專利名稱：有毒有機化學品污染土壤應急快速處理裝置及處理方法
技術領域：
本發明涉及的是一種污染物的處理方法，特別是一種快速處理污染土壤的方 法。本發明也涉及一種快速處理污染土壤的設備。
(二)
背景技術：
隨著化學物質在工業上用量的與日俱增，工業也越來越繁榮發展，但這同時 也帶來了巨大風險，突發性污染事故時有發生，這類事故形式多樣、發生突然、 難于處置、危害嚴重，是構成社會的不安定因素之一。突發性環境污染事故對社 會的危害已成為當今世界極為關注的問題之一。環境污染事故具有時間上的突發 性、形式不確定性、危害的嚴重性和處理處置的艱巨性，如果處理不及時，不僅 會給環境造成危害，也會給國家和人民群眾的財產帶來巨大損失，直接影響到人 們的生命安全、生活的正常秩序和社會穩定。環境污染事故除導致直接的人員傷 亡和財產損失外，有時還會嚴重破壞生態平衡，使環境質量惡化，產生近期或遠 期有效應，其經濟損失往往是無法定量估算的。
隨著近年來我國經濟快速發展，生產和消費有毒有機化學品種類和數量在日 益增長，這些有毒有機化學品在生產、銷售、運輸、儲存、使用等環節的惡性事 故時有發生，在工業區，特別是化工廠和危險化學品比較集中的地方，有毒有機 化學品的泄漏事故是發生頻率較高的一種突發性污染事故。如深圳市化學品倉庫 爆炸事故、重慶開縣井噴事故，發生在河北省保定市境內的兩起危及水環境安全 的事故具有典型性和代表性。
事故發生后如何建立有效的應急處理措施，防止和應對突發環境污染事故， 實施有效的補救，使污染事故得到有效控制，控制大規模的環境污染，維護環境 安全，已成為環境保護工作的重大新課題。
專利申請號為02147841.4的發明專利文件中公開的"一種污染土壤的處理 方法及設備"中所涉及的處理污染的方法及設備，處理土壤污染濃度低，利用臭 氧處理污染土壤成本較高。
(三)
發明內容
3本發明的目的在于提供一種處理方法時間短，處理效率高，操作成本低的有 毒有機化學品污染土壤應急快速處理方法。本發明的目的還在于提供一種有毒有 機化學品污染土壤應急快速處理方法的處理設備。
本發明的目的是這樣實現的
本發明的有毒有機化學品污染土壤應急快速處理裝置由投加及外排機構、反 應機構、加熱機構、驅動機構和底座組成；投加及外排機構包括進料斗1、取樣 口 8;反應機構包括反應罐體2、安裝在反應罐體中的擋板4，反應罐體底部有 供反應罐旋轉使用的滑輪9;加熱機構為設置在反應罐體外的保溫套加熱3;驅 動機構包括轉速驅動器6、轉速調節旋鈕5;底座包括支撐架10和反應罐撬起按鈕7。
本發明的有毒有機化學品污染土壤應急快速處理方法包括投加期、反應期和
排泥期三個階段；在反應前期，將定量污染土壤通過進料斗加入到反應罐中，投 料量占反應罐筒體體積的1/2，并按照土水比為m:V4:l的比例加入水將土壤與 水在反應罐的轉動攪拌下混勻，使土壤處于流動狀態，調節反應罐內的土壤pH 為中性條件；處理過程進入投加期，將氧化劑加入到反應罐中，在反應罐的轉動 攪拌作用下使氧化劑與污染土壤充分混勻；之后進入反應期，在這個過程中，土 壤中的污染物質在反應罐的轉動攪拌下與氧化劑充分反應，必要時啟動加熱機 構；最后進入排泥期，關閉反應罐的轉動調節旋鈕，處理之后的土壤通過取樣口 排出。
本發明可以將有機污染物分解為二氧化碳、水等，處理后土壤毒性大大降低。 該處理方法時間短，處理效率高，操作成本低。以有毒有機化學品污染土壤為處 理對象，在一定的時間內，有毒有機化學物質能夠達到較高的去除率，從而及時 快速降解有毒有機污染物、消除毒害性，并對維護環境安全起到了一定的積極作 用。
該方法可以用于有毒有機化學品泄漏、擴散污染事故、溢油事故等造成的污 染土壤的現場快速應急處理。
