[發(fā)明專利]一種微波電動(dòng)土壤原位修復(fù)裝置及修復(fù)方法

有效

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• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103286120A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何理;李晶;董煥煥;潘海洋;盧宏瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00;B09C1/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微波電動(dòng)土壤原位修復(fù)裝置及修復(fù)方法，屬于土壤污染的原位修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國工業(yè)化、城市化及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化的進(jìn)程，土壤污染日益嚴(yán)重，并逐步表現(xiàn)為多種污染物的復(fù)合污染。尤以重金屬污染和高毒性、持久性有機(jī)物污染最為突出，它們主要來自廢廠礦區(qū)、污灌區(qū)、生活垃圾、工業(yè)三廢以及農(nóng)藥、化肥的大量使用。調(diào)查研究顯示，我國受鎘、砷、鉛等重金屬污染造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。另一方面，有機(jī)污染以其持久性、高毒性、積聚性、流動(dòng)性的特征，協(xié)同重金屬污染的隱蔽性、長期性、不可逆性特點(diǎn)，成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)?？傊?，重金屬、有機(jī)污染物不僅改變土壤的理化特征，導(dǎo)致土壤的退化、農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的降低，而且通過徑流和淋洗作用污染地表水和地下水，惡化水文環(huán)境，并可能通過直接接觸、食物鏈等途徑危及人類的生命和健康。因此，解決這類復(fù)合型污染土壤的修復(fù)問題，迫在眉睫。

當(dāng)前，污染土壤修復(fù)技術(shù)主要包括物理工程修復(fù)、蒸汽萃取和生物修復(fù)等。其中蒸汽萃取雖能有效地處理氣相污染物，但對液相、殘留相的污染物只能采取其他方法處理，導(dǎo)致處理系統(tǒng)復(fù)雜、處理成本高昂。植物修復(fù)法就是利用植物直接或間接的吸收、同化、降解作用，修復(fù)受污染的土壤，但其處理周期較長，短時(shí)間內(nèi)達(dá)不到明顯的效果。而微生物降解法雖然操作比較簡單、且無污染，但是特定的微生物只降解特定類型的化學(xué)物質(zhì)。此外，微生物活性還受溫度和其它環(huán)境條件變化的影響較大，這就極大的限制了微生物降解法的應(yīng)用范圍。由此可見，每種方法都有其修復(fù)對象的針對性和優(yōu)缺點(diǎn)，事實(shí)上也正是由于這種修復(fù)的針對性或單一性，在處理復(fù)合污染時(shí)便不具備應(yīng)用價(jià)值。為克服這一局限性，一種聯(lián)合修復(fù)技術(shù)應(yīng)用而生。

電動(dòng)力學(xué)技術(shù)是一種新興的土壤原位修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)可以有效的去除土壤的有機(jī)和無機(jī)污染物，尤其是重金屬，具有可控性強(qiáng)和處理效果好、容易安裝和操作、耗費(fèi)人力少、接觸毒害物質(zhì)少、經(jīng)濟(jì)效益高且不破壞原有自然環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，從而能夠在進(jìn)行環(huán)境修復(fù)的同時(shí)，最大限度地保護(hù)原有的生態(tài)環(huán)境。近幾年國內(nèi)外已有較多的小試研究報(bào)道，也有少量中試和工程應(yīng)用實(shí)例。鑒于該方法對有機(jī)物處理效率不高，進(jìn)而我們引進(jìn)修復(fù)效率較高的熱處理法作為該項(xiàng)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的另一核心內(nèi)容，考慮到聯(lián)合修復(fù)系統(tǒng)的可操作性、簡易性、經(jīng)濟(jì)性、前瞻性以及不對已有電動(dòng)修復(fù)產(chǎn)生干擾影響，微波加熱法是一個(gè)合理的選擇。近年來微波技術(shù)作為一項(xiàng)新的污染土壤修復(fù)技術(shù)，開始引起廣泛關(guān)注。微波用于土壤修復(fù)，不僅能處理揮發(fā)性、半揮發(fā)性的有機(jī)物，如鹵代烴、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等，還能處理重金屬等非揮發(fā)性物質(zhì)。微波加熱可對被加熱物質(zhì)里外一起加熱,加熱極快,并且熱損耗小、熱效率高。在熱修復(fù)污染土壤時(shí)具有高效、快捷,操作靈活,對環(huán)境影響小,適用范圍廣且具有選擇性加熱的特點(diǎn),可分離回收某些有用的組分。目前已有人做過微波修復(fù)土壤中有機(jī)溶劑、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和重金屬等的研究，處理效果較好。但大部分研究都集中在微波對污染土壤的異位修復(fù)，重點(diǎn)進(jìn)行了污染土壤修復(fù)效果和機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究，沒有對修復(fù)技術(shù)的系統(tǒng)性及工業(yè)化進(jìn)行探討。因此，鑒于以上兩種方法都能處理重金屬和有機(jī)污染物，且其處理對象的側(cè)重點(diǎn)又優(yōu)勢互補(bǔ)，可相得益彰應(yīng)用于土壤原位聯(lián)合修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有電動(dòng)力修復(fù)和土壤熱修復(fù)技術(shù)的不足，將二者結(jié)合并強(qiáng)化，提出一種微波電動(dòng)土壤原位處理技術(shù)，處理前期采用電動(dòng)力修復(fù)和微波加熱聯(lián)合修復(fù)技術(shù)處理土壤中部分有機(jī)污染物和重金屬，后期采用高溫微波土壤熱修復(fù)技術(shù)處理難揮發(fā)、難降解的有機(jī)污染物和殘余重金屬。具有修復(fù)時(shí)間短，修復(fù)效果好，能處理重金屬以及有機(jī)物復(fù)合型污染的土壤，流程簡單易操作等優(yōu)點(diǎn)。

一種微波電動(dòng)土壤原位修復(fù)裝置，該修復(fù)裝置由電極系統(tǒng)、微波加熱系統(tǒng)、地下水循環(huán)系統(tǒng)三部分組成。

1、電極系統(tǒng)由分布在所處理土壤區(qū)域兩端的石墨組成的陽極和陰極電極井組成，在電極中裝有電解液。

2、微波加熱系統(tǒng)包括安裝在所處理土壤區(qū)域上方的集氣棚、微波輻射器以及埋在土壤中的微波吸收材料組成。

3、地下水循環(huán)處理系統(tǒng)由分布在所處理土壤區(qū)域外圍的抽水井、注水井以及真空抽吸泵組成。

一種微波電動(dòng)土壤原位修復(fù)方法，該方法步驟為：

1）啟動(dòng)離心泵將適量的地下水抽出緩緩地注入所處理土壤的土層之中，是土壤中保持一定的水分。