[发明专利]用低温等离子体处理土壤挥发性有机污染物的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种污染土壤的修复方法，准确的说是涉及一种用低温等离子体处理土壤有机污染物的方法及配套的处理装置。

背景技术

随着我国经济的高速发展，汽车数量急剧上升，加油站和地下储油罐等遍布各地，且数量与日俱增。但是由于设计管理不善，这些储油罐在埋设时，多数未充分考虑罐体的强度及相应的渗漏防护措施，一旦泄露，将对周边土壤、地下水造成严重污染。尤其是随着储油罐体的老化，这一问题将更加突出。为此，石油以及化工行业对土壤的污染，尤其是其中大量挥发性有机污染物对土壤的污染，在我国以越来越引起人们的重视。

挥发性有机污染物是沸点在50-260℃之间的各种有机化合物。按其化学结构，可进一步分为：烷类(如三氯甲烷)、芳烃类(如苯、甲苯)、烯类(如三氯乙烯)、卤烃类、酯类(如二异氰酸甲苯脂)、醛类(如甲醛)、酮类(如丙酮)等。它的特点是：种类多、成份复杂、长期低剂量释放、对人体危害大。土壤中的挥发性有机污染物作为一类特殊的土壤污染物，有其不同于其他污染物的污染特性，并因其成分复杂和危害性，被列为环境中潜在危险性大、应优先控制的毒害性污染物。因此，对受挥发性有机污染物污染的土壤必须进行妥当处置，以保证生物及其环境的安全。

目前，对于挥发性有机污染物的修复技术主要有，焚烧技术、光降解技术、土壤淋洗技术、土壤气相抽提技术等，但焚烧技术彻底破坏土壤的性质，光降解技术速度慢且处理不彻底，土壤淋洗技术和气相抽提技术会给环境造成二次污染，且成本较高。

中国专利公开文件CN101530858A公开了一种土壤污染热脱附修复处理系统，该系统是将污染土壤与热空气同时送入热提转炉中充分接触，将挥发性/半挥发性污染物从土壤中分离出来，在通过引风机送入除尘塔和碱液吸收塔中处理。但这种处理方法有一定的局限性，容易造成二次污染，而且这种处理系统结构复杂，设备投资较大，处理成本较高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种处理成本低的用低温等离子体处理土壤挥发性有机污染物的方法，以解决现有技术采用碱液吸收塔处理容易造成二次污染的问题。

本发明的技术方案是：一种用低温等离子体处理土壤挥发性有机污染物的方法，第一步，将被污染土壤送入热风通道中与通道内的温度为60～260℃的热风接触使吸附在被污染土壤表面的挥发性有机污染物脱附；第二步，将携带有脱附后的挥发性有机污染物的热风送入内设低温等离子体发生器的低温等离子体反应器中，由低温等离子体发生器产生的低温等离子体与挥发性有机污染物反应实现挥发性有机污染物的分解。

所述的低温等离子体反应器包括相对设有进出风口的箱体，箱体内与进出风口之间形成气流通道，所述的低温等离子体发生器包括分设于气流通道两侧的高压放电电极，两高压放电电极通过设于箱体上的极柱连接25～110KV高压脉冲变频电源，采用放电频率为250～1000Hz的电弧放电方式产生低温等离子体。

所述的高压放电电极采用圆柱形不锈钢材料弯制而成，两高压放电电极分别由对应极柱朝气流通道方向延伸并于相互靠近处弯折向下、向外延伸，在两高压放电电极相互远离的末端相对设有半椭圆弧结构，两半椭圆弧结构所处平面与所述气流通道垂直。

所述低温等离子体反应器中由挥发性有机污染物分解后的尾气一部分排入大气，另一部分送回热风通道中循环使用。

本发明还同时提供了一种专用于实施上述方法的低温等离子体处理土壤挥发性有机污染物的处理装置，该低温等离子体处理土壤挥发性有机污染物的处理装置的技术方案是：一种低温等离子体处理土壤挥发性有机污染物的处理装置，包括土壤床和低温等离子体反应器，所述的土壤床包括内设有土壤通道和热风通道的罐体，所述土壤通道竖向延伸，所述热风通道与土壤通道相交并连通；所述低温等离子体反应器包括内设低温等离子体发生器的箱体，箱体壁上对应设有进出风口，所述土壤床的热风进口连接有热源装置，其热风出口通过管道与低温等离子体反应器的进风口连通。

所述的低温等离子体反应器的箱体由绝缘材料制成，所述的气流通道竖向设置，其进出风口相对分设于箱体的顶底部，所述的低温等离子体发生器包括相对设置于箱体顶部进风口两侧的两高压放电电极，两高压放电电极通过对应穿设在箱体壁上的极柱连接有高压脉冲电源。

所述的两高压放电电极均由圆柱形不锈钢弯制而成，两高压放电电极分别由对应极柱朝气流通道方向向内延伸并于相互靠近处弯折向下、向外延伸，在两高压放电电极相互远离的末端相对设有半椭圆弧结构，两半椭圆弧结构所处平面与所述气流通道垂直。