一種有機污染土壤的化學氧化修復方法
【專利說明】一種有機污染土壤的化學氧化修復方法
[0001]
技術(shù)領域
[0002]本發(fā)明涉及一種有機污染土壤化學氧化修復方法，屬于環(huán)境工程技術(shù)領域，適應于化工、石油、醫(yī)藥、農(nóng)藥等多類有機污染土壤的修復。
【背景技術(shù)】
[0003]近代化工業(yè)發(fā)展迅速，越來越多的有機污染物進入土壤和地下水中，難以被環(huán)境中微生物降解，導致土壤污染日趨嚴重?，F(xiàn)在，隨著我國城市化、工業(yè)化進程加快，特別是城市布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，很多化工企業(yè)關閉或者搬遷?；て髽I(yè)生產(chǎn)區(qū)域由于生產(chǎn)過程中的泄漏及其他原因受到不同程度的污染。企業(yè)關閉或搬遷后留下的區(qū)域土壤污染較嚴重，有機物含量較高。由于化工企業(yè)多集中在城市，當期大多數(shù)污染場地面臨著用地功能的轉(zhuǎn)換和二次開發(fā)，這些土壤中的污染物不斷遷移和轉(zhuǎn)化，通過呼吸道、消化道等進入人體，對人體行程極大的威脅。
[0004]目前，土壤修復的方法有物理修復法、化學修復法和生物修復法，修復的方式有原位修復和異位修復。針對污染面積較大，污染物濃度高的情況，采用物理方法需要消耗的工程量大，修復不徹底，相應的成本也較高；生物方法所需的時間長，難以在短時間內(nèi)將污染物去除，而化學方法較前兩者而言，具有明顯的優(yōu)勢，包括對污染物不敏感，反應迅速，修復時間短，降解徹底，修復效率高，因而被越來越多的應用于污染場地的修復。就修復的方式而言，異位修復涉及挖土和運土，破壞了原土壤的結(jié)構(gòu)，難以修復污染較深的區(qū)域，而且操作成本高，同時，在挖土、運土的過程中導致土壤中大量的揮發(fā)/半揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)移到空氣中，造成二次污染，因此逐漸被原位修復所取代。
[0005]土體深層攪拌技術(shù)起源于二十世紀六十年代的日本和瑞典，最早應用于巖土工程領域，國內(nèi)于1977年正式將此項技術(shù)應用于巖土工程。此技術(shù)于二十世紀八十年代和九十年代分別被美國和歐洲國家擴展到環(huán)境巖土工程應用中。土體深層攪拌法是一種原位處理技術(shù)，所需注入的材料——通常為水泥——通過配備有螺旋鉆頭和攪拌葉片的空心鉆桿被注入土體中，鉆桿牽引至不同深度，旋轉(zhuǎn)攪拌葉片將注入的材料與土體攪拌均勻。
[0006]化學處理技術(shù)中多用強氧化方法，使污染物中金屬元素被氧化成穩(wěn)定化合物，再在土壤中經(jīng)過微生物降解得以修復土壤。常用的氧化劑為過氧化氫聯(lián)合硫酸亞鐵即芬頓試齊?。其原理是過氧化氫在堿性條件下易分解，結(jié)合硫酸亞鐵，催化過氧化氫產(chǎn)生羥自由基，從而達到氧化目的。但亞鐵離子易被氧化成鐵離子，因此需要同時添加輔助劑，保持亞鐵離子的穩(wěn)定性。這些技術(shù)存在的問題有:注入井需開挖至受污染區(qū)，而開挖會產(chǎn)生棄土，尤其是受污染的棄土需經(jīng)額外處理。其次，這些技術(shù)僅適用于非飽和土體中，一般修復深度較淺，且極大受制于土體滲透性，當受污染地層位于飽和區(qū)或受污染土層滲透系數(shù)較低或粘土含量較高時，這些方法將無法實施。再次，試劑注入量不易控制，注入量過小，會導致修復不徹底；注入量過大，則可能會導致?lián)]發(fā)性污染氣體逸散到地面以上的大氣中，造成進一步的污染。當污染物沿豎向分布范圍較大，且濃度沿豎向變化較大時，傳統(tǒng)方法無法針對不同深度的污染濃度注入適量修復試劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的在于提供一種有機污染土壤化學氧化修復方法，其特征在于通過鉆機鉆到需要修復的土壤深度，在鉆進的過程中，通過鉆桿上的攪拌槳攪拌土壤、通過鉆桿內(nèi)置的加藥軟管投加藥劑，以此實現(xiàn)藥劑和土壤的均勻混合、實現(xiàn)污染土壤的原位修復，適應范圍廣。具體通過以下技術(shù)方案、步驟實現(xiàn):
本發(fā)明提供一種有機污染土壤化學氧化處理方法，包括以下步驟:
