[發明專利]污染土壤的超臨界流體修復處理系統

無效

• 申請號: 201210004561.X
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102527709A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 趙穎;薛強;侯長亮;王靜;李江山
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: B09C1/02
• 分類號: B09C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種污染土壤的超臨界流體修復處理系統，主要用于有機污染土壤的快速異位修復處理，屬于環境巖土工程領域。

背景技術

隨著我國工農業的迅速發展，各種污染物，特別是有機污染物被排放到空氣、水體及土壤中。土壤作為各種污染物的最終歸宿，污染物的大量蓄積已成為其主要污染問題之一。污染物進入土壤后，不僅影響植物的生長發育及生物群落的變化，導致糧食產量和質量的下降，對農產品安全構成嚴重威脅，還會對地表水、地下水等造成次生污染。有毒污染物經食物鏈進入人體，進一步危害人類健康。近年來，我國土壤污染問題日益凸現，由土壤污染引發的農產品質量安全問題和群體性事件逐年增多。因此，修復污染土壤已經成為近幾十年來環境科學領域的重要課題，研發新型經濟高效的污染土壤修復技術和相關設備是改善我國環境質量的迫切要求，也是世界科技的研究熱點。

過去幾十年中，人們通過各種手段試圖修復被有機污染物污染的土壤。由于各種原因，這些方法并不十分成功。80年代后期，部分學者將注意力集中到超臨界流體上。超臨界流體是指物質處于其臨界溫度和臨界壓力以上而形成的一種特殊狀態的流體，目前廣泛應用于從石油渣油中回收油品、從咖啡中提取咖啡因、從啤酒花中提取有效成分等工業中，實現了超臨界流體萃取技術從理論研究、中小水平向大規模產業化的轉變。在超臨界條件下，某些流體，如二氧化碳等的粘度系數很小，有利于溶質的擴散，因而具有很好的質量傳遞特征。同時具有較小的表面張力，易于進入到土壤或沉積物的微細孔隙中，從而將有機物很快地萃取出來。因此，采用超臨界流體萃取修復污染土壤是可行的，且具有萃取時間短、溶劑用量少、操作方便、萃取效率高、無環境污染，且可通過改變萃取條件實現高選擇性萃取等特點。

目前，國內外已有少數學者開展了超臨界流體修復污染土壤的相關研究。例如，Snyder等人采用超臨界萃取技術萃取了土壤、沙子粉土和江河沉積物中有機氯、有機磷酸脂；Erkey等人采用超臨界二氧化碳流體萃取了土壤中的有機化合物；Ashraf等研究了溫度對土壤樣品中酚類化合物萃取效率的影響。但目前尚無相關設備的研發，致使超臨界流體修復污染土壤的研究尚停留在理論研究和室內試驗階段，更無相關的規模性模擬試驗和工程實施。因此，開發污染土壤的超臨界流體修復處理設備，對于促進污染土壤的超臨界流體修復技術的發展和推動其工程應用具有重要的意義。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明的目的在于提供一種采用超臨界流體進行污染土壤異位修復處理的系統。

其技術解決方案為：

污染土壤的超臨界流體修復處理系統由進料裝置、萃取裝置、卸料裝置、減壓閥、第一加熱器、氣體分離倉、污染物收集器、超細過濾器、活性炭過濾器、氣態萃取劑儲存罐、冷凝器、液態萃取劑儲存罐、液態萃取劑泵、第二加熱器、催化劑儲存罐、氣泵、閥門、管道組成，進料裝置由第一真空泵和進料罐構成，進料罐和第一真空泵之間管道連接，連接管道上設置有閥門，進料罐上部設置有進料口，進料口上方設置有進料密封蓋，進料密封蓋上設置有第一泄壓閥，進料罐底部設置有第一落料口，第一落料口上設置有進料閥，萃取裝置由電動機、萃取罐、溫度傳感器、壓力傳感器和立式螺條攪拌器構成，立式螺條攪拌器設置在萃取罐內，立式螺條攪拌器轉軸和電動機連接，萃取罐的內壁上設置有溫度傳感器和壓力傳感器，萃取罐上部和進料罐上的第一落料口固定連接，萃取罐底部設置有第二落料口，第二落料口上設置有卸料閥，卸料裝置由卸料罐和第二真空泵構成，卸料罐和第二真空泵之間管道連接，連接管道上設置有閥門，卸料罐上部和萃取罐上的第二落料口固定連接，卸料罐下部設置有出料口，出料口上設置有出料密封蓋，出料密封蓋上設置有第二泄壓閥，萃取罐頂部通過管道依次經減壓閥、第一加熱器、氣體分離倉、閥門、超細過濾器、活性炭過濾器、閥門、氣態萃取劑儲存罐、閥門、冷凝器、閥門、液態萃取劑儲存罐、液態萃取劑泵、閥門、第二加熱器、閥門、催化劑儲存罐和閥門回接至萃取罐的底部，萃取罐側壁上方設置有連接氣態萃取劑儲存罐的管道，連接管道上設置有閥門，卸料罐側壁上方通過管道依次經閥門、氣泵連接至超細過濾器，卸料罐側壁下方通過管道連接至氣態萃取劑儲存罐，連接管道上設置有閥門。

所述的進料罐、萃取罐和卸料罐的底部分別為圓錐體。

所述的氣體分離倉下方設置有污染物收集器，氣體分離倉和污染物收集器之間管道連接，管道上設置有閥門。

由于采用了以上技術方案，本發明的污染土壤的超臨界流體修復處理系統實現了污染土壤的異位快速修復，具有如下的技術特點和優點：