專利名稱：有毒有機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速處理裝置及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種污染物的處理方法，特別是一種快速處理污染土壤的方 法。本發(fā)明也涉及一種快速處理污染土壤的設(shè)備。
(二)
背景技術(shù)：
隨著化學(xué)物質(zhì)在工業(yè)上用量的與日俱增，工業(yè)也越來越繁榮發(fā)展，但這同時 也帶來了巨大風(fēng)險，突發(fā)性污染事故時有發(fā)生，這類事故形式多樣、發(fā)生突然、 難于處置、危害嚴(yán)重，是構(gòu)成社會的不安定因素之一。突發(fā)性環(huán)境污染事故對社 會的危害已成為當(dāng)今世界極為關(guān)注的問題之一。環(huán)境污染事故具有時間上的突發(fā) 性、形式不確定性、危害的嚴(yán)重性和處理處置的艱巨性，如果處理不及時，不僅 會給環(huán)境造成危害，也會給國家和人民群眾的財產(chǎn)帶來巨大損失，直接影響到人 們的生命安全、生活的正常秩序和社會穩(wěn)定。環(huán)境污染事故除導(dǎo)致直接的人員傷 亡和財產(chǎn)損失外，有時還會嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡，使環(huán)境質(zhì)量惡化，產(chǎn)生近期或遠 期有效應(yīng)，其經(jīng)濟損失往往是無法定量估算的。
隨著近年來我國經(jīng)濟快速發(fā)展，生產(chǎn)和消費有毒有機化學(xué)品種類和數(shù)量在日 益增長，這些有毒有機化學(xué)品在生產(chǎn)、銷售、運輸、儲存、使用等環(huán)節(jié)的惡性事 故時有發(fā)生，在工業(yè)區(qū)，特別是化工廠和危險化學(xué)品比較集中的地方，有毒有機 化學(xué)品的泄漏事故是發(fā)生頻率較高的一種突發(fā)性污染事故。如深圳市化學(xué)品倉庫 爆炸事故、重慶開縣井噴事故，發(fā)生在河北省保定市境內(nèi)的兩起危及水環(huán)境安全 的事故具有典型性和代表性。
事故發(fā)生后如何建立有效的應(yīng)急處理措施，防止和應(yīng)對突發(fā)環(huán)境污染事故， 實施有效的補救，使污染事故得到有效控制，控制大規(guī)模的環(huán)境污染，維護環(huán)境 安全，已成為環(huán)境保護工作的重大新課題。
專利申請?zhí)枮?2147841.4的發(fā)明專利文件中公開的"一種污染土壤的處理 方法及設(shè)備"中所涉及的處理污染的方法及設(shè)備，處理土壤污染濃度低，利用臭 氧處理污染土壤成本較高。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
3本發(fā)明的目的在于提供一種處理方法時間短，處理效率高，操作成本低的有 毒有機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速處理方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種有毒有 機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速處理方法的處理設(shè)備。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
本發(fā)明的有毒有機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速處理裝置由投加及外排機構(gòu)、反 應(yīng)機構(gòu)、加熱機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和底座組成；投加及外排機構(gòu)包括進料斗1、取樣 口 8;反應(yīng)機構(gòu)包括反應(yīng)罐體2、安裝在反應(yīng)罐體中的擋板4，反應(yīng)罐體底部有 供反應(yīng)罐旋轉(zhuǎn)使用的滑輪9;加熱機構(gòu)為設(shè)置在反應(yīng)罐體外的保溫套加熱3;驅(qū) 動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)速驅(qū)動器6、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕5;底座包括支撐架10和反應(yīng)罐撬起按鈕7。
本發(fā)明的有毒有機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速處理方法包括投加期、反應(yīng)期和
排泥期三個階段；在反應(yīng)前期，將定量污染土壤通過進料斗加入到反應(yīng)罐中，投 料量占反應(yīng)罐筒體體積的1/2，并按照土水比為m:V4:l的比例加入水將土壤與 水在反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動攪拌下混勻，使土壤處于流動狀態(tài)，調(diào)節(jié)反應(yīng)罐內(nèi)的土壤pH 為中性條件；處理過程進入投加期，將氧化劑加入到反應(yīng)罐中，在反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動 攪拌作用下使氧化劑與污染土壤充分混勻；之后進入反應(yīng)期，在這個過程中，土 壤中的污染物質(zhì)在反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動攪拌下與氧化劑充分反應(yīng)，必要時啟動加熱機 構(gòu)；最后進入排泥期，關(guān)閉反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)旋鈕，處理之后的土壤通過取樣口 排出。
