[发明专利]一种有机物污染土壤溶剂淋洗耦合热脱附处理方法及系统

说明书

本发明公开一种有机物污染土壤溶剂淋洗耦合热脱附处理方法及系统，该系统包括脱附反应器、溶剂槽、燃烧器、烟气调温装置、泵、多个阀门；采用可溶解有机污染物的可燃性溶剂淋洗污染土壤，洗脱有机污染物，含有机污染物的可燃性溶剂作为燃料与助燃气体混合燃烧，产生高温烟气调温至土壤热脱附所需的温度，热脱附修复溶剂淋洗后土壤中残留的可燃性溶剂，再通过燃烧器分解处理；本发明兼具溶剂淋洗和热脱附修复法的优点，对有机污染物挥发性无特殊要求、热脱附温度低、对土壤破坏作用小，同时可热力燃烧分解有机污染物，既可多段脱附反应器并联，也可选用多个脱附反应器串联的形式。

技术领域

本发明属于污染土壤的再生领域，具体涉及一种有机物污染土壤溶剂淋洗耦合热脱附处理方法及系统。

背景技术

随着工业化的快速发展及矿产资源的不合理开采、冶炼排放、污水灌溉、大气沉降及施用农药等，使我国的土壤环境遭到了严重破坏。土壤污染修复作为下一个“五年规划”的重点，已经启动。但是由于土壤环境的多介质、多界面、多组分和非均一性的特点，以及土壤污染来源广泛、污染性质特殊等，为土壤污染治理加大了难度。目前我国土壤污染修复技术研究尚处于发展阶段，多为借鉴国外成熟技术，土壤污染修复技术仍需不断创新改进。

污染土壤修复方法包括物理修复、化学修复、生物修复以及联合修复方法和技术体系。其中，土壤淋洗修复技术可快速将污染物从土壤中移除，短时间内完成高浓度污染土壤的治理，且治理费用相对低廉，现已成为污染土壤快速修复技术研究的热点和发展方向之一。土壤淋洗技术是根据污染物的种类和性质，选择合适淋洗剂注入污染土层中，从而将土壤中的污染物有效的洗脱出来，达到去除污染物的目的。在美国超级基金资助的修复项目中，有8个土壤淋洗异位修复示范场地，国外学者对有机污染场地土壤异位淋洗修复早在20世纪80年代就已开展相关研究。有机污染土壤淋洗技术的优点：（1）洗脱效率主要取决于污染物在溶剂中的溶解度，通过选择适当的溶剂可实现高效修复；（2）对土壤性质的破坏小；（3）可修复有机污染物范围宽；（4）效果好、周期短和成本低。该技术对挥发性、半挥发性、挥发性有机污染物均适用。然而，实践证明，现有有机污染土壤存在的问题：（1）土壤中残留有机溶剂量大，易导致二次污染；（2）含有机污染物的淋洗液处理处置困难。

热脱附技术是指在真空条件下或通入载气时，通过直接或间接热交换，将土壤中的有机污染物加热到足够的温度，以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离，进入气体处理系统的过程。热脱附技术是一项有效的有机污染土壤修复方法之一，可有效的去除土壤中的挥发性、半挥发性有机污染物，如：挥发性有机物（VOCs）、多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）等。这项技术始于20世纪80年代，在美国有机污染土壤采用热脱附技术进行修复的比例达到70%以上。有机污染土壤热脱附修复的优点：（1）对挥发性高的有机污染物修复效果好；（2）可实现对有机污染物的彻底分解破坏；现有有机污染土壤热脱附修复技术存在的问题：（1）对高沸点、难挥发的有机污染物不适用；（2）为提高对难挥发性有机物的脱附效果，需采用高温处理，对土壤结构、性质的破坏严重，不利于修复土壤的后续利用和处理；（3）采用焚烧法处理含有有机污染物的的尾气，焚烧后的烟气温度达800~1200℃，能耗大、运营成本高、余热不能充分利用；（4）脱附过程后产生的含有有机污染物的废气不能很好的净化且分离出的有机污染物不能彻底分解。

可燃性有机溶剂淋洗液是决定修复的成本和可行性的主要方面，低成本、易获取的可燃性有机溶剂有利于技术的实施与推广。现有技术多采用表面活性剂或以表面活性剂为主制备的药剂（CN 101342541 B、CN 102601106 B、CN 104787832 B、CN 103918437 B、CN104801536 B）、有机酸（CN 105880272 B）、螯合剂（CN 103320139 B）等淋洗污染土壤。现有技术多采用活性炭吸附的方法回收利用淋洗过后的淋洗液（CN 102974607 B、CN103722005 B、CN 104787832 B），处理效率并不是很高效且土壤中残留的淋洗液也不能很好的处理。