍在将继续向环境释放汞，成为二次污染源。局部调查研究已发现，汞矿邻近的农田生产的作物中汞和甲基汞含量明显增加，直接对当地的居民健康造成了严重威胁。据贵州省疾病预防控制中心和万山特区疾控中心的调查，万山汞矿污染区的居民尿汞平均含量超标3.5倍，头发含汞平均超标2.59倍，汞中毒患病发病率达4.3～5.8%，矿区人均寿命仅为58.4岁，汞暴露人群平均寿命为52.5岁，远远低于全省的人均寿命水平65.3岁。因此，汞污染土壤的处理和修复利用技术研发迫在眉睫。

污染土壤的修复方法从修复的原理上大致可分为物理方法、化学方法以及生物方法三大类。物理修复是指以物理手段为主体的移除、覆盖、稀释等污染治理技术。化学修复是指利用外来的或土壤自身物质之间的化学反应来进行污染治理的技术。生物修复是指利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤中的污染物，使污染物的浓度降到可接受的水平或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。污染土壤修复还可分为原位修复和异位修复两种操作方式，前者不需挖掘和输送土壤，可节约处理成本，但其通常需要较长的实施周期，且由于土壤及含水层存在差异性，不能保证处理的一致性；后者所需的修复周期相对较短，且可通过匀化、筛分、连续搅拌等手段更好地控制处理的一致性，但其需要挖掘土壤，所需费用较高且需增加工程设施。

目前国内外还没有一项针对汞污染土壤处理和修复的成熟的技术方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种汞污染土壤的低温热解处理修复方法及装置，它的能耗低，并且处理后土壤理化性质和自然肥力破坏较小，使得土壤在处理后回填并恢复农业生产，运行费用低。

本发明是这样实现的：汞污染土壤的低温热解处理修复方法，将被汞污染的土壤挖掘后进行破碎风干，使土壤含水率不高10％；然后将风干后的土壤投入热解装置中，热解装置的初始温度为250℃，在30分钟内加热升温至400℃以内，将土壤中蒸发出来的汞蒸汽经过气体回收装置进行冷凝回收。

低温热解处理修复方法的热解装置，包括进料装置，在进料装置上连接有热解炉，在热解炉上连接有燃料供应装置，在热解炉上设有出料装置，在在热解炉的排气口上连接有冷凝回收装置。

进料装置为手动进料装置或自动进料装置。

冷凝回收装置包括废气回收装置及含汞废水处理装置。

汞在常温下熔点为-38.87℃，沸点为356.73℃，汽化热为13.905kcal／mol，其挥发性较大，挥发速度随温度升高而急剧增加，汞受热蒸发后，汞蒸汽比空气重约6倍，20℃时密度为13.546g／cm³，易凝结，易与水分离；汞污染土壤热解后，土壤中残留的汞大部分都为残渣态；在采用合适措施后，土壤肥力完全可改善至适合作物栽培的状态。