[发明专利]超临界水氧化技术处理有机物污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术中的土壤污染治理领域，涉及一种利用超临界水氧化技术处理有机物污染土壤的工艺和方法，特别是污染土壤的有机物成分复杂且难以用其它方法有效净化的领域。

背景技术

土壤是地球上生命活动不可缺少的重要物质，是维持地球生态系统碳氮硫磷等物质循环最重要的基础，也是人类赖以生存的主要自然资源之一，是发展经济和农业最重要的资源。但是随着工业、城市污染的加剧和农药化肥等农用化学物质种类、数量的增加，土壤污染日益严重。

土壤污染是指进入土壤中的有害、有毒物质超出土壤的自净能力，导致土壤的物理化学和生物学性质发生改变，降低农作物的产量和质量，并危害人体健康的现象。土壤污染具有隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆转性和难治理性等特征，积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。污染土壤的有机污染物主要包括：各种化工废弃物、化工厂有毒泄漏物、有机农药、石油炼制产品、火炸药生产排放物、酚类、氰化物、苯类物质、多环芳烃等，以及由于城市污水、污泥带来的有害微生物等。这些有机污染物大多具有难降解、易蓄积、残留期长等特性，既污染环境又危害人类健康。

而且随着我国经济持续快速发展，城市规模不断扩大，出现大批关闭搬迁或待关闭搬迁的农药、化工等环境污染较为严重的生产企业，这些企业污染较为严重的原场地面临着用地功能的转化和再次开发利用，这些被污染的土壤只有被治理达到功能标准以后才能被再次利用。这些污染严重的场地如果不进行治理修复，必将严重威胁人体健康和环境安全。因此治理土壤污染，特别是危害较大、成分复杂且较难降解的有机物污染，已经成为现今刻不容缓的问题。

目前对有机物污染土壤的治理方法是挖出土壤后进行后续处理，包括填埋、焚烧、淋洗、吸附、超声波、微波、生物处理法等。对于有机物污染的土壤，受污染物类别、土壤类型等的影响，目前为止没有一项特殊的技术具有普遍适用性，而且这些方法都存在各自的缺点：如填埋法处理简单费用昂贵；焚烧法设备复杂、能耗较大、费用昂贵，还存在逸出有害气体和残余灰烬的二次污染；吸附法、超声波、微波净化效果不理想，生物法处理周期较长，处理效果也不理想；淋洗法存在多数有机物与淋洗剂互溶性较小的问题，以及淋洗液耗量大、淋洗废液处置、废液处理耗时较长、淋洗剂对土壤二次污染等问题。

超临界水氧化技术(SCWO)是一种新兴的有机废物处理技术。将水的温度和压力升高到临界点(临界温度Tc＝347.3℃，临界压力Pc＝22.1MPa)以上，水就处于一种既不同于气态也不同于液态和固态的流体态——超临界态。由于水在超临界状态下是气液两相界面消失的单相体系，可与有机物、氧气、空气等以任意比例互溶，使本来发生的多相反应转化为单相反应，反应不再因相间转移而受到限制，从而加快了反应速率，反应时间一般只需几秒至几分钟；利用超临界水氧化技术可将难受污染土壤中降解的有机物彻底转化为CO₂和H₂O，将氮转化为N₂或N₂O等无害物质，将水体中的磷、氯、硫等元素深度氧化，以无机盐的形式从超临界水中沉积下来，实现有机有毒污染物的无害化，污染物净化率可达95％以上。

目前超临界水氧化技术主要用来处理各种废水，尚无利用超临界水氧化技术治理污染土壤的相关研发报道，已经申报的专利“污染土壤的超临界流体修复处理系统”(申请号201210004561.X)描述的是利用超临界CO₂萃取技术修复土壤污染的方法，不属于超临界水氧化技术范畴。因此利用超临界水氧化技术的优点，研发治理污染土壤的方法，对于推动其技术发展和工程应用具有重要的意义。

发明内容

为了解决现有的有机物污染土壤处理技术存在净化效率不高，二次污染，处理周期较长等问题，本发明公开一种利用超临界水氧化技术处理有机物污染土壤的方法，各种有机污染物在超临界水氧化条件下都最终生成无毒无机物，可直接排放进入环境中。

有机物污染土壤超临界水氧化处理方法，包含以下步骤：

(1)首先将污染土壤放入到土壤粉碎装置中利用破碎机中进行破碎，然后通过初步筛分设备剔除石块、树根等大块杂物，并对粉碎后的土壤进行和二级筛分并过滤；

(2)将经过二级筛分并过滤后的土壤颗粒送入到泥浆配置装置中，并加水充分搅拌配置成含水率为5％～80％的泥浆，含水率最好为10％～30％；

(3)将配置好的泥浆通过预热装置进行预加热；