本發(fā)明可以將有機污染物分解為二氧化碳、水等，處理后土壤毒性大大降低。 該處理方法時間短，處理效率高，操作成本低。以有毒有機化學(xué)品污染土壤為處 理對象，在一定的時間內(nèi)，有毒有機化學(xué)物質(zhì)能夠達到較高的去除率，從而及時 快速降解有毒有機污染物、消除毒害性，并對維護環(huán)境安全起到了一定的積極作 用。
該方法可以用于有毒有機化學(xué)品泄漏、擴散污染事故、溢油事故等造成的污 染土壤的現(xiàn)場快速應(yīng)急處理。

圖1是本發(fā)明的處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是處理罐的的主視4圖3是處理罐的左視圖4是本發(fā)明的處理方法處理效果隨溫度變化曲線；
圖5是本發(fā)明的處理方法處理效果隨處理時間的變化曲線；
圖6是本發(fā)明的處理方法處理效果隨體系pH變化曲線；
圖7是本發(fā)明的處理方法處理效果隨反應(yīng)罐轉(zhuǎn)速的變化曲線；
圖8是本發(fā)明的處理方法處理的五氯酚污染量與所需K2S20s投加量的關(guān)系；
圖9是本發(fā)明的處理方法處理污染土壤的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述
結(jié)合圖1-圖3，實施該處理方法的裝置是一種土壤處理罐，以五氯酚污染土 壤為目標(biāo)污染土壤，由投加及外排裝置、反應(yīng)裝置、加熱裝置、驅(qū)動裝置和底座 裝置組成；投加及外排裝置包括進料斗l、取樣口8;反應(yīng)裝置包括反應(yīng)罐體2、 擋板4，筒體底部有滑輪供反應(yīng)罐旋轉(zhuǎn)使用；加熱裝置包括保溫套3，在必要時 為處理有毒有機污染物提供一定的溫度，以達到較高的處理效果；驅(qū)動裝置包括 轉(zhuǎn)速驅(qū)動器6、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕5，底座裝置包括支撐架IO，反應(yīng)罐撬起按鈕7可 使反應(yīng)罐傾倒出罐內(nèi)土壤。
處理過程可分為投加期、反應(yīng)期和排泥期三個階段。在處理之前，通過進料 斗向反應(yīng)罐中投加lkg污染濃度為15g/kg的模擬五氯酚污染土壤，并按照土水 比1:1 (m:V)的加入原則加入1L水，打丌反應(yīng)罐旋轉(zhuǎn)旋鈕，使反應(yīng)罐在30r/min 的轉(zhuǎn)速下勻速旋轉(zhuǎn)，直至土水混勻。此時，將體系調(diào)節(jié)至中性條件，打開電熱套 調(diào)節(jié)溫度，使反應(yīng)罐內(nèi)體系溫度在6(TC左右。在投加期，投加濃度為50g/L的 K2SA溶液，使五氯酚與K2S2(V溶液完全反應(yīng)而達到去除五氯酚的目的。反應(yīng)期之 后，在排泥期，將處理之后的土壤溶液傾倒至離心機內(nèi)使之泥水分離，泥安全排 放。
該方法可以用于有毒有機化學(xué)品泄漏、擴散污染事故、溢油事故等造成的污 染土壤的現(xiàn)場快速應(yīng)急處理。 試驗結(jié)果如下
試驗?zāi)M五氯酚污染濃度為15g/kg，向反應(yīng)罐內(nèi)投加lkg上述污染土壤， 反應(yīng)罐轉(zhuǎn)速調(diào)至30r/min，在中性處理環(huán)境下，加熱處理60min，有機污染物的
5去除率可高達83.21%，加大氧化劑的用量或延長處理時間，會提高有毒有機污 染物的去除率。
1、 反應(yīng)體系在不同溫度下處理污染土壤，加熱處理60min后，結(jié)果表明土 壤處理溫度為60'C時該方法的處理效果最好，如圖4所示。
2、 反應(yīng)體系處理不同的時間后，得到不同處理時間的五氯酚處理效果。得 到了處理時間與五氯酚降解率之間的關(guān)系，研究表明，處理時間為60min時為最 佳處理時間，如圖5所示。
3、 將反應(yīng)體系置于不同的pH下，討論反應(yīng)處理體系的pH對污染土壤處理 效果的影響，由于在不同的pH下，{(252()8產(chǎn)生自的由基不同導(dǎo)致五氯酚降解率的 不同，試驗結(jié)果表明中性條件的處理體系為最佳處理環(huán)境，如圖6所示。
4、 反應(yīng)罐繞軸線旋轉(zhuǎn)，可使土壤與氧化劑充分混勻，從而提高五氯酚的降 解率。如圖7所示，五氯酚的降解率隨著轉(zhuǎn)速的提高而升高。
5、 模擬不同污染濃度的土壤，加入一定量K2S208進行處理，討論不同污染濃 度的土壤所需的K2SA的量。由試驗結(jié)果得到不同五氯酚污染濃度的土壤與K2S208 投加量的關(guān)系，y=10. 114x+46，相關(guān)系數(shù)1 2為0.9979， x為五氯酚的污染量(g)， y為所需的K2SA的量(g)，如圖8所示。根據(jù)五氯酚污染量與所需K2S^的量之 間的關(guān)系可以得到K2S2Os的處理效率為48. 8mmo1 K2S208/g PCP，即20. 5g PCP/mo1 K2S20s。
6、 在最佳反應(yīng)條件的基礎(chǔ)上，本發(fā)明設(shè)計了處理丄壤點源污染事故的工藝 流程，如圖9所示，包括K2SA氧化劑的加入，泥水分離，并且設(shè)置了回流罐回 流反應(yīng)上清液，以達到反應(yīng)液循環(huán)使用的目的。本工藝流程處理污染土壤效率高， 而且不會產(chǎn)生二次污染。圖9中11-試劑槽、12-泵、13-反應(yīng)罐、14-液固分離 澄清器、15-抽泥泵、16-貯水槽、17-泵。
該處理方法的有益效果是
