[发明专利]一种表面活性剂泡沫辅助过硫酸盐氧化修复有机污染土壤的系统及方法

说明书

本发明公开了一种表面活性剂泡沫辅助过硫酸盐氧化修复有机污染土壤的系统及方法，该系统由药剂处理系统、泡沫发生系统、反应系统和回收处理系统组成，药剂处理系统包括药剂混合发生罐、氧化剂药罐、活化剂药罐和表面活性剂药罐；泡沫发生系统包括氮气瓶、泡沫发生器和压力泵组成；反应系统包括置于污染土壤中的泡沫注入井和泡沫抽出井，泡沫注入井连接压力泵；回收处理系统包括负压泵、泡沫混合物回收罐、分离设备、表面活性剂回收罐，负压泵的输入端与泡沫抽出井相接。本发明将药剂混合物经过泡沫发生系统产生气泡，加压输送到反应系统与土壤中污染物反应，达到降解有机污染土壤的目的。本发明能高效、深度降解有机污染物、快速修复有机污染土壤。

技术领域

本发明属于一种有机污染土壤修复技术领域，具体涉及一种表面活性剂泡沫辅助过硫酸盐氧化修复有机污染土壤的系统及方法。

背景技术

随着中国城市化的快速发展，大量石油和化工企业已经从城区搬迁转移，形成了大量工业遗留遗弃污染场地。这些污染场地常含有农药、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等有机污染物，严重威胁着周围居民的身体健康、环境状况以及土地的再利用，迫切需要采取快速高效的措施加以治理。由于大部分有机污染物具有很强的亲油亲脂性，一旦污染土壤将很难对污染介质进行修复。

表面活性剂是一类集亲水基和憎水基于一体，可显著降低溶剂(一般为水)的表面张力或液/液界面张力并具有一定结构、亲水亲油双重特性和特殊吸附性能的物质。表面活性剂由于能降低界面张力和增溶两个特性广泛应用于土壤有机污染洗脱修复中，然而该技术易产生孔道效应，即淋洗液优先沿渗透性好的土壤孔道流动，受土壤低渗透性影响大，易产生固定通道流，导致对污染区域覆盖有效，修复效果不理想。

为了解决表面活性剂淋洗技术存在的弊端，研究者提出将表面活性剂制成泡沫，以泡沫形式的表面活性剂气液混合体系取代常规淋洗液，降低淋洗液的流动速度同时提高整体的波及效率，达到高效快速修复污染土壤的目的。

过硫酸盐活化技术是一类新型的化学氧化技术，在热或碱性条件下过硫酸钠可活化分解为硫酸根自由基·SO₄^-，·SO₄^-中有一个孤对电子，其氧化还原电位E⁰＝+2.6V，远高于S₂O₈^2-(E⁰＝+2.01V)，接近于羟基自由基(E⁰＝+2.8V)，具有较高的氧化能力。氧化钙作为一种廉价的常见氧化物，遇水产生碱性条件并产生大量的热，为过硫酸钠提供活化条件，活化的硫酸根自由基与游离出的羟基自由基可以快速降解有机污染物，将其矿化为CO₂和无机酸。

但目前尚未见有利用过硫酸盐、表面活性剂以及氧化钙混合配制成泡沫进行修改土壤的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种表面活性剂泡沫辅助过硫酸盐氧化修复有机污染土壤的系统及方法，使其在控制成本的前提下能够高效、深度降解有机污染物、快速修复有机污染土壤。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明表面活性剂泡沫辅助过硫酸盐氧化修复有机污染土壤的系统，由依次相接的药剂处理系统、泡沫发生系统、反应系统和回收处理系统组成，所述药剂处理系统包括药剂混合发生罐、氧化剂药罐、活化剂药罐和表面活性剂药罐，氧化剂药罐、活化剂药罐、表面活性剂药罐均与药剂混合发生罐相接；所述泡沫发生系统由依次相接的氮气瓶、泡沫发生器和压力泵组成，泡沫发生器的进料口与药剂混合发生罐的输出端相接；所述反应系统包括置于污染土壤中的泡沫注入井和泡沫抽出井，泡沫注入井连接压力泵的输出端；所述回收处理系统包括依次相接的负压泵、泡沫混合物回收罐、分离设备、表面活性剂回收罐，负压泵的输入端与泡沫抽出井相接，表面活性剂回收罐的输出端与药剂混合发生罐的输入端相接。

所述药剂混合发生罐内设有搅拌装置，使药剂充分混合。