[发明专利]一种电热活化过硫酸盐修复有机污染土壤的方法

说明书

本发明涉及一种电热活化过硫酸盐修复有机污染土壤的方法。本发明所述的修复有机污染土壤的方法是通过电极加热系统中的电场驱动氧化剂在土壤中可控分布，通过电极加热系统中形成的电热场对过硫酸盐进行活化，实现有机污染物高效去除，同时降低过硫酸盐的用量。本发明提供了一种高效节能的修复有机污染土壤的新方法。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种电热活化过硫酸盐修复有机污染土壤的方法。

背景技术

土壤环境中有毒有害有机污染物，如多环芳烃、卤代烃、石油烃等，对环境及人体健康具有严重危害。

有机污染土壤修复中，原位化学氧化修复具有避免土壤转移、周期短的优点，是常用的有机污染场地修复手段。氧化剂的活性直接影响原位化学氧化的修复效果，过硫酸盐本身具有强氧化性，其水解产生过硫酸根(S₂O₈^2-)，利用各种条件激发可产生更强氧化性的硫酸根自由基(·SO₄^-)，通过自由基链式反应，高效降解有机污染物。与H₂O₂相比，过硫酸盐更稳定，半衰期长，且pH适应范围较广，与H₂O或者OH^-反应还可生产·OH，因此，过硫酸盐越来越多被用于环境修复领域。

热活化是过硫酸盐的一种活化方式，通过使土壤升温，提供足够能量将O-O键断裂形成·SO₄^-。CN201320535117.0公开了一种热蒸汽活化过硫酸盐的土壤修复方法，其通过蒸汽输送单元实现过硫酸盐活化，但蒸汽活化过程温度较高，所需能耗高且活化过程较难控制。此外，CN201711440570.2公布了一种利用联合加热活化与化学活化(H₂O₂与Fe²⁺)协同方式促进土壤中有机污染物降解的方法，此过程通过过量施加药剂方式实现污染物强修复效果。目前热活化过硫酸盐氧化土壤有机污染物的问题主要在于热传递效率低、能耗高，过硫酸盐由于土壤传质阻力作用难以与污染物充分接触，在修复过程中，需要过量添加过硫酸盐药剂，导致修复成本升高，并且修复后环境中存在过量硫酸盐，对环境造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是，提供一种电热活化过硫酸盐修复有机污染土壤的方法，使土壤温度加热更均匀，修复过程中实现过硫酸盐在土壤中可控分布，修复后硫酸盐的定向富集，具有能耗低、药剂用量少的优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电热活化过硫酸盐修复有机污染土壤的方法，该方法在有机污染土壤中注入过硫酸盐水溶液；采用交流电产生旋转电场，通过对电极电压幅值、相位、频率的调节，调控过硫酸盐在土壤中的作用点位；将有机污染场地均匀加热至30-45℃，活化过硫酸盐降解污染物；修复完成后再通过调节电极电压幅值，使反应产物硫酸盐再富集收集。

所述有机污染土壤为多环芳烃、石油烃及卤代烃污染土壤，土壤有机质含量10％，优选5％，使加入的过硫酸盐尽可能多的参与修复土壤反应，减少过硫酸盐的用量，降低成本。

原位加热电极采用阵列形式布置，可以采用正三角形阵列、正六边形阵列。如此的布置方式有益于形成旋转电场，易受交流电控制，覆盖面积基本上是一个圆形区域，覆盖面积更大；边长的设置，在尽量节约成本的前提下使土壤加热更均匀。

所述加热电极布设深度为处理土壤下方延伸0.5-1m。

所述的过硫酸盐为过一硫酸钠、过二硫酸钠、过一硫酸钾、过二硫酸钾中的一种或几种。过硫酸盐水溶液的质量浓度不超过35％，水存在有利于硫酸盐的溶解和迁移，优选过硫酸盐水溶液的质量浓度为10-25％之间。

在修复土壤过程中，能通过调整交流电，实现有机污染场地温度及电场的调控。