[發(fā)明專利]一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過程中有機物揮發(fā)的方法

無效

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• 申請日: 2013-09-21
• 公開（公告）號: CN103495594A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 毛倩瑾;王卉;田巍;崔素萍;姜雨生;王亞麗;蘭明章;劉佳;張良靜
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學;北京金隅紅樹林環(huán)保技術有限責任公司
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發(fā)明屬于污染土壤處理技術領域，具體涉及一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過程中有機物揮發(fā)的方法。

背景技術

隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)技術的發(fā)展，各種化學試劑大量使用，不可避免的導致大量土壤受有機物質(zhì)的污染，這些污染物質(zhì)在土體中長期積累、沉淀、遷移，對自然界及人們生活、生產(chǎn)造成惡劣的影響。特別是持久性有機污染物多環(huán)芳烴等，由于其持久性、長距離遷移性、生物積蓄性和高毒性，造成的土壤污染問題亟待解決。

目前在有機污染土的處置技術中，利用水泥窯處置有機污染土是一種經(jīng)濟而有效的技術，尤其是利用污染土替代水泥原料生產(chǎn)水泥，同時利用水泥窯的密閉高溫條件焚燒污染土中的有機物，產(chǎn)生的氣體在高溫下燃燒成無毒氣體最終隨水泥窯廢氣系統(tǒng)排放。但是這種方法在處理含多環(huán)芳烴有機物的污染土時，要特別注意其替代水泥原料在低溫粉磨階段加入時會產(chǎn)生一定揮發(fā)，需要采取相應措施嚴防產(chǎn)生二次污染。

為了在磨料階段更好地抑制有機污染物的揮發(fā)，應當探索是否可添加一些可吸附揮發(fā)物的物質(zhì)，以提高有機物的揮發(fā)溫度或降低揮發(fā)速率，延緩至物料進入高溫水泥窯而最終焚燒成無害氣體。眾所周知，硅藻土具有熱穩(wěn)定性好、多孔及強吸附等多種優(yōu)異性質(zhì)，它在吸附、過濾、載體等多個工業(yè)領域得到越來越廣泛的應用；此外硅藻土的成分與水泥粘土質(zhì)原料相似，添加在污染土中一起作為水泥原料是可行的。而目前關于硅藻土吸附特性的應用主要體現(xiàn)在有機污染廢水的凈化處理和重金屬污染土壤的固化上面，關于利用硅藻土的吸附原理抑制污染土有機物質(zhì)揮發(fā)的專利尚無報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過程中有機物揮發(fā)的方法，有效抑制或延緩污染土中多環(huán)芳烴有機物在低溫段的揮發(fā)，防止有機污染土作為水泥原料在粉磨階段投加處置時產(chǎn)生二次污染。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案是：一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過程中有機物揮發(fā)的方法，其特征在于包括以下步驟：先將污染土壤篩分去除樹枝、石子和大塊瀝青，使污染土壤顆粒直徑≤16mm；然后將篩分后的污染土壤和硅藻土分別在105℃溫度下干燥24h；接著將硅藻土直接加入污染土壤中并攪拌混勻，硅藻土的添加量與污染土壤的重量比為1:1～5；最后將含有硅藻土和污染土壤的混合物在25℃～400℃溫度段加熱，加熱時間為10～60min，利用硅藻土抑制或延緩污染土壤在低溫受熱過程中有機物的揮發(fā)。

其中，所述的污染土壤為含有沸點在200℃～400℃之間的多環(huán)芳烴類有機物的污染土壤。

本發(fā)明的有益效果是：

1）利用硅藻土熱穩(wěn)定、多孔及強吸附的特性，顯著抑制或延緩污染土中多環(huán)芳烴類有機物在低溫段的揮發(fā)。

2）本發(fā)明方法工藝簡單，吸附材料來源廣，處理成本低，降低了處理過程中的環(huán)境污染風險。

3）硅藻土的成分非常接近于污染土和水泥的粘土質(zhì)原料，不僅避免了硅藻土對污染土壤結構性狀的破壞，同時添加硅藻土后的土壤也適合于替代水泥原料，具有良好的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1是污染土中添加芴的熱重圖

圖2是硅藻土中添加芴的熱重圖

圖3是污染土和硅藻土中添加芴的熱重圖

圖4是污染土中添加苊的熱重圖

圖5是硅藻土中添加苊的熱重圖

圖6是污染土和硅藻土混合物中添加苊的熱重圖

圖7是污染土中添加菲的熱重圖

圖8是硅藻土中添加菲的熱重圖

圖9是污染土和硅藻土混合物中添加菲的熱重圖

圖10是污染土和硅藻土混合物中添加芴在各溫度下的紅外譜圖

圖11是污染土和硅藻土混合物中添加苊在各溫度下的紅外譜圖

圖12是污染土和硅藻土混合物中添加菲在各溫度下的紅外譜圖

具體實施方式

以下結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍不僅限于下述實施方式。

本發(fā)明的思路為在有機污染土壤中添加具有吸附特性的硅藻土，以抑制或延緩污染土中多環(huán)芳烴有機物在低溫（接近水泥原料粉磨時的溫度）時的揮發(fā)，使其盡量少揮發(fā)或延緩至高溫段再揮發(fā)，從而便于有機污染土作水泥原料參與配料在低溫粉磨階段加入，防止在低溫粉磨階段有機物揮發(fā)造成二次污染。延緩至高溫煅后有機物在密閉負壓的水泥窯中即使揮發(fā)也會在高溫窯內(nèi)焚燒成無毒無害的氣體，因此可有效降低處理過程中的環(huán)境污染風險。