[发明专利]一种修复污染土壤的高级氧化还原原位治理系统及方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种修复污染土壤的高级氧化还原原位治理系统及方法，特别涉及针对不同地区、不同土壤性质、不同污染情况的污染土壤，提供一种灵活配置、针对性强、高效快速的方法，以超声波催化地下污染物与降解药剂溶液发生高级氧化/还原反应，实现高效降解污染物质的目的。

背景技术

目前，对于污染土壤的治理的主要方式有异位修复和原位修复两种方式，其中异位修复方式，存在成本高、对周围环境造成新的污染等问题；而现有的原位修复方式，则存在治理时间长(需要五至十年时间)、治理效果差，达不到国家土壤污染治理标准的要求。另外，不论是目前任何一种方案，均不能彻底地解决土壤的污染问题。

对比专利CN102513345B，2012.01.13提出一种有机污染土壤的治理方法，其特征在于：首先对有机污染土壤进行臭氧氧化处理，然后对经过臭氧氧化处理的土壤进行生物降解处理，其中所述臭氧化处理的时间为15～40天，所述的臭氧氧化处理的实施过程为：首先在待处理有机污染地块的四周围设混凝土或塑料布，然后在地块的中间挖一深1.5～3米的坑，坑的四周内壁用砖砌墙，底部设防水材料，防止外来污染的干扰，上部建立塑料布防雨棚，坑的四周间隔设定距离打孔，坑内放置潜水泵将水打入臭氧混合水器中，处理后的臭氧水浇灌在地块上，实现臭氧水的净化循环；所述生物降解处理采用的处理剂为生物土壤净化剂。对中等有机物污染土壤仅需5-8个月的时间即可达到相关标准的要求。

但是针对该对比专利文件中提出的有机污染土壤的治理方法，在实际应用中存在以下几方面问题，难以大范围推广应用，不具备实际应用效果。

①对比专利提出，对坑内渗透出的水溶液未经检测和任何处理就进行循环使用，如对比专利文件权利要求书1所述：坑内放置潜水泵将水打入臭氧混合水器中，处理后的臭氧水浇灌在地块上，实现臭氧水的净化循环；在实际应用中出现的实际情况是，由于水流的冲刷，土壤中大量的矿物质、未降解的大量可溶性污染有机物质溶入水中，含有大量有机污染物质的水溶液汇集在位于地块中心位置的深坑内及其周边土层中，将这些含有大量有机污染物质的水溶液未经任何处理就加入臭氧循环使用，不仅会将污染物质重新注入土壤中，而且在臭氧加入的同时，使具备降解能力的臭氧成分大量被这些水溶液中的有机污染物质所消耗，降解能力大为下降，导致采用该对比专利实施的土壤修复效果大为下降，修复时间大为延长，成本大幅增加，难以实现短期内修复土壤的要求。

②对比专利提出，仅采用臭氧氧化处理有机污染土壤，然后对经过臭氧氧化处理的土壤进行生物降解处理，如对比专利文件权利要求书1所述：一种有机污染土壤的治理方法，其特征在于：首先对有机污染土壤进行臭氧氧化处理，然后对经过臭氧氧化处理的土壤进行生物降解处理，其中所述臭氧化处理的时间为15～40天，按照文中所述的臭氧氧化处理的实施过程及发明内容，均不能具备在将处理后的臭氧水浇灌在地块上的同时加入其它降解药剂的可能性，但是在实际应用中，由于污染物质性质的不同，单纯的臭氧水溶液并不是都可以适用的，例如对于目前土壤中大量存在的重金属物质，其中毒性最强、最难以处理的是铬污染，来自铬矿和金属冶炼、电镀、制革等工业废水排入土壤、废气沉降、废渣堆放，引起土壤铬污染。铬（Cr）是生物毒性最强的重金属元素，在环境中化学活性强，移动性大，毒性持久，容易通过食物链的富集作用危及人类健康，对人体具有三致（致病、致癌、致突变）作用，能诱发肾脏衰变、关节炎、癌症等病，铬在土壤中主要以三价铬和六价铬两种形态存在，而六价铬主要以三价铬主要以Cr³⁺和等形式存在。在土壤中，铬的形态受很多因素的影响，六价铬氧化性极强，一般易溶于水，而六价铬的毒性是三价铬的100倍，对人类的危害最为严重。而在按照对比专利提出的实施方案进行的处理中，作为强氧化剂的臭氧水溶液，并不能有效降解六价铬，转化成为低毒性不溶于水的三价铬，相反土壤中已经固化并且毒性较小的三价铬会被臭氧水溶液氧化成为毒性更强，污染性更强的六价铬，这样的结果不仅不能降解有毒污染物，而且会造成危害更大的区域污染，甚至进入地下水系，因此单纯的臭氧水溶液并不能解决所有的土壤污染。

③对比专利提出，采用臭氧氧化处理有机污染土壤，首先封闭周边土壤，其实施难度较大，如对比专利文件权利要求书1所述：所述的臭氧氧化处理的实施过程为：首先在待处理有机污染地块的四周围设混凝土或塑料布，防止外来污染的干扰，而这样施工操作在大面积土壤治理的实际施用中，无疑带来了施工难度、工期延长、费用高昂的问题。