本發(fā)明屬于污染土壤熱修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用加熱方式修復(fù)污染土壤的方法。

背景技術(shù)：

污染場地是人類在各種活動(dòng)中使用或堆存了有害物質(zhì)形成的，對人類健康和環(huán)境產(chǎn)生危害或具有潛在風(fēng)險(xiǎn)的空間區(qū)域。污染場地已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問題。構(gòu)成了對人類和環(huán)境的嚴(yán)重危害。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，工業(yè)〝三廢〞的不恰當(dāng)處置，礦區(qū)尾礦不合理堆放，油氣開采以及城市工業(yè)區(qū)的搬遷等造成的場地土壤污染問題日益突顯，有危害性的和潛在的有害環(huán)境地域，治理污染場地勢在必行。但我國的污染場地治理尚處在起步階段，修復(fù)技術(shù)尚不成熟，資金投入嚴(yán)重不足，急需研發(fā)成本低，效率高，環(huán)境友好的適合我國國情的修復(fù)技術(shù)。

我國經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展的過程中，由于對保護(hù)環(huán)境缺乏一定的認(rèn)知度，特別最近幾十年經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得環(huán)境的承受能力達(dá)到極限，污染場地問題尤為突出。我國污染場地中主要污染物有重金屬(如鉻、鎘、汞、砷、鉛、銅、鋅、鎳等)、農(nóng)藥、石油烴、持久性有機(jī)污染物、揮發(fā)性或溶劑類有機(jī)污染物及有機(jī)-金屬類有機(jī)污染物等。

為我國實(shí)現(xiàn)生態(tài)國家的長遠(yuǎn)規(guī)劃，還給人類一個(gè)青山綠水，國家在空氣、水、土壤等環(huán)境治理上投入巨資，為改善國人的生存環(huán)境，特別最近幾年我國把治理污染場地提到重要議程上來。目前污染場地中有機(jī)污染場地在我國數(shù)量多、治理成本高、成熟的工程化技術(shù)缺乏，成為我國土壤治理的難題。熱修復(fù)技術(shù)是有機(jī)污染場地修復(fù)技術(shù)中的重要技術(shù)之一，傳統(tǒng)的土壤修復(fù)技術(shù)源于發(fā)達(dá)國家，在我國場地修復(fù)實(shí)踐中由于修復(fù)成本高、尾氣達(dá)標(biāo)困難、管理不足等難以推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提出一種有機(jī)污染土壤熱修復(fù)方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：

一種有機(jī)污染土壤熱修復(fù)方法，用燃燒爐的煙氣原位或異位加熱有機(jī)污染土壤，使重金屬類污染、農(nóng)藥類污染、烴類污染、生物、營養(yǎng)類污染從土壤中分離。

優(yōu)選地，土壤加熱的溫度為500～800℃。

本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案為，有機(jī)污染土壤的原位熱修復(fù)方法，其包括步驟：

(1)在污染場地所在區(qū)域內(nèi)挖出貫通的溝槽；

(2)將保溫蓋板蓋在溝槽上面，將溝槽上部全部覆蓋，用土壤將蓋板間隙密封；

(3)溝槽的一端為煙氣入口，與燃燒爐的煙氣管道連接，通入煙氣加熱所述有機(jī)污染土壤，溝槽的另一端連接煙氣處理單元。

優(yōu)選地，污染場地挖出的溝槽深度為1～3.5m，寬度為0.5～1m，長度為10～40m，溝槽的另一端通過管路連接燃燒爐。

其中，所述煙氣處理單元包括順次連接的脫硝裝置、粉塵回收裝置、脫硫裝置和淋洗化學(xué)處理設(shè)備。

本發(fā)明的另一優(yōu)選技術(shù)方案為，有機(jī)污染土壤的異位熱修復(fù)方法包括步驟：將篩分后的污染土壤由加熱爐頂部送入加熱爐，通過燃燒器供給的混合熱蒸汽和煙氣對污染土壤加溫，將污染土壤中的有機(jī)污染物逐步脫附并分解，以達(dá)到土壤凈化的目的，處理后的土壤由加熱爐底部排料口排出。