(1) 該處理方法適合有毒有機化學(xué)品污染土壤的應(yīng)急快速處理，此類污染 土壤如果不及時處理會造成生命威脅與健康影響、經(jīng)濟損失、生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破 壞等，故此發(fā)明對維護環(huán)境和保障生命有積極作用。
(2) 該處理方法對污染土壤的處理效果明顯。試驗中按lkg污染濃度為 15g/kg的土壤處理，在中性環(huán)境下，轉(zhuǎn)速調(diào)至30r/min時，處理60min，五氯酚去除率高達83. 21%，該處理方法的處理能力為20. 5g PCP/mol K2S208。
(3)該處理方法處理有毒有機化學(xué)品污染土壤處理條件溫和，適合一般土 壤的污染。
權(quán)利要求
1、一種有毒有機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速處理裝置，其特征是由投加及外排機構(gòu)、反應(yīng)機構(gòu)、加熱機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和底座組成；投加及外排機構(gòu)包括進料斗(1)、取樣口(8)；反應(yīng)機構(gòu)包括反應(yīng)罐體(2)、安裝在反應(yīng)罐體中的擋板(4)，反應(yīng)罐體底部有供反應(yīng)罐旋轉(zhuǎn)使用的滑輪；加熱機構(gòu)為設(shè)置在反應(yīng)罐體外的保溫套加熱(3)；驅(qū)動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)速驅(qū)動器(6)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕(5)；底座包括支撐架(10)和反應(yīng)罐撬起按鈕(7)。
2、 一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的有毒有機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速裝置的處理方法包括投加期、反應(yīng)期和排泥期三個階段；其特征是在反應(yīng)前期，將定量污染土壤通過進料斗加入到反應(yīng)罐中，投料量占反應(yīng)罐筒體體積的1/2，并按照土水比為m:V=l:l的比例加入水將土壤與水在反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動攪拌下混勻，使土壤處于流動狀態(tài)，調(diào)節(jié)反應(yīng)罐內(nèi)的土壤pH為中性條件；處理過程進入投加期，將氧化劑加入到反應(yīng)罐中，在反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動攪拌作用下使氧化劑與污染土壤充分混勻；之后進入反應(yīng)期，在這個過程中，土壤中的污染物質(zhì)在反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動攪拌下與氧化劑充分反應(yīng)，必要時啟動加熱機構(gòu)；最后進入排泥期，關(guān)閉反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)旋鈕，處理之后的土壤通過取樣口排出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用權(quán)利要求1所述的有毒有機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速裝置的處理方法，其特征是所述的污染土壤是污染濃度為15g/kg的五氯酚污染土壤，所述的氧化劑是投加濃度為50g/L的K2S20s。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用權(quán)利要求1所述的有毒有機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速裝置的處理方法，其特征是反應(yīng)溫度為60'C。
全文摘要
本發(fā)明提供的是有毒有機化學(xué)品污染土壤應(yīng)急快速裝置及處理方法。將定量污染土壤通過進料斗加入到反應(yīng)罐中，投料量占反應(yīng)罐筒體體積的1/2，并按照土水比為m∶V＝1∶1的比例加入水將土壤與水在反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動攪拌下混勻，調(diào)節(jié)反應(yīng)罐內(nèi)的土壤pH為中性；處理過程進入投加期，將氧化劑加入到反應(yīng)罐中，在反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動攪拌作用下使氧化劑與污染土壤充分混勻；之后進入反應(yīng)期，在這個過程中，土壤中的污染物質(zhì)在反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動攪拌下與氧化劑充分反應(yīng)，必要時啟動加熱機構(gòu)；最后進入排泥期，關(guān)閉反應(yīng)罐的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)旋鈕，處理之后的土壤通過取樣口排出。該裝置及方法可以用于有毒有機化學(xué)品泄漏、擴散污染事故、溢油事故等造成的污染土壤的現(xiàn)場快速應(yīng)急處理。
文檔編號B09C1/08GK101502842SQ20091007151
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者劉廣民, 劉永健, 肖宇芳, 陳麗娜, 陳兆波 申請人:哈爾濱工程大學(xué)