[發明專利]一種基于光催化氧化的含POPs土壤異位快速處置方法

在審

• 申請號: 201710471864.5
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107413843A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 張大磊
• 申請（專利權）人: 青島華茂環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10;B09C1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明提供一種基于光催化氧化的含POPs土壤異位快速處置方法，將沼渣、菌劑、碳源、營養物質及含POPs土壤轉移至堆場中，滲濾液回流，經過表層含鈦材料的光解催化作用，進而與納米鐵產生芬頓效應，將POPs快速降解并將，屬環境保護領域。

背景技術

POPs是持久性有機污染物（persistent organic pollutants）的簡稱，包括多環芳烴、多氯聯苯及農藥等。隨著工農業的發展和城市化進程的擴大，大量土壤被POPs污染。目前POPs處理方法主要有熱解析法及高級氧化法，熱解析法成本高，且容易生成大氣污染。高級氧化法加入了大量的化學藥劑，容易污染土壤。目前微生物法越來越得到關注，申請號為CN201210304389.X介紹了一種利用酵母污泥修復POPs土壤的方法。該方法思路是利用污泥作為POPs降解菌的營養物質，促進POPs降解菌生長從而達到修復目的。該方法雖然生態，但是處理周期長，因為POPs本身難溶于水，不易被生物獲取，同時土壤本身存在的降解菌也稀少，不過不通過外加微生物，很難降解。

為此，申請人進行了有益的探索和嘗試，找到了解決上述問題的辦法，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明設計一種快速處置含POPs土壤的方法。該法將污染場地含POPs土壤挖出，轉移至堆場中；堆場內鋪設防滲層，底部鋪設導流材料，其上部鋪設沼渣、菌劑、碳源、營養添加劑及含POPs土壤的混合層，混合層上部放置含鈦材料與納米鐵材料；運行過程中，不定期從堆場上部注碳源溶液，隨后將滲濾液通過底部導流材料收集至滲濾液收集系統中，隨后不定期將滲濾液回流至堆場上部進行回灌。經過該方法處理含POPs土壤，僅需10-60天時間即可將污染土壤修復至民用建設用地標準。

本工藝脫出土壤中POPs的機理在于，首先利用乙醇等碳源溶液將土壤中的POPs萃取進溶液中，便于菌劑及沼渣中微生物利用，隨后POPs溶液進入滲濾液，隨著滲濾液回灌到堆場頂部，被納米鐵材料吸附，在含鈦材料的作用下，形成光催化效應，產生羥基自由基，進一步促進POPs的分解；此外，通過控制滲濾液pH，納米鐵材料會釋放一定量的鐵離子，在光催化所產生的微量羥基自由基作用下，產生芬頓催化效應，更有效的降解POPs污染。

本發明的具體詳細技術方案包括以下步驟：

將污染場地含POPs土壤挖出，轉移至堆場中；堆場內鋪設防滲層，底部鋪設導流材料，其上部鋪設沼渣、菌劑、碳源、營養添加劑及含POPs土壤的混合層，混合層上部放置含鈦材料與納米鐵材料；運行過程中，不定期從堆場上部注碳源溶液，隨后將滲濾液通過底部導流材料收集至滲濾液收集系統中，隨后不定期將滲濾液回流至堆場上部進行回灌。

進一步地，在本發明的一種實施例當中，混合層中含POPs土壤、沼渣、碳源、菌劑及營養添加劑的添加比例為1：（0.01-0.5）：（0.01-0.5）：（0-0.3）：（0-0.1），混合層高度1-8m。

進一步地，在本發明的一種實施例當中，滲濾液回流至堆場上部進行回灌，可以進行pH調節，其pH值控制在2-6，回灌間隔時間在2-48小時范圍。

進一步地，在本發明的一種實施例當中，沼渣指有機廢水或者固體有機廢物厭氧處置后的固體殘留物，可以被污泥替代。

進一步地，在本發明的一種實施例當中，含鈦材料與納米鐵材料的混合層高度在0-1m。

進一步地，在本發明的一種實施例當中，運行期間，堆場上部注水的頻率為每1-100天注水一次。

進一步地，在本發明的一種實施例當中，營養添加劑指氮源、磷源及微量元素源中的一種或多種，

進一步地，在本發明的一種實施例當中，菌劑指含有水解酸化菌或POPs分解菌的菌劑，也可以是多種菌群的混合物，用于將大分子POPs分解成小分子。

進一步地，在本發明的一種實施例當中，微量元素源指含有硼、鋅、銅、錳、鈷中的一種或多種元素的營養物質，碳源溶液指含有乙醇、甲醇、乙酸一種或多種的溶液，其既可以作為微生物碳源，也可以用于萃取土壤中的POPs，碳源溶液中碳源含量為0-50%。

進一步地，在本發明的一種實施例當中，含鈦材料與納米鐵材料可以被其它可以產生電解效應的設備替代。

相比傳統的含POPs土壤處理方法，本方法有如下優勢：

1．通過含鈦材料，形成光催化效應，協同納米鐵的吸附及芬頓高級氧化效應，迅速處置POPs污染的同時，為沼渣及菌劑中菌種提供優質碳源，更好的促進微生物代謝并處理POPs污染；