[發明專利]適用于焦化場地的沸騰式微泡沫土壤污染脫附裝置及方法

有效

• 申請號: 202010891836.0
• 申請日: 2020-08-29
• 公開（公告）號: CN112090952B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 李華;朱宇恩;張雅鑫
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 張向瑩

本發明公開了適用于焦化場地的沸騰式微泡沫土壤污染脫附裝置及方法，該裝置包括污染物脫附裝置、臭氧輸送管路、氣流輸送管路、微泡沫發生裝置和廢氣廢液收集裝置，臭氧輸送管路與污染物脫附裝置的臭氧入口連接，為其提供臭氧用以氧化焦化土壤中的有機污染物；氣流輸送管路與污染物脫附裝置的氣流入口連接，為其提供氣流用以實現土壤流態化、沸騰化；微泡沫發生裝置與泡沫入口連接；廢氣廢液收集裝置分別與廢液出口、廢氣出口連接；脫附方法分三階段：(1)臭氧氧化及土壤“沸騰化”，啟動臭氧輸送管路、氣流輸送管路；(2)表面活性劑微泡沫洗脫，關閉臭氧輸送管路、氣流輸送管路，啟動微泡沫發生裝置；(3)廢氣廢液收集。

技術領域

本發明涉及污染場地土壤修復技術，具體涉及一種適用于焦化場地的沸騰式微泡沫土壤污染脫附裝置及方法。

背景技術

在污染土壤的修復過程中，由于多環芳烴具有很強的親油親脂性，一旦產生污染將很難對污染介質進行修復，且水溶解度低、正辛醇水分配系數大，易于在生物體內和脂類物質中富集。目前國內外對土壤多環芳烴污染修復技術的研究較為廣泛，在現有的土壤修復技術中，化學淋洗法由于操作簡單、成本低、修復效果好被廣泛應用于有機污染土壤修復。但在淋洗過程中容易發生孔道效應，即淋洗液優先沿滲透性好的土壤孔道流動，受土壤滲透性影響大，易產生固定通道流，導致污染物不能得到有效去除，修復效果不理想，且淋洗液消耗量大。

為解決化學淋洗存在的諸多問題，目前已有發明提出利用微泡沫沖洗技術代替化學淋洗。微泡沫是泡沫發生時直徑在數百納米到10微米之間的泡沫，比表面積大，傳質效率高，在水中停留時間長，可產生大量自由基。此外，由于泡沫流量可以通過壓力梯度來控制，因此泡沫輸送更易控制注入的流體量，從而最大程度地減少污染物擴散。

研究表明穩定的泡沫表面活性劑氣液混合體系可更高效地修復有機污染土壤，大大減少污染土壤的處理成本，現已有利用表面活性劑泡沫沖洗技術去除土壤污染物的發明，例如名稱為一種表面活性劑泡沫輔助過硫酸鹽氧化修復有機污染土壤的系統及方法的專利(CN 108607879 A)，該方法是將藥劑混合物經過泡沫發生系統產生泡沫，加壓輸送到反應系統與土壤中污染物反應，達到降解有機污染物的目的，反應后的泡沫混合物通過回收處理系統回收再利用。該系統適用于土壤原位修復，但表面活性劑吸附在土壤上則難以去除，同時無法確定土壤中是否有泡沫殘留。在原位注入的過程中，由于泡沫注入時受土壤擠壓，容易破裂而恢復液體狀態，依然無法避免化學淋洗法存在的諸多問題。

現有發明中多針對微泡沫發生裝置進行改進，微泡沫脫附裝置較少且不夠成熟，泡沫注入不均勻，例如公布號為CN 102371268 B的發明專利，名稱為一種用于多氯聯苯污染土壤修復的表面活性劑泡沫沖洗技術，該發明使用表面活性劑和氮氣制造異位泡沫，通過控制泡沫氣液比、粒徑來控制泡沫的性質，并通過加壓注入的方式進行泡沫沖洗。此項發明中，泡沫在土柱中穩定性較差，僅在柱頂端一段距離內以泡沫的形態穩定存在，在土柱底端幾乎等同于化學淋洗的作用，依然受孔道效應的影響，且該技術對泡沫穩定性要求較高，操作過程繁瑣，耗時較長。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明旨在提供一種一種適用于焦化場地的沸騰式微泡沫土壤污染脫附裝置及方法，采用臭氧氧化、氣流沖擊使土壤“沸騰化”與超聲振動協同技術，實現土壤多環芳烴等有機物的去除。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：