更優(yōu)選地，通過循環(huán)煙氣和熱煙氣混合，控制熱修復(fù)土壤的煙氣溫度為650～750℃。

其中，所述加熱爐爐體為可拆分式，加熱爐為全封閉式，設(shè)定多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，對多層爐體內(nèi)的溫度、壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

其中，所述加熱爐內(nèi)各層設(shè)置多組螺旋式耙齒，污染土壤由頂部送入加熱爐，由上至下逐層卸料，對污染土壤均勻加熱。

其中，所述加熱爐的煙氣出口連接煙氣處理單元，所述煙氣處理單元包括順次連接的脫硝裝置、粉塵回收裝置、脫硫裝置和淋洗化學(xué)處理設(shè)備。

本發(fā)明的有益效果在于：

本方法對污染物為重金屬類，如；鉻、鎘、汞、砷、鉛、銅、鋅、鎳等，有較強(qiáng)的熱分解和穩(wěn)定作用；對有機(jī)污染物為農(nóng)藥類，如；殺蟲劑、殺螨劑、殺菌劑、除草劑、殺線蟲劑和植物生長調(diào)節(jié)劑等，在高溫下被有效脫附；對烴類污染物包括石油烴、鹵代烴、多環(huán)芳烴等有極高的熱解效果；對生物、營養(yǎng)類污染物在高溫下完全分解。

該工藝流程與設(shè)備可以配置應(yīng)用多種熱源，如：直火燃燒器、混合加熱器、燃料自然加熱、固體混合加熱(是指加熱的燃燒方式所用燃料)等配合工程運(yùn)行；

該工藝流程與設(shè)備熱效率高，同比節(jié)省20％～50％能源，大幅降低運(yùn)行成本；該工藝流程與設(shè)備為可拆分式，可按需求到工作場地安裝運(yùn)行，大幅降低項(xiàng)目投資。

附圖說明

圖1為有機(jī)污染土壤的原位熱修復(fù)的流程圖。

圖2為有機(jī)污染土壤的異位熱修復(fù)的流程圖。

圖3為加熱爐結(jié)構(gòu)簡圖，

圖4為有機(jī)污染土壤的原位熱修復(fù)的系統(tǒng)示意圖。

圖中，1為燃燒爐，2為溝槽，201為煙氣循環(huán)管路，3為脫硝設(shè)備，4為粉塵回收器，5為脫硫設(shè)備，6為淋洗化學(xué)處理器，7為加熱爐，701為變頻減速機(jī)，702為旋轉(zhuǎn)軸，703為卸料口，704為熱風(fēng)入口，705為污染土壤入口，706為煙氣出口。

具體實(shí)施方式

以下以具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，不用于限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例中，如無特別說明，所用技術(shù)手段為本領(lǐng)域常規(guī)的技術(shù)手段。

實(shí)施例1：

在進(jìn)行熱修復(fù)之前，首先對有機(jī)污染地區(qū)土壤進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果表明污染的土壤深度平均達(dá)到2米以上，因此本實(shí)施例中溝槽的深度為3m。對于污染情況較輕的區(qū)域，溝槽的深度可以在1-2米之間。

本實(shí)施例為有機(jī)污染土壤的原位熱修復(fù)，操作流程見圖1，包括步驟：

(1)在污染場地所在區(qū)域內(nèi)挖出貫通的溝槽；污染場地挖出的溝槽深度為3m，寬度為1m，長度為20m，溝槽的另一端通過煙氣循環(huán)管路201連接燃燒爐。

