本發(fā)明涉及土壤再生處理，具體是涉及一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置及方法。

背景技術：

1、有機污染土壤的修復技術包括物理化學方法、生物修復法和熱解法等。物理化學方法包括土壤淋洗、熱脫附和化學氧化等，這些方法通過物理或化學手段直接移除或轉化污染物。生物修復法則利用微生物或植物的自然降解能力來減少土壤中的有機污染物含量。熱解法則是在高溫下分解土壤中的有機污染物，適用于處理難以生物降解的污染物。

2、熱脫附技術是一種非燃燒的環(huán)境修復技術，它通過在真空條件下或通入載氣時，通過直接或間接熱交換，將土壤中的有機污染物加熱到足夠的溫度，使有機污染物從污染介質上得以揮發(fā)或分離，進入氣體處理系統的過程。熱脫附過程中，污染物從一相轉化為另一相的物理分離過程，通常不會伴隨有機污染物的破壞作用。通過控制熱脫附系統的溫度和污染土壤停留時間，可以有選擇地使污染物得以揮發(fā)，而不發(fā)生氧化、分解等化學反應。

3、現有的熱脫附多數采用異位土壤修復，即將污染土壤運送至熱脫附設備進土壤修復，這樣的土壤修復增加了土壤的運輸成本和人工成本，現有的原位修復也是通過車載熱脫附設備，將土壤轉移至車上的熱脫附設備進行土壤修復，土壤的運輸和轉移都會增加土壤修復的成本，因此需要一種低成本的原位熱脫附修復有機污染土壤的裝置。

技術實現思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置及方法。

2、本發(fā)明的技術方案是：一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，包括數個廢氣收集裝置、移動凈化車、設在所述移動凈化車上的廢氣凈化裝置，所述廢氣收集裝置包括原位加熱罩、設在原位加熱罩內部的多個加熱棒、設在原位加熱罩頂部且與所述原位加熱罩內部相連通的收集器，所述原位加熱罩包括側圍，所述側圍的內壁連接有固定架，所述加熱棒均勻分散固定連接在所述固定架上，所述側圍的頂部設有太陽能發(fā)電蓋板，所述收集器通過廢氣管與所述廢氣凈化裝置相連，所述廢氣凈化裝置包括濾氣裝置和與所述濾氣裝置連接的氧化熱解裝置，所述太陽能發(fā)電蓋板分別與電加熱棒和廢氣凈化裝置電性連接。

3、進一步地，所述加熱棒包括加熱外殼，所述加熱外殼的內部固定連接有一個加熱芯，所述加熱芯的外壁纏繞有發(fā)熱線圈。

4、說明：通過加熱棒對土壤進行加熱，發(fā)熱線圈通電后將熱量傳遞給加熱外殼，加熱外殼既能對內部加熱線圈起到保護作用，又能將熱量傳遞給土壤。

5、進一步地，所述收集器包括冷凝管，所述冷凝管的下端穿過所述太陽能發(fā)電蓋板與所述原位加熱罩內部相連通，所述冷凝管的中部連接有收集罐，所述冷凝管的上端與廢氣管固定連通。

6、說明：移動凈化車的高度高于地表，在冷凝管中冷凝的氣體會倒流，通過收集罐對冷凝液進行收集，能避免冷凝液倒流至土壤中。

7、進一步地，所述固定架包括連接網，所述連接網上活動連接有用于和所述加熱棒卡接的卡接件。

8、說明：通過連接網上的卡接件來固定加熱棒，便于加熱棒的安裝和拆卸。

9、進一步地，所述太陽能發(fā)電蓋板包括蓋板，所述蓋板的上方固定連接有蓄電池，所述蓄電池的頂部固定連接有保護板，所述保護板的頂部固定連接有光伏發(fā)電板，所述光伏發(fā)電板與所述蓄電池電性連接有。

10、說明：通過光伏發(fā)電板發(fā)電，再將電能儲存在蓄電池中，保護板能有效避免太陽能發(fā)電蓋板在搬運過程中對蓄電池造成磕碰，也能為光伏發(fā)電板提供支撐。