(1)在需要修復的區(qū)域布設好鉆位點；
(2)將樁機安放在需要修復的土壤區(qū)域并對準鉆位點，啟動樁機使鉆桿向土壤中鉆進;
(3)在鉆桿鉆進時，用注藥泵通過鉆桿中內(nèi)置的軟管把pH調(diào)節(jié)劑打入土壤中；
(4)在鉆桿鉆到需要修復的土壤深度后，開始把鉆桿上提，在提鉆桿的同時，把修復劑打入土壤中；
(5)循環(huán)操作步驟(3)和(4)直到達到預定的加藥量；
(6)每隔4h取次土樣進行檢測，一天取2次。
[0008]優(yōu)選地，步驟(4)中修復劑為氧化劑或者為氧化劑和催化劑。
[0009]優(yōu)選地，步驟(4)中，在提鉆桿的同時，用注藥泵通過鉆桿中內(nèi)置的兩路軟管把催化劑和氧化劑打入土壤中；
優(yōu)選地，所述的鉆機單軸鉆機或單軸以上的鉆機，即鉆機上安裝的鉆桿至少為一根。
[0010]優(yōu)選地，所述的鉆桿底部帶有攪拌槳。
[0011]優(yōu)選地，所述的pH調(diào)節(jié)劑是酸液或堿液，選自硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣和石灰中至少一種。
[0012]優(yōu)選地，所述pH調(diào)節(jié)至3-5或大于11，更優(yōu)選為3、3.5、4、4.5、5或11或11.5。
[0013]優(yōu)選地，所述氧化劑選自過氧化氫、過硫酸鈉溶液和高錳酸鉀溶液中至少一種。
[0014]優(yōu)選地,催化劑為硫酸亞鐵溶液、二氧化猛、氯化亞鐵和二氧化鈦中至少一種。
[0015]優(yōu)選地，氧化劑的濃度為1_50%，10-20%,優(yōu)選15% ;投加量為100_1000L/h，優(yōu)選500-800L/h,優(yōu)選 500、600、650 或 800 ；
催化劑的濃度為1_50%，10-20%，優(yōu)選15% ;投加量200-800 L/h，優(yōu)選500_600L/h ； 優(yōu)選地，鉆桿內(nèi)置的軟管為兩路，分別為催化劑管路和氧化劑管路。
[0016]優(yōu)選地，鉆桿鉆進和提起要緩慢，速度不高于20m/h，優(yōu)選為15m/h。
[0017]優(yōu)選地，土壤中有機污染物鄰(對)硝基氯化苯、苯、氯苯、硝基苯，濃度分別為2430-2530mg/kg、212-262mg/kg、320_356 mg/kg、325_550mg/kg。
[0018]本發(fā)明的特征如下:
(I)本發(fā)明的有機污染土壤化學氧化修復為原位修復。
[0019](2)本發(fā)明的修復方法施工簡單，適應范圍廣，施工成本低。
[0020](3)本發(fā)明的修復方法適應于多種化學藥劑的應用。
[0021](4)本發(fā)明的修復方法，采用邊鉆土邊攪拌，同時注入藥劑，有效的保證了土壤和藥劑的均勻混合，提高了藥劑的氧化效果。。
【附圖說明】
[0022]圖1 ; 土壤化學氧化修復裝置
應用本發(fā)明的化學氧化修復方法，在需要修復的區(qū)域均勻布置位點，每個位點的大小為0.6X0.46m ;移動裝機至鉆桿2上的鉆頭I對準位點，開啟電機3使鉆桿轉(zhuǎn)動；通過松動吊繩5使鉆桿鉆入土壤中；在鉆進的過程中，鉆桿2上的攪拌槳6對土壤進行切削攪拌，同時，通過內(nèi)置的軟管7、8加入pH調(diào)節(jié)劑，藥劑通過噴藥口噴入土壤中，以此實現(xiàn)藥劑和土壤的均勻混合；在鉆頭I鉆至預定的深度后，拉動吊繩5使鉆桿緩慢上升；在上升的過程中，切換加藥管路，在內(nèi)置的軟管中7通入催化劑、軟管8中通入氧化劑，藥劑通過噴藥口噴入土壤中，利用鉆桿2上的攪拌槳6使其和土壤均勻混合，來達到充分氧化的目的；一個點位處理完成后，移動滑桿10，使樁機移動到下一個位點進行處理。
【具體實施方式】
[0023]原南京化工廠有機污染土壤區(qū)塊1，土壤中有機污染物主要為鄰(對)硝基氯化苯、苯、氯苯、硝基苯，濃度分別為2530mg/kg、252mg/kg、356mg/kg、530mg/kg。按本發(fā)明的方法進行處理，把污染區(qū)域按每個位點大小為0.6X0.46m布置2500個位點，每個位點處理時，鉆桿鉆進的速度為15m/h，在下鉆時，通入50%的硫酸溶液調(diào)節(jié)土壤的pH值為3 ;提鉆時，速度為15m/h，通過管路切換加入濃度為15%的催化劑硫酸亞鐵和濃度為15%的氧化劑過氧化氫溶液，投加量為600L