[发明专利]热脱附联合氧化剂修复有机物污染土壤的装置及修复方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种热脱附联合氧化剂修复有机物污染土壤的装置及修复方法。

背景技术

改革开放以来，随着我国工业化的迅速发展，城市规模逐渐扩大，从而使城市化进程取得了前所未有的发展。在城市不断向外围扩展的过程中，原来大量处于外围且存在污染的工业企业也逐渐成了城市中心区域的一部分；而城市中心区域的人口往往高度集中，这些存在污染风险的工业企业对人体健康和环境安全造成了极大的威胁。为了适应改善城市环境质量、优化城市功能结构的要求，我国对城市中心区域的改造实行了“退二进三”的政策。由此，20世纪90年代以来，我国较发达城市首先出现了大规模工业企业搬迁的现象。

因污染企业搬迁遗留了大量的污染场地，搬迁后引起的环境污染事故和对人体健康的危害事件时有发生。另外，由于石油工业的发展，引起的汽油、柴油等挥发性（VOCs）有机污染物带来的污染事故。如输油管道破裂，储油槽渗漏，加油站搬迁等引发的土壤环境问题。

根据对我国目前大多数有机污染土壤的检测，其中主要污染物有总石油烃类，含量可达1786～40167 mg/kg；多环芳烃，含量达26.10 mg/kg，超过国标《土壤环境质量标准》第三级标准值。

过去几十年，受历史时期经济技术条件及人们认识水平等多种因素的制约，石油企业在为国家做出重大贡献的同时，也带来了一系列的环境问题：油气开采过程中的废水、废气、落地原油、废气钻井液等污染物排入环境会对水体、大气、土壤和生态环境造成影响。随着石油资源的广泛应用，环境中的石油污染越来越严重。在石油生产、贮运、炼制加工及使用过程中，也会有石油烃类的溢出和排放，造成油田和石化工厂周围水体和土壤严重的石油污染。当今世界上石油的总产量每年约有22亿t，其中17.5亿t是由陆地油田生产的。全世界每年有800万t进入环境，我国每年有近60万t进入环境，污染土壤、地下水、河流和海洋，每年新增污染土壤 1×10⁵ t。

到目前为止，受石油类污染物污染的土壤和地下水分为异位修复和原位修复。异位修复是将污染的土壤和地下水转移到地面以上进行处理，包括现场处理、堆制处理、热解处理、土壤淋洗、生物反应器等。原位修复指受污染的土壤地下水在原位处理，处理期间基本不被搅动包括土壤淋洗、原位生物修复和原位化学修复等。原位修复因其费用相对较低，对环境扰动小、二次污染小等优势成为土壤修复技术的研究和实践主流。

本发明采用的是新型的热脱附处理和化学氧化剂联合处理污染土壤的技术。热脱附处理技术，一般是指通过直接或间接的热交换，将污染土壤中的有机污染物自身分解、蒸发、氧化，并与受污染的土壤分离。对热脱附处理不完全的污染物采用化学氧化剂处理。目前已有很多使用强氧化剂（如臭氧、过氧化氢和高锰酸盐）来处理有机物污染的土壤和地下水的方法（如表面处理、渗流、过滤、脱附）。其中，高锰酸盐是一种处理有机物的强氧化剂，能够处理的有机物包括：乙苯，甲苯，二甲苯，二氯甲烷，1，2-二氯乙烷，1，1，1-三氯乙烷，四氯化碳，三氯甲烷，氯苯，二溴化乙烯，叔丁基醚，四氯乙烯，三氯乙烯，二氯乙烯，氯乙烯等。

在原位修复高浓度有机物污染的土壤过程中，为了使有机物浓度达到安全的范围，若直接使用高锰酸盐进行氧化，会生成大量的二氧化锰沉淀。虽然一般来讲，二氧化锰是一种天然存在的无害矿物质。但在含有大量有机污染物的土壤中，去除有机物所需的高锰酸盐氧化剂的量是很大的，反应后产生的二氧化锰的量就会超过安全浓度，所以一般情况下不能直接使用高锰酸盐进行修复。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种热脱附联合氧化剂修复有机物污染土壤的装置及修复方法。

一种热脱附联合氧化剂修复有机物污染土壤的装置，在污染土壤区域地表设置保温层，用以防止热量散失；在保温层下方的污染土壤区域中分别设置至少1个注射井和至少1个气体收集井；所述注射井的深度均穿过污染区域1~2 m，达到未被污染的土壤；所述注每个射井井壁上均设置多个横向管道，用以增大其作用半径；所述注射井内设置至少1个注射器，所述每个注射器均通过空气阀门与空气压缩机相连，所述每个注射器均通过加药阀门与加药箱相连；所述空气压缩机与空气加热器相连，空气加热器、空气压缩机和真空抽吸泵分别与电动力控制装置相连；所述真空抽吸泵分别与输送泵和至少1条真空抽吸管道相连，所述每条真空抽吸管道的下端管口均设置于气体收集井内。

所述保温层的材质为PCB铝基板。

所述保温层分别与每个注射井和每个气体收集井直接焊接相连，实现无缝连接。