[发明专利]一种挥发性有机物－重金属复合污染土的碳化修复处理系统

说明书

本发明公开了一种挥发性有机物‑重金属复合污染土的碳化修复处理系统，该系统包括：预处理装置、污染监测装置、搅拌蒸压装置、掺混装置、粒化装置、碳化装置和收集处理装置。通过上述装置依次工作，完成复合污染土中有机物的挥发、污染土与固化剂的均匀掺混及固化污染土颗粒的快速碳化；特设多个监测装置与集合控制器，根据监测出的有机物成分和浓度及重金属成分和含量，结合温度和含水率的监测结果，来调节加热时间、固化剂掺量和碳化时间，从而达到最优工作效率；整个系统更具流程化，系统操作简捷、经济安全、连续作业率高，生产出的碳化污染土颗粒硬度大、强度高、浸出率低，可用作路基、机场跑道、工程回填料等，具有巨大的工程建设意义。

所属领域

本发明公开了一种挥发性有机物-重金属复合污染土的碳化修复处理系统，属于生态环境修复领域装置类，具体是对污染土中挥发性有机污染物和重金属污染物的处理。

背景技术

土壤作为人类赖以生存的非再生资源，土壤中的有毒、有害残留物及其污染积累已成为当前社会各界最关注的环境问题之一。在长期的矿山开采、冶炼、化工等工业化进程中，大面积的工矿企业用地出现了严重土壤污染问题，且以一种不容忽视的速度和趋势在全国蔓延。随着我国产业结构调整和城市化进程的快速推进，一些地理位置优越的污染企业被迫关停或搬迁，迫切需要重新规划为商业用地和住宅用地，然而企业搬迁后遗留的污染场地被暴露出来，如重金属污染场地、有机污染场地和复合污染场地。传统的污染企业在长期工业生产过程中，由于工艺简单、试剂组成复杂，也往往引起企业场地出现有机物-重金属复合污染。复合污染土是指土壤中共存有两种或两种以上的污染物，且污染物浓度达到或超过国家土壤环境质量标准或水平，复合污染土形式多样，主要包括有机复合污染、重金属复合污染及有机和重金属复合污染等。若不对污染土进行有效修复治理，污染物将通过大气、土壤或地下水等途径危害环境和人类健康，严重阻碍了城市的建设发展。尽管国内外对两种类型的单独污染土及不同重金属复合污染土进行了大量研究，提出了相应的修复方法与技术，但由于土壤污染现状的多元化和复杂化，有机物和重金属间的相互作用及污染问题的复杂性和不确定性往往加剧污染风险。

近年来，国内外在污染土壤的物理修复、化学修复和生物修复等方面取得了快速发展，有些技术已经进入到商业化实用阶段并取得了显著效果。在这几种常见修复技术中，物理修复是通过物理方法去除污染物，包括挖掘填埋、电动修复和热解吸技术等；化学修复是根据土壤中污染物的化学性质而采取措施，包括土壤淋洗、固化/稳定化等；生物修复指通过植物或微生物的新陈代谢将土壤中的污染物降解为二氧化碳、水或其他无公害物质，包括植物修复和微生物修复。对于有机污染土常采用植物/微生物修复、氧化/还原、气相抽提、焚烧、化学淋洗及电动修复等；对于重金属污染土常采用化学稳定/固定、植物修复、化学淋洗和电动修复等；而对于有机物-重金属复合污染土，传统技术常采用植物修复、土壤淋洗和电动修复等。植物修复特别适应于以重金属为主的酸性复合污染土，其优点是成本低、使用范围广，但对有机物降解率低、处理周期长；化学淋洗具有提取率高、重金属和有机物修复效果好等优点，对于弱结合态的氢氧化物、氧化物和碳酸盐等具有很好的修复效果，但淋洗剂消耗量大、成本高，在土壤中难以降解、易形成二次污染；电动修复是在土壤-液相体系中插入电极，通入直流电使污染物在电场作用下向电极迁移富集并发生氧化还原反应，具有操作简单、适用于低渗透性土壤等优点，但该技术依赖于污染物的溶解度和迁移性，不适于非极性有机物、易破坏土壤结构。热解吸技术是一种高效的土壤修复技术，具有操作简单、处理效率高等优点，适用于汞等半挥发性金属污染土，处理后的土壤性质变化大、成本高。固化/稳定化技术主要通过吸附、沉淀、络合、氧化还原等化学手段将重金属污染物包裹或固定起来，进而降低污染物的迁移能力，达到减小污染物扩散的目的，该技术经济高效，更适合中度污染土。针对挥发性有机污染土，常采用化学氧化法和物理抽提法去除，但氧化还原法在处理过程中易造成二次污染，物理抽提法去除不彻底、所用能源源于电网，与自然环境不协调，均存在一定局限性。