[实用新型]一种土壤持久性有机污染物的低温等离子体处理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于有机污染土壤修复技术领域，具体涉及一种土壤持久性有机污染物的低温等离子体处理装置。

背景技术

持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，简称POPs）主要分为三大类：杀虫剂（艾氏剂、氯丹、滴滴涕等）、工业化学品（多氯联苯和六氯苯）和生产中的副产品（二恶英和呋喃）。近年来，杀虫剂和工业化学品被普遍用于我国工农业生产中。由于这些物质具有毒性强、降解难、易富集的特点，我国大部分农田土壤和工业用地均能检出其残留，对人类安全带来潜在危害。因此，引起人们广泛的关注。

POPs是指通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长距离迁移并长期存在于环境，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物质。POP通过各种途径进入环境后，会对生态系统造成严重的影响和破坏，相关研究表明，生物体暴露于POPs还会引起生殖障碍、畸形、器官增大，机体死亡等现象。对人体危害主要有：一类是对儿童的出生体重的影响，骨骼发育的障碍和代谢的紊乱；第二类是对神经系统，注意力的紊乱、免疫系统的抑制；第三类是对生殖系统的危害。第四类致癌。因此，对持久性有机污染物污染后的土壤必须进行妥善和科学处置，以保证其安全。

目前，常用的持久性有机污染物的修复技术主要有：高温焚烧、水泥窑处置、热脱附、机械化学脱卤、玻璃化技术等，然而高温焚烧和水泥窑处置技术要求高，并且存在形成二次污染的潜在危险，热脱附、机械化学脱卤与玻璃化技术处理成本较高。

大气压低温等离子体技术气体放电等离子体中，电子与空气中的氮、氧、水分子碰撞生成的高振动激发态或电子激发亚稳态N₂物质、强氧化性物质，这些物种作用于污染物，最终生成二氧化碳和水，为在低温下脱除有害污染物开辟了新的途径。介质阻挡放电是产生低温等离子体的一种方式，它是指把绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电，当两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的气体会被击穿而产生放电，即产生了介质阻挡放电。

专利JP2002153834采用的是将待处理土壤加热到一定温度后，迫使待处理土壤中的污染物以气体方式逸出后进行低温等离子体处理的方法，该方法因加热处理而明显破坏土壤原有的理化性质。专利JP2004283684采用的是将土壤中挥发性有机污染物抽提后对污染气体进行低温等离子体处理的方法。然而这两种方法比较适用于挥发性有机污染物污染土壤和有机污染物污染时间较短的土壤，对于处理持久性有机污染物有一定的局限性。而且这两种处理系统设备投资较大，处理成本较高。

发明内容

解决的技术问题：本申请针对重度持久性有机物污染土壤（尤其是场地污染土壤），提供一种具有良好修复效果的低温等离子体处理装置。

技术方案：一种土壤持久性有机污染物的低温等离子体处理装置，包括反应釜和反应台，所述反应釜由反应釜容器和反应釜盖板组成，所述反应釜容器上设有进气口和出气口，反应釜盖板设于反应釜容器之上；反应台包括绝缘板、导电底座、低温等离子体电源和风扇，导电底座上设有支撑杆，绝缘板设于支撑杆上，绝缘板上设有高压电极和上接线柱，导电底座上设有接地电极和下接线柱，高压电极和接地电极相对设置，风扇朝向电极设置，上接线柱与低温等离子体电源连接，下接线柱与地线连接，反应釜设于高压电极和接地电极之间。

所述支撑杆上设有绝缘板高度调节装置，所述高度调节装置为螺帽。

所述绝缘板的两个相对侧面设有调节螺母，用以固定反应釜。

所述高压电极和接地电极为圆柱体，圆柱体侧面设有一组凹槽。

所述反应釜由石英反应釜盖板和反应釜容器组成，所述反应釜容器由石英圆环和不锈钢底板构成，石英圆环上开设有两个孔，孔上连接有石英管。

所述低温等离子体电源输出功率为0～2kW，频率调节范围5～30kHz，输出电压调节范围为0～30kV。

所述装置处理土壤持久性有机污染物的方法，步骤为：第一步，将筛选后的自然风干污染土壤放入反应釜中，并使之均匀覆盖在反应釜底部；第二步，将反应釜置于电极之间，接通电源后，介质阻挡放电产生低温等离子体与持久性有机污染物反应并使之去除。

当处理滴滴涕污染土壤时，低温等离子体电源输出功率1kW、处理时间20min、空气放电气氛、土壤粒径<1mm。

当处理多环芳烃污染土壤时，低温等离子体电源输出功率1kW、处理时间15min、空气放电气氛、土壤粒径<1mm。