11、進一步地，所述濾氣裝置包括濾氣筒，所述濾氣筒內卡接有多個用于放置有袋裝吸附劑的吸附架，所述濾氣筒的頂部鉸接有筒蓋，所述濾氣筒底部與所述廢氣管相連通，所述筒蓋上固定連通有排氣管，所述排氣管的另一端與所述氧化熱解裝置相連。

12、說明：通過濾氣裝置吸附揮發(fā)性氣體，從而將土壤中揮發(fā)性氣體無害化處理。

13、進一步地，所述袋裝吸附劑由以下質量百分比的成分組成：30-45%高爐碳渣、20-30%活性炭粉末、10-12%活性氧化鋁微粒，余量為分子篩。

14、說明：上述袋裝吸附劑對揮發(fā)性氣體的吸附能力強，袋裝的吸附劑也便于更換。

15、進一步地，所述氧化熱解裝置包括氧化倉，氧化倉的底部與所述排氣管相連通，所述氧化倉內固定連接有加熱網槽，所述加熱網槽內設有電加熱絲，所述加熱網槽上方放置有裝有催化劑的催化劑盒，所述氧化倉頂部設有排氣口。

16、說明：在催化劑的作用下對揮發(fā)性氣體進行加熱氧化分解處理，能夠進一步對揮發(fā)性氣體進行分解。

17、進一步地，所述催化劑由球狀coycu3-y-mof-74、顆粒狀mn-mof、粉狀co-mof按質量比1:1:1混合配制而成。

18、說明：上述催化劑對揮發(fā)性氣體的氧化熱解催化效果好，能提高揮發(fā)性氣體的氧化熱解效率。

19、進一步地，提供了一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的方法，基于上述一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，包括以下步驟：

20、s1、將廢氣收集裝置移動至需要處理的地塊，然后在土壤中按1個/30cm2的標準將電加熱棒插入地下，插入深度為40~50cm，通過固定架將電加熱棒的頂部固定，然后將固定架通過螺栓與側圍內壁固定連接，通過螺栓將太陽能發(fā)電蓋板與側圍頂部固定連接；

21、s2、通過太陽能發(fā)電蓋板為電加熱棒供電，加熱棒加熱土壤，使土壤中的有機物揮發(fā)分解，電加熱棒的加熱溫度為280~300℃，揮發(fā)的氣體通過收集器通入廢氣管，收集器同步收集廢氣管中冷凝的液體，廢氣管將廢氣通入濾氣裝置內部對廢氣中的揮發(fā)性有機物進行吸附，然后廢氣再進入氧化熱解裝置，通過氧化熱解裝置將有機物進行氧化熱解，熱解溫度為250~260℃，熱解時長與電解熱棒加熱時長保持一致，為1~2h。

22、說明：通過上述一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的方法能有效去除土壤中的揮發(fā)性有機污染物。

23、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過原位加熱罩將土壤分區(qū)域封閉，然后通過加熱棒對封閉區(qū)域內的土壤進行加熱，加熱使土壤中的揮發(fā)性有機氣體蒸出，聚集在收集器中然后通過廢氣管導入移動凈化車內進行廢氣凈化，本發(fā)明的裝置安裝便捷，通過太陽能發(fā)電提供清潔能源，可對污染土壤進行長期治理，治理成本低，節(jié)省了異位處理的土壤運輸成本，本發(fā)明的裝置通過吸附和熱解氧化的方式對揮發(fā)的有機氣體進行處理，雙重凈化，凈化效果好。

技術特征：

1.一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，包括數個廢氣收集裝置（1）、移動凈化車（2）、設在所述移動凈化車（2）上的廢氣凈化裝置（3），所述廢氣收集裝置（1）包括原位加熱罩（10）、設在原位加熱罩（10）內部的多個加熱棒（13）、設在原位加熱罩（10）頂部且與所述原位加熱罩（10）內部相連通的收集器（15），所述原位加熱罩（10）包括側圍（11），所述側圍（11）的內壁連接有固定架（12），所述加熱棒（13）均勻分散固定連接在所述固定架（12）上，所述側圍（11）的頂部設有太陽能發(fā)電蓋板（14），所述收集器（15）通過廢氣管（16）與所述廢氣凈化裝置（3）相連，所述廢氣凈化裝置（3）包括濾氣裝置（31）和與所述濾氣裝置（31）連接的氧化熱解裝置（32），所述太陽能發(fā)電蓋板（14）分別與電加熱棒（13）和廢氣凈化裝置（3）電性連接。

