[發明專利]一種土壤有機污染物原位電加熱脫附方法

有效

• 申請號: 202110779067.X
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113477693B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李強;卜青鋒;郭威;朱斌;劉世暢
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 王楠楠;李曉莉

本發明公開了一種土壤有機污染物原位電加熱脫附方法，屬于有機物污染土壤熱脫附技術領域，所述土壤有機污染物原位電加熱脫附方法利用高壓工頻加熱技術，對電極施加高電壓，通過電極高壓放電對電極間的目標土壤進行高壓擊穿，使得目標土層形成等離子導電通道，再將高壓電切換為工頻電，通過被擊穿土層自身的電阻熱，對被擊穿土壤自身及附近土壤進行加熱，從而達到加熱脫附的效果。本發明利用土壤被高壓擊穿后，電化學性質的改變，以被擊穿土壤自身的電阻熱作為加熱介質，同時改變了目標土層的電化學性質，使土壤的導電性大大增加，加快了能量傳導的效率，減小了土壤修復的周期，從而節約了能耗。

技術領域

本發明屬于有機物污染土壤熱脫附技術領域，具體涉及一種土壤有機污染物原位電加熱脫附方法。

背景技術

原位熱脫附技術自20世紀70年代開始應用于污染地塊修復，其原理是通過加熱升高污染區域的溫度，改變有機污染物的物化性質增加氣相或者液相中有機污染物的濃度，提高液相抽出或土壤氣相抽提對污染物的去除率。按照不同的加熱方式，原位熱脫附技術主要分為電阻加熱、熱傳導加熱和蒸汽加熱三種類型。目前使用的電阻加熱中的加熱電極單獨定制長度，成本高，如：中國專利文獻CN112170471A公布了一種污染土壤原位熱脫附方法、原位熱脫附系統；利用多組電阻棒并聯達到對不同深度土壤的加熱，受制于現有加工工藝的限制，使得電阻棒的成本過高，而且面臨運輸困難、施工安裝不方便、不可重復利用等問題，除了成本問題，在對污染土壤加熱過程中還有加熱效率低，加熱速度慢等問題，影響了修復效率，增加能耗。

發明內容

針對現有電阻加熱技術中存在電阻棒的成本過高，而且面臨運輸困難、施工安裝不方便、不可重復利用等諸多問題，本發明的目的是提供了一種土壤有機污染物原位電加熱脫附方法，利用高壓工頻加熱技術，對電極施加高電壓，通過電極高壓放電對電極間的目標土壤進行高壓擊穿，使得目標土層形成等離子導電通道，再將高壓電切換為工頻電，通過被擊穿土層自身的電阻熱，對被擊穿土壤自身及附近土壤進行加熱，從而達到加熱脫附的效果。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種土壤有機污染物原位電加熱脫附方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：選定污染土壤修復目標區域，并在所述污染土壤修復目標區域內布設電極井和抽提井；所述電極井數量為偶數個，分成兩排排列，兩排電極井對稱設置，一排作為陽極井，另外一排作為陰極井，抽提井位于兩排電極井之間；

步驟S2：在電極井和抽提井的井口處分別安裝一個空壓機和抽提裝置；所述抽提裝置的進口端通過抽提管道與抽提井內部連通，抽提裝置的出口端與廢物處理系統進口相連；所述空壓機與電極井內部連通，空壓機和抽提裝置均與地面控制系統通信連接；

步驟S3：在所有電極井中各插設一電極，并向電極井中注入電解質溶液，直至淹沒電極，將電極井和抽提井井口進行密封；電極的輸入端與電極供電電源連接，電極供電電源與地面控制系統通信連接，電極供電電源用于向電極提供50Hz工頻電和1000V高壓電兩種電壓；在接收到第一控制信號時，向電極提供1000V高壓電，在接收到第二控制信號時，向電極提供50Hz工頻電；

步驟S4：污染土壤加熱修復

對步驟S3中所述電極施加1000V高壓電，在兩排電極之間形成高壓電場，在高壓電場作用下擊穿兩排電極間的受有機物污染土壤形成等離子導電通道，擊穿之后采用50Hz工頻電對所述受有機物污染土壤進行加熱，從而完成受有機物污染土壤的熱脫附修復處理，同時通過抽提裝置抽提出抽提井中的廢棄物，并輸送至廢物處理系統，在抽提出廢棄物的同時通過空壓機向電極井內注入空氣，此時電極井作為注氣井。

根據本發明具體實施方案，所述電極井和抽提井的深度比受有機物污染土壤的深度大0.2m。

根據本發明具體實施方案，所述電極位于受有機物污染土壤的污染土層中部。