(2)將保溫蓋板蓋在溝槽上面，將溝槽上部全部覆蓋，用土壤將蓋板間隙密封；

(3)溝槽的一端為煙氣入口，與燃燒爐的煙氣管道連接，通入500～800℃的煙氣加熱所述有機(jī)污染土壤，溝槽的另一端連接煙氣處理單元。

其中，所述煙氣處理單元包括順次連接的脫硝裝置、粉塵回收裝置、脫硫裝置和淋洗化學(xué)處理設(shè)備。

本方法采用的系統(tǒng)參見圖4，燃燒爐1的煙氣管道與溝槽2一端的入口連接，貫通的溝槽以90度轉(zhuǎn)角迂回，延長了土壤被加熱的時(shí)間；熱修復(fù)土壤后的煙氣從溝槽2的另一端排出，經(jīng)過脫硝設(shè)備3、粉塵回收器4、脫硫設(shè)備5、淋洗化學(xué)處理設(shè)備6的處理，達(dá)標(biāo)排放。本實(shí)施例中，脫硝設(shè)備3為放置催化劑的脫硝塔，脫硫設(shè)備為濕法脫硫設(shè)備，用石灰水脫除煙氣中的SO_x，粉塵回收器4為袋式除塵器、淋洗化學(xué)處理設(shè)備6噴淋金屬萃取劑(按測得參數(shù)調(diào)整試劑參數(shù))溶液以脫除重金屬。處理后排出的煙氣溫度為80～90℃。

通過溝槽的另一端的煙氣循環(huán)管路201，與熱煙氣混合，將燃燒爐輸出的煙氣溫度控制為500℃(處理A)、600℃(處理A)、700℃(處理A)、800℃(處理D)。處理前后的濃度變化情況見表1。

表1 土壤中污染物的初始濃度及熱脫附處理后的濃度變化情況(ng g^-1)

熱修復(fù)的溫度700℃效果優(yōu)于500-600℃。處理的溫度達(dá)700℃以上，污染物中二噁英類物質(zhì)去除的更好，但對于其他有機(jī)污染物，效果沒有更大的改進(jìn)。因此在化工廠、農(nóng)藥廠等污染場地，優(yōu)選用700℃的熱修復(fù)溫度，考慮到溫控設(shè)備的控制范圍，可選用700±50℃的溫度熱修復(fù)有機(jī)污染土壤。實(shí)施例2

本實(shí)施例為有機(jī)污染土壤的異位熱修復(fù)方法，流程見圖2。

操作步驟為：有機(jī)污染土壤挖出，送入篩分上料機(jī)，將篩分后的污染土壤由加熱爐頂部的污染土壤入口705送入加熱爐(見圖3)，加熱爐7中心配有旋轉(zhuǎn)軸702，由變頻減速機(jī)701驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)軸702上設(shè)置六層耙齒，耙齒對應(yīng)放置土壤的六層篩板；篩板按照順序?yàn)閱螖?shù)的，固定于爐壁、與旋轉(zhuǎn)軸之間有下料通道；篩板按照順序?yàn)榕紨?shù)的，固定于旋轉(zhuǎn)軸、與爐壁之間有下料通道。旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)耙齒將污染土壤逐層卸料，加熱爐下部設(shè)熱風(fēng)入口704，各層通過燃燒器供給的混合熱煙氣(燃燒煙氣在混風(fēng)室同排出煙氣混合)對污染土壤加溫至700±10℃，將污染土壤中的有機(jī)污染物逐步脫附并分解，以達(dá)到土壤凈化的目的，處理后的土壤由加熱爐底部卸料口703排出。

其中，所述加熱爐爐體為多層可拆分式，便于移動(dòng)，在更換場地時(shí)利于運(yùn)輸。加熱爐為全封閉式，設(shè)定多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，對多層加熱爐體內(nèi)的溫度、壓力進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控。加熱爐內(nèi)各層設(shè)置多組螺旋式耙齒，對污染土壤加熱均勻，處理效果好。污染土壤異位熱修復(fù)加熱爐為全封閉式，所以熱效率高，能耗低，處理效果好。

加熱爐的煙氣出口706連接煙氣處理單元，所述煙氣處理單元包括順次連接的脫硝裝置、粉塵回收裝置、脫硫裝置和淋洗化學(xué)處理設(shè)備。

以上的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上還可做多種修改和變化，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。