圖1是本發明的處理裝置的結構示意圖； 圖2是處理罐的的主視4圖3是處理罐的左視圖4是本發明的處理方法處理效果隨溫度變化曲線；
圖5是本發明的處理方法處理效果隨處理時間的變化曲線；
圖6是本發明的處理方法處理效果隨體系pH變化曲線；
圖7是本發明的處理方法處理效果隨反應罐轉速的變化曲線；
圖8是本發明的處理方法處理的五氯酚污染量與所需K2S20s投加量的關系；
圖9是本發明的處理方法處理污染土壤的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述
結合圖1-圖3，實施該處理方法的裝置是一種土壤處理罐，以五氯酚污染土 壤為目標污染土壤，由投加及外排裝置、反應裝置、加熱裝置、驅動裝置和底座 裝置組成；投加及外排裝置包括進料斗l、取樣口8;反應裝置包括反應罐體2、 擋板4，筒體底部有滑輪供反應罐旋轉使用；加熱裝置包括保溫套3，在必要時 為處理有毒有機污染物提供一定的溫度，以達到較高的處理效果；驅動裝置包括 轉速驅動器6、轉速調節旋鈕5，底座裝置包括支撐架IO，反應罐撬起按鈕7可 使反應罐傾倒出罐內土壤。
處理過程可分為投加期、反應期和排泥期三個階段。在處理之前，通過進料 斗向反應罐中投加lkg污染濃度為15g/kg的模擬五氯酚污染土壤，并按照土水 比1:1 (m:V)的加入原則加入1L水，打丌反應罐旋轉旋鈕，使反應罐在30r/min 的轉速下勻速旋轉，直至土水混勻。此時，將體系調節至中性條件，打開電熱套 調節溫度，使反應罐內體系溫度在6(TC左右。在投加期，投加濃度為50g/L的 K2SA溶液，使五氯酚與K2S2(V溶液完全反應而達到去除五氯酚的目的。反應期之 后，在排泥期，將處理之后的土壤溶液傾倒至離心機內使之泥水分離，泥安全排 放。
該方法可以用于有毒有機化學品泄漏、擴散污染事故、溢油事故等造成的污 染土壤的現場快速應急處理。 試驗結果如下
試驗模擬五氯酚污染濃度為15g/kg，向反應罐內投加lkg上述污染土壤， 反應罐轉速調至30r/min，在中性處理環境下，加熱處理60min，有機污染物的
5去除率可高達83.21%，加大氧化劑的用量或延長處理時間，會提高有毒有機污 染物的去除率。
1、 反應體系在不同溫度下處理污染土壤，加熱處理60min后，結果表明土 壤處理溫度為60'C時該方法的處理效果最好，如圖4所示。
2、 反應體系處理不同的時間后，得到不同處理時間的五氯酚處理效果。得 到了處理時間與五氯酚降解率之間的關系，研究表明，處理時間為60min時為最 佳處理時間，如圖5所示。
3、 將反應體系置于不同的pH下，討論反應處理體系的pH對污染土壤處理 效果的影響，由于在不同的pH下，{(252()8產生自的由基不同導致五氯酚降解率的 不同，試驗結果表明中性條件的處理體系為最佳處理環境，如圖6所示。
4、 反應罐繞軸線旋轉，可使土壤與氧化劑充分混勻，從而提高五氯酚的降 解率。如圖7所示，五氯酚的降解率隨著轉速的提高而升高。
5、 模擬不同污染濃度的土壤，加入一定量K2S208進行處理，討論不同污染濃 度的土壤所需的K2SA的量。由試驗結果得到不同五氯酚污染濃度的土壤與K2S208 投加量的關系，y=10. 114x+46，相關系數1 2為0.9979， x為五氯酚的污染量(g)， y為所需的K2SA的量(g)，如圖8所示。根據五氯酚污染量與所需K2S^的量之 間的關系可以得到K2S2Os的處理效率為48. 8mmo1 K2S208/g PCP，即20. 5g PCP/mo1 K2S20s。
