[发明专利]针对土壤有机砷污染的联合微波氧化复合修复系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域及环保技术领域，具体涉及一种针对土壤有机砷污染的联合微波氧化复合修复系统及方法。

背景技术

近年来，土壤污染愈发引起业界关注，土壤环境直接影响到国民经济的发展和国土资源环境安全，更密切影响到农产品及人体健康。土壤中有机砷是导致土壤污染的重要成分，近年来，除了化工及农业来源以外，源于二战以后日本侵华战争遗弃化学武器所造成的污染也成为土壤污染的重要因素之一。调查表明，在中国18个省市曾经发现日本遗弃的化学武器。目前发现的化学武器数量大、分布广,而且含砷毒剂种类繁多，如芥子气、光气、苯氯乙酮、路易氏剂（L）、二苯氰胂（DC）、二苯氯胂（DA）等。由于埋藏时间长，包装和弹体已经严重腐蚀，部分化学弹中的毒剂外泄，对环境造成了极为严重的污染，这些毒剂经过在土壤中的降解，产生的含砷化合物在土壤中极难降解且对人类的危害严重。因此如何治理有机砷污染,是彻底处理日本遗弃化学武器工作中不可回避的问题。为净化国土、保护环境、避免群众伤亡，日本在华遗留化学武器埋藏地的污染问题亟待解决。

目前对土壤中含砷有机物的修复方法比较单一，尤其是针对化学武器带来的污染，我国大部分地区采取的措施主要是挖掘填埋法，尚无彻底、有效的可解决方法。我国对于土壤污染的修复技术有热脱附技术，即对受污染的土壤进行加热，由于污染物和土壤的沸点不同，污染物变成气体挥发，从而达到使污染物与土壤分离的目的，但这种方式效率比较低，能耗大。

另外，目前也有采用微波技术对受污染土壤进行修复，微波方式对污染土壤处理是通过偶性分子旋转和离子传导两种机理实现的，通过离子迁移和极性分子的旋转使分子运动，但不引起分子内部结构的改变，从而达到使污染物与土壤分离的目的，但微波技术对于难挥发有机物的处理效果欠佳，从而单纯的微波方式对污染土壤修复效果也存在一定的不理想状况。

化学处理技术中多用强氧化方法，使污染物中金属元素被氧化成稳定化合物，再在土壤中经过微生物降解得以修复土壤。常用的氧化剂为过氧化氢联合硫酸亚铁即芬顿试剂。其原理是过氧化氢在碱性条件下易分解，结合硫酸亚铁，催化过氧化氢产生羟自由基，从而达到氧化目的。但亚铁离子易被氧化成铁离子，因此需要同时添加辅助剂，保持亚铁离子的稳定性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种针对土壤有机砷污染的联合微波氧化复合修复系统及方法，目的是彻底、有效地修复土壤，并可回收修复土壤，循环利用，对废气进行处理，达到环境保护标准。

本发明所述系统采用的技术方案为：该修复系统包括微波热脱附系统、土壤氧化系统及废气处理系统；

所述微波热脱附系统的主体为微波热脱附系统棚，在微波热脱附系统棚内设置输送带，在输送带前端上方设置催化剂添加器,催化剂添加器后方的输送带上方设置微波谐振腔；微波谐振腔的顶部与微波发生装置连接，底面通过多个波导管分别与相应数量的耦合口连接；在输送带的下方设置与加热设备连接的热风设备；

所述土壤氧化系统的主体为氧化反应池，氧化反应池的入口通过管路和蠕动泵与土壤收集器连接，土壤收集器接到输送带末端的微波热脱附系统棚上，第二氧化剂添加器与氧化反应池连接；氧化反应池的出口端与回收设备连接；

所述废气处理系统的主体为氧化设备，氧化设备内的气体输送管路的入口端通过输气管路和第一引风机与微波发生装置连接，氧化设备上方设置与气体输送管路出口连通的集气棚，集气棚通过管路和第二引风机与活性污泥池的下端入口连接，活性污泥池上部的出口通过管路和第三引风机与烟囱连接；第一氧化剂添加器与氧化设备连接。

所述活性污泥池与第三引风机之间的管路上安装检测设备。

所述气体输送管路为S形，其上设置若干个微型孔。

所述活性污泥池内添加活性污泥，其中富含有机微生物及细菌。

所述微波热脱附系统棚、氧化反应池、氧化设备均为密闭结构。

本发明提供的利用所述系统的复合修复方法，按如下步骤进行：

步骤1）：污染土壤进入到微波热脱附系统中，由输送带传送；催化剂经过催化剂添加器被均匀添加进土壤中，输送带携带污染土壤经过微波辐射及热脱附处理，土壤中大部分污染物挥发成气态由微波发生装置上方的集气罩收集传出，剩余土壤由微波热脱附系统下方的出料口传出进行后续处理；