[發(fā)明專利]一種污染場地原位熱強化氣相抽提修復集成裝備及應用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310301064.0
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103350104A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 廖曉勇;閻秀蘭;李鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所;北京中科九州環(huán)境工程有限責任公司
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00;B09C1/06
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉

技術領域

本發(fā)明涉及一種污染場地修復設備及應用方法，屬于環(huán)境保護領域。

背景技術

土壤作為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎和環(huán)境要素的重要組成部分,是人類賴以生存的自然資源，它吸納環(huán)境中約90%的污染物。隨著郊區(qū)化和逆城市化進程的推進，大量的城市企業(yè)實施了搬遷，2008年我國關停并轉(zhuǎn)遷的企業(yè)數(shù)達到22488個，這些工業(yè)廢棄場地在生產(chǎn)過程中的“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象以及各種環(huán)境事故會導致各種揮發(fā)性污染物進入到場地的土壤中（廖曉勇等.城市工業(yè)污染場地：中國污染環(huán)境修復領域的新課題.環(huán)境科學，2011），形成大量的污染場地，亟待修復。揮發(fā)性有機污染物是工業(yè)場地土壤中最突出且最普遍的污染物之一，它們已被列為優(yōu)先控制的污染物，這和該類污染物所具有的嚴重危害性是密不可分的。揮發(fā)性有機污染物的成分復雜，具有的特殊氣味能使人體呈現(xiàn)種種不適應，并具有毒性、刺激性、致癌作用，特別是苯、甲苯及甲醛對人體健康會造成很大的傷害。當其存在于土壤環(huán)境中時，會帶來嚴重的環(huán)境問題，包括二次污染大氣，加速地下管線的老化，直接威脅地下水的安全，影響農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量等（王晶晶等.持久性有機污染物多環(huán)芳烴的研究綜述.科技創(chuàng)新導報，2010）。而許多工業(yè)活動過程中都會產(chǎn)生大量揮發(fā)性有機物，如石油化工、焦化化工、加油站以及揮發(fā)機動車尾氣等。因此，我國揮發(fā)性有機污染場地的治理擁有廣闊市場需求和前景。

揮發(fā)性有機污染土壤的修復方法有生物修復、化學修復和物理修復方法等。生物修復方法主要是利用植物或微生物吸收或降解土壤/地下水中的污染物。化學修復方法包括化學淋洗技術及化學氧化/還原技術等，化學氧化/還原技術是指將氧化劑/還原劑注入污染介質(zhì)中，通過氧化/還原反應使土壤或地下水中的污染物在較短時間內(nèi)被破壞、降解成無毒的或危害較小的物質(zhì)。物理方法包括熱脫附技術和土壤氣相抽提技術等，土壤氣相抽取技術（Soil?Vapor?Extraction,SVE），是一種用于治理土壤區(qū)域揮發(fā)性有機污染物的原位土壤修復技術。其運行原理是利用真空設備產(chǎn)生負壓驅(qū)使空氣流過土壤孔隙，從而攜帶揮發(fā)性有機物流向抽取系統(tǒng)，抽提到地面后收集和處理，達到土壤修復的目的。對于揮發(fā)性有機污染物的處理效果較好，可應用于石油類碳氫化合物、苯、酚類、MTBE、含氯有機溶劑、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥等有機污染物及一些變價重金屬的修復。

在開展場地原位氣相抽提修復時，有較多的因素影響著修復效果，如場地土壤環(huán)境溫度、目標污染物性質(zhì)、土壤滲透性等。土壤環(huán)境溫度是一個重要限制因素，通常當溫度越低時，氣相抽提的修復效果會受越差。在氣相抽提過程中，由于目標污染物沸點的原因，對于沸點低、揮發(fā)性好的污染物有較好修復效果，而對于半揮發(fā)性或低揮發(fā)性的有機污染物是難以去除的。為了提高氣相抽提的修復效果，可以通過將熱處理或生物處理等技術和SVE相結合，以達到增強氣相抽提修復效果的目的。熱處理技術，包括熱電阻加熱、微波加熱、熱空氣注入、蒸汽注射等方法，是一種具有極高應用潛力的強化技術。但目前由于國內(nèi)缺乏相應的強化裝備，導致這類修復的實施還存在較大的困難。中國專利申請201120475085中提到利用原位多相抽提處置裝置治理土壤污染，但僅提到了抽提系統(tǒng)的構成，沒有相關的強化系統(tǒng)。中國專利申請201220008221中提到利用熱空氣的氣相抽提裝置對揮發(fā)性有機物污染土壤進行修復，但僅提到了熱空氣生成裝置，并沒有提及如何將強化系統(tǒng)和氣相抽提系統(tǒng)結合使用。在深層土壤的原位修復治理方面，如何提高氣相抽提的抽提效率和擴展氣相抽提的適用土壤范圍，是環(huán)境修復過程中需要解決的關鍵問題。

目前我國的污染場地修復設備，包括化學氧化、熱脫附、土壤淋洗等修復設備，多停留在科研裝備開發(fā)或?qū)嶒灅訖C中試階段，修復設備的產(chǎn)業(yè)化應用很少。歐美等國家已經(jīng)開發(fā)出很多先進的修復設備，但價格極其昂貴，且并不一定適合在我國應用。本發(fā)明的裝備能有效地解決熱處理強化土壤氣相抽提的技術問題，為我國場地有機污染物經(jīng)濟高效修復提供實用技術與方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術解決問題：克服常規(guī)氣相抽提技術的不足，提供一種可移動式的、快速、經(jīng)濟、有效的可用于有機污染場地的熱處理強化氣相抽提修復裝備，可用于有機污染場地的高效修復，不僅提高污染物去除效率，還排除了土壤溫度對氣相抽提技術的限制影響，延長了在冬季時的有效修復工作時間，達到了高效修復的目的。