[发明专利]一种热脱附耦合化学氧化的土壤修复方法

说明书

本发明公开了一种热脱附耦合化学氧化的土壤修复方法，包括：污染土壤筛分和破碎预处理，至土壤粒径达到热脱附要求的进料粒径；土壤经场地平整、定位和钻孔后确定污染区域，过硫酸钠氧化剂和自来水混配后注入到该污染区域，同步加入纳米零价铁材料进行催化氧化处理；再依次进入热脱附装置的上层预干段脱水、下层热脱附段高温分解有机污染物，然后经过尾端加湿系统调节土壤含水率，下层热脱附段产生的烟气通过喷淋塔收集，处理至达标后排放或回用。本发明采用热脱附耦合催化氧化技术进行土壤修复，可将大分子物质进行断链作用，降低土壤含水率，提高后续热脱附段处理效率，降低能源消耗，弥补热脱附处理法种类单一和二次污染严重的问题。

技术领域

本发明涉及土壤原位修复技术领域，更具体地，涉及一种热脱附耦合化学氧化的土壤修复方法。

背景技术

近年来，因经济飞速发展，产业结构不断优化升级，自然生态系统遭受严重创伤，在生态保护发展的理念下，污染土壤修复技术逐渐受到重视。热脱附技术是土壤修复关键技术之一，主要机理是将土壤中的污染物加热到一定温度之后，使污染物从土壤中挥发，主要用于有机污染场地的修复实践中，但其主要缺点在于能耗高，有机物去除效率较低等，需要将土壤加热至污染物的沸点，才能将土壤中的污染物除去，而土壤修复过程中要处理的土量巨大，土壤中成分复杂，加热所需的能量消耗很高。同时，某些有机污染物的分子量很高，或其结构稳定，一般加热温度条件下难以从土壤中挥发，导致经普通热脱附处理后，土壤中仍有较高的有机物残留。因此提高热能利用效率和回收效率，同时在热脱附前将稳定有机污染物降解为小分子化合物后进入热脱附处理会是土壤热脱附处理的发展方向。

目前，提升土壤修复效率的方法分为两个方向：

(1)通过添加铁类土壤调质材料，一方面提高系统的导热、传热性，另一方面，铁类材料本身对于无机物、有机物及重金属的去除有促进作用；

(2)热脱附耦合催化氧化/还原反应工艺，打断土壤中目标污染物的分子链，使高沸点的大分子有机物转化成低沸点的小分子有机物，提高后续热脱附段反应效率。

发明内容

针对现有技术的上述不足，解决热脱附土壤修复技术能耗高、处理污染物种类单一、二次污染问题严重，以及装备集成化程度较低和能源损耗大的问题，本发明的目的在于提供一种热脱附耦合化学氧化的土壤修复方法，通过强化增效功能材料改变土壤污染物的物理化学性质，以提高热传导效率，提升污染物处理效率。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种热脱附耦合化学氧化的土壤修复方法，包括以下步骤：

(1)预处理：污染土壤筛分和破碎预处理，至土壤粒径达到热脱附要求的进料粒径；

(2)化学氧化：步骤(1)预处理后的污染土壤经场地平整、定位和钻孔后确定污染区域，过硫酸钠氧化剂和自来水混配后注入到该污染区域，同步加入纳米零价铁材料进行催化氧化处理；

(3)热脱附：经步骤(2)化学氧化处理后的污染土壤依次进入热脱附装置的上层预干段脱水、下层热脱附段高温分解有机污染物；

(4)后处理：经步骤(3)热脱附处理后的土壤经过尾端加湿系统调节土壤含水率，下层热脱附段产生的烟气通过喷淋塔收集，塔中产生的液体经气液分离器后，液相至废水处理单元，气相送至废气处理单元，处理至达标后排放或回用。

步骤(1)中，所述污染土壤预处理在预处理大棚内操作，经振动筛将污染土壤中结块物料筛分成不同量级，经ALLU斗对污染土壤破碎筛分处理。

步骤(1)中，还包括破碎筛分后的污染土壤中混拌氧化药剂的步骤。

步骤(2)中，所述过硫酸钠氧化剂和自来水的质量比为1:1-100，所述纳米零价铁和混合药剂的质量比为1:0.1-10。