6、 在最佳反應條件的基礎上，本發明設計了處理丄壤點源污染事故的工藝 流程，如圖9所示，包括K2SA氧化劑的加入，泥水分離，并且設置了回流罐回 流反應上清液，以達到反應液循環使用的目的。本工藝流程處理污染土壤效率高， 而且不會產生二次污染。圖9中11-試劑槽、12-泵、13-反應罐、14-液固分離 澄清器、15-抽泥泵、16-貯水槽、17-泵。
該處理方法的有益效果是
(1) 該處理方法適合有毒有機化學品污染土壤的應急快速處理，此類污染 土壤如果不及時處理會造成生命威脅與健康影響、經濟損失、生態環境的嚴重破 壞等，故此發明對維護環境和保障生命有積極作用。
(2) 該處理方法對污染土壤的處理效果明顯。試驗中按lkg污染濃度為 15g/kg的土壤處理，在中性環境下，轉速調至30r/min時，處理60min，五氯酚去除率高達83. 21%，該處理方法的處理能力為20. 5g PCP/mol K2S208。
(3)該處理方法處理有毒有機化學品污染土壤處理條件溫和，適合一般土 壤的污染。
權利要求
1、一種有毒有機化學品污染土壤應急快速處理裝置，其特征是由投加及外排機構、反應機構、加熱機構、驅動機構和底座組成；投加及外排機構包括進料斗(1)、取樣口(8)；反應機構包括反應罐體(2)、安裝在反應罐體中的擋板(4)，反應罐體底部有供反應罐旋轉使用的滑輪；加熱機構為設置在反應罐體外的保溫套加熱(3)；驅動機構包括轉速驅動器(6)、轉速調節旋鈕(5)；底座包括支撐架(10)和反應罐撬起按鈕(7)。
2、 一種應用權利要求1所述的有毒有機化學品污染土壤應急快速裝置的處理方法包括投加期、反應期和排泥期三個階段；其特征是在反應前期，將定量污染土壤通過進料斗加入到反應罐中，投料量占反應罐筒體體積的1/2，并按照土水比為m:V=l:l的比例加入水將土壤與水在反應罐的轉動攪拌下混勻，使土壤處于流動狀態，調節反應罐內的土壤pH為中性條件；處理過程進入投加期，將氧化劑加入到反應罐中，在反應罐的轉動攪拌作用下使氧化劑與污染土壤充分混勻；之后進入反應期，在這個過程中，土壤中的污染物質在反應罐的轉動攪拌下與氧化劑充分反應，必要時啟動加熱機構；最后進入排泥期，關閉反應罐的轉動調節旋鈕，處理之后的土壤通過取樣口排出。
3、 根據權利要求2所述的應用權利要求1所述的有毒有機化學品污染土壤應急快速裝置的處理方法，其特征是所述的污染土壤是污染濃度為15g/kg的五氯酚污染土壤，所述的氧化劑是投加濃度為50g/L的K2S20s。
4、 根據權利要求3所述的應用權利要求1所述的有毒有機化學品污染土壤應急快速裝置的處理方法，其特征是反應溫度為60'C。
全文摘要
本發明提供的是有毒有機化學品污染土壤應急快速裝置及處理方法。將定量污染土壤通過進料斗加入到反應罐中，投料量占反應罐筒體體積的1/2，并按照土水比為m∶V＝1∶1的比例加入水將土壤與水在反應罐的轉動攪拌下混勻，調節反應罐內的土壤pH為中性；處理過程進入投加期，將氧化劑加入到反應罐中，在反應罐的轉動攪拌作用下使氧化劑與污染土壤充分混勻；之后進入反應期，在這個過程中，土壤中的污染物質在反應罐的轉動攪拌下與氧化劑充分反應，必要時啟動加熱機構；最后進入排泥期，關閉反應罐的轉動調節旋鈕，處理之后的土壤通過取樣口排出。該裝置及方法可以用于有毒有機化學品泄漏、擴散污染事故、溢油事故等造成的污染土壤的現場快速應急處理。
文檔編號B09C1/08GK101502842SQ20091007151
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月10日 優先權日2009年3月10日
發明者劉廣民, 劉永健, 肖宇芳, 陳麗娜, 陳兆波 申請人:哈爾濱工程大學