[发明专利]一种有机污染土壤热脱附修复装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机污染土壤热脱附修复装置和方法，属于土壤修复技术领域。

背景技术

土壤是人类赖以生存的衣食之本。随着社会和工业发展，土壤环境正遭受严重污染，包括重金属污染、有机污染及其他污染。土壤中有机污染物主要包括挥发性有机污染物和半挥发性有机污染物。我国土壤有机污染物的主要种类包括：石油烃类污染物、卤代烃类污染物，农药类污染物、多环芳烃、多氯联苯、二噁英、邻苯二甲酸酯等有机污染物。

针对土壤有机污染物，土壤修复技术可以分为原位修复技术与异位修复技术，相比较而言，原位修复技术更为经济，异位修复技术的环境风险较低、处理效果较易控制。热脱附技术是污染土壤修复的高效技术之一，通过控制系统温度和物料停留时间有选择地使污染物得以挥发并不出现对有机污染物的破坏作用，可以有效去除易挥发性的有机物，也可以有效去除半挥发或难挥发性、高沸点、难分解的有机污染物，并且对于含有多种不同沸点的有机污染物可以一次加热处理以达到修复目标值。热脱附为非氧化燃烧的处理方式可避免二噁英的产生，广泛用于有机污染土壤修复。异位热脱附作为一种成型的土壤修复技术，广泛应用于多个欧美国家。自2012来以来，异位热脱附技术在国内得到快速发展，根据环境修复项目数据库的资料统计，在2012年至 2016年的114个项目中，有11个项目应用了异位热脱附技术，占比达9.6％。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可移动式的有机污染土壤热脱附修复装置及其方法，可有效提高土壤中有机污染物去除率、提高修复效率，轻松实现修复装置移动和转场，便于修复工程的开展。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种有机污染土壤热脱附修复装置，包括依次通过管道连通的热脱附单元、冷却单元、废气处置单元和尾气排放单元，以及与热脱附单元、废气处置单元和尾气排放单元分别电连接的系统控制单元，系统控制单元可以是计算机、处理器等。

其中，所述热脱附单元包括热脱附罐以及与系统控制单元电连接的加热棒，热脱附罐内设有废气回收孔柱以及围绕废气回收孔柱分布的两个以上的加热棒套管；所述加热棒位于加热棒套管内，所述废气回收孔柱底部通过管道连接冷却单元；所述热脱附罐侧壁上部设有第一气阀，底部设有第二气阀和气路通道进入罐体内，以及与系统控制单元电连接的用于检测气体中有机物浓度的第一检测器和压力传感器，热脱附罐顶部设有封盖，封盖顶部设有把手。

所述冷却单元包括冷却风机、气液分离装置和水冷装置；所述冷却风机内部设有管道，管道一端连通废气回收孔柱，另一端连通气液分离装置，通过冷却风机对管道进行冷却，从而将管道内气体部分液化，并流入气液分离装置；所述气液分离装置顶部插入有一液位计，下部设有阀门，上部通过管道连接水冷装置；所述水冷装置外部套有冷凝水循环回路，对水冷装置内的气体进一步液化，并将液体导入气液分离装置内。

所述废气处置单元包括光降解装置、废气吸附装置以及真空泵；所述光降解装置内部设有发射光源，顶部一端通过管道连通尾气排放单元，另一端通过传感器连接系统控制单元，光降解装置侧壁通过管道一端连通水冷装置，另一端连通废气吸附装置；所述废气吸附装置顶部和下部分别通过第二检测器和第三检测器连接系统控制单元，废气吸附装置侧壁下部通过管道连接真空泵，真空泵通过管道连通尾气排放单元。

所述尾气排放单元包括尾气暂存装置，所述尾气暂存装置顶部设有尾气排放口和第三气阀，第三气阀通过管道连通光降解装置顶部；所述尾气暂存装置内通过第四检测器电连接系统控制单元。

所述第一检测器选自PID、FID、XSD检测器中的一种，所述第二检测器选自PID、 FID、XSD检测器中的一种，所述第三检测器选自PID、FID、XSD检测器中的一种，所述第四检测器选自PID、FID、XSD检测器中的一种，可根据污染土壤中目标有机污染物进行选择和调整；发射光源也可根据目标有机污染物选择合适光源。

所述热脱附罐内壁设有保温层，罐体性状可根据实际情况进行调整，如圆柱形、立方体或其他不规则形状，加热棒数量和分布可根据罐体形状进行调整和优化，以提高加热效率，气路管道能够耐受一定负压，耐高温、耐腐蚀。

所述吸附装置内具有吸附材料，吸附材料为活性炭或树脂等环境友好型吸附材料。

本发明还提供上述装置修复有机污染土壤的方法，包括如下步骤：

步骤一：将污染土壤经筛分、剔除石块和砖块后，热脱附罐内装入待修复的有机土壤，盖上封盖并关闭第一气阀、第二气阀、阀门以及第三气阀，完成污染土壤热脱附准备工作；