[发明专利]适用于高粘性污染土壤的射频加热气相抽提高级氧化原位修复装置及其修复方法

说明书

技术领域

本发明属于污染土壤修复技术领域，涉及一种适用于挥发性及半挥发性有机物高粘性污染土壤的射频加热气相抽提高级氧化原位修复装置及修复方法和修复材料。 

背景技术

高粘性土壤中挥发性有机物和半挥发性有机物具有半衰期长、吸附力强和难处理等特点，有着不同于其他污染物的污染特性和危害性，被列为环境中潜在危险性大、应优先控制的毒害性污染物。这类污染物会威胁地下水源的水质安全、污染空气、改变土壤特性、危害农作物，同时，烃气积累于建筑物地下可能引发爆炸，并使与泄漏烃化合物接触的公用地下管网设施加速老化。 

虽然我国尚未出台相应的标准和法规对挥发性有机物污染土壤进行控制，但在上海等少数国内发达城市，挥发性有机物的危害问题已引起政府部门的高度重视，如何合理有效地处置有机物污染土壤已成为亟需解决的技术难题。 

发明内容

本发明的目的在于：提供一种适用于挥发性及半挥发性有机物高粘性污染土壤的射频加热气相抽提高级氧化原位修复装置及修复方法，以解决现有技术中挥发性及半挥发性有机物高粘性污染土壤的处理过程中修复效率低、耗时长的技术问题。 

本发明的技术方案如下： 

一种适用于高粘性污染土壤的射频加热气相抽提高级氧化原位修复装置，它包括一个或多个注射管，以及排布在注射管周围的多个加热抽提器；每个加热抽提器包括抽提管以及设在抽提管内的加热管，射频电极置于加热管中，射频电极通过同轴电缆与匹配器连接，匹配器通过同轴电缆与射频发射器连接；抽提管外 壳上有多个开孔；抽提管内加热管外部装有填料和催化剂；抽提管内壁设有一层网眼大小比填料和催化剂粒径小的网格；所有抽提管上部的抽提连接管连接在一起，并与冷凝单元、气液分离器、真空泵顺序相连。 

注射管与加热抽提器之间可以呈圆形、椭圆形、多边形或其它形式的排列分布方式；优选圆形排列分布方式（即注射管在中心，多个加热抽提装置分布在圆周上）；更优选正六边形排列分布方式（即加热抽提器有七个，分布在正六边形的六个点及中心点上；注射管有六个，分布在正六边形对角连线后形成的六个三角形的中心）。 

上述加热抽提器是一种集射频加热、负压抽提两种功能于一体的挥发性有机物修复设备，射频加热的功率可根据现场条件的不同而定制。 

一种使用上述修复装置的适用于高粘性污染土壤的射频加热气相抽提高级氧化原位修复方法，它包括如下步骤： 

（一）根据污染土壤场地具体情况，将多个加热抽提器和注射管排布在修复场地中（优选圆形或正六边形排列分布方式），多个加热抽提器之间的间距为2～5米（根据场地具体情况定）； 

（二）将所有加热抽提器的抽提连接管连接在一起，合并成一根共用连接管，再将该共用连接管与冷凝单元、气液分离器和真空泵顺序相连； 

（三）将经研磨后的碳酸钙粉末通过注射管直接注射至高粘性污染土壤中，添加比例为土壤质量的10%～15%； 

（四）将质量浓度为30%的过硫酸钠溶液通过注射管直接注射至高粘性污染土壤中，添加比例为土壤质量的20%～25%； 

（五）先预热一段时间，再在加热的同时开启真空泵进行抽提，采用间歇抽提方式，控制加热源的温度为100～500℃，加热时间100～140小时；在负压状态下，将抽提出来的热蒸汽，经过冷凝单元、气液分离器，最后进入尾气处理设备中进行处理。 

优选方案：上述方法中，间歇抽提方式为：每抽提12小时后，间隔12小时再抽；控制加热源的温度为200℃；加热时间120小时；可对从气液分离器出来的冷凝液进行有机相的回收。 

本发明的有益效果： 

本发明采用将由碳酸钙粉末和过硫酸钠溶液组成的复合型修复材料注射在加热/抽提井周围，激活了复合型修复材料的氧化性能，强化了半挥发性有机物的降解，与此同时提高了复合修复材料在土壤介质中的良好扩散性。修复材料A碳酸钙粉末通过注射管先注射进土壤中，吸收土壤中的水分，便于后续修复材料B过硫酸钠溶液在土壤中的传递。本发明在短时间内对高粘性污染的土壤修复效果明显，污染物去除率高。