[发明专利]一种有机污染土壤的修复装置

说明书

本发明公开了一种有机污染土壤的修复装置，设有喷水管、抽水管和回填管分别直接输送氧化剂、泥水混合物以及回填土壤，利用过硫酸盐与填料反应生成硫酸根自由基，对污染土壤进行喷射冲击时降解污染物，冲击落下的泥水混合物被抽至处理器主体内，在超声波发生装置和超声波振动柱的共同作用以及臭氧小气泡的持续供给下，有机污染物被加速降解，土壤颗粒加速沉降进入回填管。本发明装置将固体污染的处理过程流质化，对污染土壤进行持续有效的深度修复，无需向地下注入大量氧化剂，大大减少了氧化剂的浪费和对土壤、地下水的污染，既克服了传统的原位修复的缺点，又无需使用异位修复的重大工程机械挖土，操作简单，经济有效。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，尤其涉及一种有机污染土壤的修复装置。

背景技术

随着社会经济的快速发展，土壤污染问题日趋严重，尤其是现有的化工企业搬离城市，大多会出现化工废弃用地土壤污染。化工废弃用地土壤中含有大量复合有机污染物，会改变土壤的理化性质，破坏局部生态系统，对区域的动植物产生间接和直接毒性作用，并通过食物链的富集和放大效应对人体健康造成严重的危害，对土地资源的可持续利用构成威胁，进而严重影响土地的使用功能。在化工废弃用地转用和二次开发之前，必须合理、有效地对有机污染土壤进行治理和修复，将土壤中的有机污染物消除、降解或清理，使得土壤中的有机污染物浓度达到国家制定的相关标准限值要求，使环境风险降低到可以接受的水平。

有机污染土壤中有机物种类繁多，包括石油类、多环芳烃、农药、有机氯等，其中苯系物和多环芳烃等有机物是最重要的污染物。目前，对有机污染土壤中污染源修复，可分为原位修复和异位修复。异位修复涉及挖土和运土，破坏了原土壤的结构，难以修复污染较深的区域，而且操作成本高，同时，在挖土、运土的过程中导致土壤中大量的挥发/半挥发性有机物转移到空气中，造成二次污染，因此逐渐被原位修复所取代。

常用的原位修复包括物理修复法、化学修复法和生物修复法。针对污染面积较大，污染物浓度高的情况，采用物理修复需要消耗的工程量大，修复不彻底，相应的成本也较高。生物修复一般不会带来二次污染的问题，但是生物修复有机物污染场地的周期太长，而且在重污染的工业场地植物成活率低，不适合直接作为化工厂场地土壤修复的措施，可作为后续的稳定修复措施使用。相对于前两者而言，化学修复具有明显的优势，包括：对污染物不敏感，反应迅速，修复时间短，降解彻底，修复效率高，因而被越来越多地应用于有机污染土壤的修复。

化学修复多采用强氧化方法，常用的氧化剂为过氧化氢、Fenton试剂或过硫酸盐。

过氧化氢的氧化还原电位是1.77V，对有机污染物的氧化效果好，反应产物主要为水和氧气，不会造成二次污染，且容易获得，处理过程简单。但是过氧化氢极不稳定，半衰期短，有效距离短，进入土壤后会立即分解成水和氧气，所以需要采取少量多次的方式加入，才能增加氧化剂的利用效率。而且，过氧化氢具有极易发生无效分解、持续时间短、大量放热等特点，需维持土壤较低的pH来保证反应的进行，导致利用率低、不易控制等问题，限制了其广泛应用。

Fenton试剂是在H₂O₂的基础上发展而成的一种更为有效的氧化剂，主要通过Fe²⁺与H₂O₂反应生成OH·来降解有机污染物。OH·的氧化还原电位为2.8V，氧化能力强，具有体系原料来源广泛、反应时间短、对难降解有机物有良好去除效果的优点。但是传统的芬顿试剂也存在着H₂O₂利用率低、有机物降解不完全等缺点，主要缺陷为：(1)反应体系pH低，中性条件下，反应形成的Fe³⁺易形成Fe(OH)₃沉淀，反应效率大幅降低，因此需对待处理土壤及地下水进行预酸化；(2)传统芬顿体系中产生的Fe³⁺使出水色度增加，调节pH为碱性后产生大量含铁污泥难以处理，造成二次污染；(3)催化剂分离困难，难以重复使用。