[发明专利]一种挥发性有机污染土壤低温热脱附的系统和方法

说明书

本发明公开了一种挥发性有机污染土壤低温热脱附的系统，包括热脱附单元，所述热脱附单元包括烘烤装置、旋风除尘器、间接式换热器和引风机，所述烘烤装置包括烘箱，烘箱内部设置有输送机，所述输送机从烘箱的入口处进入，并从烘箱的出口伸出，所述烘箱的热风入口设置于烘箱的箱体下部，热风出口设置于箱体顶部，所述热风出口与旋风除尘器连接，所述旋风除尘器与所述间接式换热器连接，所述间接式换热器与所述引风机连接。本发明利用预热空气对污染土壤进行烘烤，以去除挥发性有机污染土壤中的目标污染物，快速降低污染土壤含水率，减少污染土壤的预处理时间，节约污染土壤预处理占地体积。

技术领域

本发明公开了一种挥发性有机污染土壤低温热脱附和快速降低污染土壤含水率的系统和方法，属于污染土壤修复领域。

背景技术

由于历史原因，国内的有机物污染地块普遍存在污染物种类多、污染浓度高、污染深度较深等特点。在对有机物污染地块进行修复治理过程中，也不可避免存在“水土不分家”的现象，即在伴随着污染土壤的开挖深度的增加，污染土壤和地下水共存的现象非常普遍。在通过在修复地块四周建立止水帷幕，再通过降水井对地下水抽出处理后，才有可能对污染土壤采取开挖作业。

土壤中的水分为自由水和结合水，不同土壤性质，其含有的自由水和结合水的量也不一样，在污染土壤开挖后，土壤中的含水率必须通过一系列工程手段予以减少，其原因如下：

（1）污染土壤含水率过高，在污染土壤热脱附时造成运行成本大幅度增加；

（2）污染土壤在进料输送过程中会因进料不畅导致热脱附流程不能顺利进行；

（3）针对粘性大颗粒土壤，会导致热脱附不彻底现象的发生；

（4）含水率较高的污染土壤会粘附在石头、混凝土块、砖头等的缝隙处，或缠绕在塑料制品内，促使掺混在污染土壤中的这些杂质处理不彻底，或随着这些物质的运送造成二次污染。

常用的减少污染土壤的方法有：

1、在污染土壤中掺混生石灰，促使污染土壤中的一部分水分与生石灰结合后形成熟石灰同时放热，另一部分水分被蒸发，以达到降低污染土壤中的含水率的目的，增加污染土壤的疏松度，改善污染土壤的输送状态。一般加入污染土壤的生石灰质量占污染土壤的1-5%。污染土壤加入生石灰的熟化时间为2天左右。

2、通过使用ALLU斗反复筛分以降低污染土壤的含水率。一般每筛分一次可降低污染土壤2%的含水率，每个台班的ALLU斗（10小时左右）可处理500方污染土壤。

3、通过大棚内翻抛/旋耕晾晒的方式来降低污染土壤的含水率，一般污染土壤的堆积厚度为0.5米左右。

其中方法1、2的处理量只有500方/3天；为适应翻抛机/旋耕机的处理量，方法3需要占地面积很大的大棚。

采用上述三种方法对污染土壤预处理时，在密闭大棚内可挥发性气体的浓度非常高，这对作业人员的伤害非常大，作业人员无法长时间地在密闭大棚内作业。同时，密闭大棚的尾气处理负荷非常大，尾气处理设备的活性炭使用寿命很短。

目前针对挥发性有机污染土壤，一般采取常温热脱附的方式来处理，即通过在大棚内筛分、晾晒、翻抛、旋耕的工程手段，加大污染土壤与空气的接触面积以促使目标污染物通过蒸发、扩散的方式进入到气体中以达到去除目标污染物的目的，再通过对气体进行收集和处理以减少或杜绝二次污染。降低污染土壤含水率是通过在污染土壤中添加生石灰并经过1-2天的熟化以促使土壤中的水分与生石灰反应生成熟石灰及利用生石灰反应热蒸发污染土壤中的水以达到降低含水率及增加土壤输送度的目的，或经过多次筛分、翻抛、旋耕、晾晒的工程手段来实现。这些工程手段都需要较大的预处理空间；操作人员在具有高浓度目标污染物的密闭大棚内进行作业，对操作人员所带来的危害非常大；同时，对于较高沸点的有机物污染土壤，这些工程手段可能导致修复后土壤达不到修复目标值。

发明内容