2.如權利要求1所述的一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，所述加熱棒（13）包括加熱外殼（131），所述加熱外殼（131）的內部固定連接有一個加熱芯（132），所述加熱芯（132）的外壁纏繞有發(fā)熱線圈（133）。

3.如權利要求1所述的一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，所述收集器（15）包括冷凝管（151），所述冷凝管（151）的下端穿過所述太陽能發(fā)電蓋板（14）與所述原位加熱罩（10）內部相連通，所述冷凝管（151）的中部連接有收集罐（152），所述冷凝管（151）的上端與廢氣管（16）固定連通。

4.如權利要求1所述的一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，所述固定架（12）包括連接網（121），所述連接網（121）上活動連接有用于和所述加熱棒（13）卡接的卡接件（122）。

5.如權利要求1所述的一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，所述太陽能發(fā)電蓋板（14）包括蓋板（141），所述蓋板（141）的上方固定連接有蓄電池（142），所述蓄電池（142）的頂部固定連接有保護板（143），所述保護板（143）的頂部固定連接有光伏發(fā)電板（144），所述光伏發(fā)電板（144）與所述蓄電池（142）電性連接。

6.如權利要求1所述的一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，所述濾氣裝置（31）包括濾氣筒（311），所述濾氣筒（311）內卡接有多個用于放置有袋裝吸附劑的吸附架（312），所述濾氣筒（311）的頂部鉸接有筒蓋（313），所述濾氣筒（311）底部與所述廢氣管（16）相連通，所述筒蓋（313）上固定連通有排氣管（314），所述排氣管（314）的另一端與所述氧化熱解裝置（32）相連。

7.如權利要求6所述的一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，所述袋裝吸附劑由以下質量百分比的成分組成：30-45%高爐碳渣、20-30%活性炭粉末、10-12%活性氧化鋁微粒，余量為分子篩。

8.如權利要求6所述的一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，所述氧化熱解裝置（32）包括氧化倉（321），氧化倉（321）的底部與所述排氣管（314）相連通，所述氧化倉（321）內固定連接有加熱網槽（322），所述加熱網槽（322）內設有電加熱絲（323），所述加熱網槽（322）上方放置有裝有催化劑的催化劑盒（324），所述氧化倉（321）頂部設有排氣口（325）。

9.如權利要求8所述的一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，所述催化劑由球狀coycu3-y-mof-74、顆粒狀mn-mof、粉狀co-mof按質量比1:1:1混合配制而成。

10.一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的方法，基于權利要求1~9任意一項所述的一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種原位電阻加熱脫附修復有機污染土壤的裝置及方法，屬于土壤再生處理技術領域，包括數個廢氣收集裝置、移動凈化車、設在所述移動凈化車上的廢氣凈化裝置，所述廢氣收集裝置包括原位加熱罩、設在原位加熱罩內部的多個加熱棒、設在原位加熱罩頂部且與所述原位加熱罩內部相連通的收集器，所述原位加熱罩包括側圍，所述側圍的內壁連接有固定架，所述加熱棒均勻分散固定連接在所述固定架上，所述側圍的頂部設有太陽能發(fā)電蓋板，所述收集器通過廢氣管與所述廢氣凈化裝置相連，本發(fā)明的裝置安裝便捷，通過太陽能發(fā)電提供清潔能源，可對污染土壤進行長期治理，治理成本低，節(jié)省了異位處理的土壤運輸成本。

技術研發(fā)人員：徐建,牟婷婷,楊敏,王曉寒,甘信宏
受保護的技術使用者：生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19