一種去除農田土壤中有機氯農藥成分的土壤修復方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種去除農田土壤中有機氯農藥成分的土壤修復方法，屬于環境保護中的土壤修復領域。
【背景技術】
[0002]有機氯農藥是用于防治植物病、蟲害的組成成分中含有有機氯元素的有機化合物，其主要成分為以苯為原料和以環戊二烯為原料的兩大類。前者如使用最早、應用最廣的殺蟲劑DDT和六六六，以及殺螨劑三氯殺螨砜、三氯殺螨醇等，殺菌劑五氯硝基苯、百菌清、道豐寧等;后者如作為殺蟲劑的氯丹、七氯、艾氏劑等。此外以松節油為原料的莰烯類殺蟲劑、毒殺芬和以萜烯為原料的冰片基氯也屬于有機氯農藥。
[0003]有機氯農藥在人類生產生活中發揮了重大的作用，但其生物毒性及難以降解的特性又使其成為一種嚴重的環境污染物。它具有化學性質穩定、不易分解、殘留期長、不易溶于水、易溶于脂肪和有機溶劑等特點，可通過大氣和水環境介質迀移而使全球受到污染，并可通過食物鏈的生物放大作用，最終危害人類健康。研究發現，北京地區有機氯農藥類物質平均含量高達77.7yg/kg，超出了土壤環境質量一級標準(GB 15618_1995)50yg/kg;浙江省有機氯農藥類物質平均值為34.4yg/kg，其中最高值超過了土壤環境質量二級標準500yg/kg ；甚至在南極地區也發現了0.12?2.8yg/kg的DDT殘留，常年不化的冰層內也檢出了
0.04ng/kg的DDT。
[0004]有機氯農藥在土壤中的環境行為主要有吸附、滲濾、擴散、揮發、降解等。其中滲濾、擴散和揮發過程都會進一步擴大污染范圍，使治理變得更加困難。為了保障農產品的質量，對一些污染嚴重的地區，應采取適當的技術修復受到污染的土壤，因此，受有機氯農藥污染土壤的修復技術近年來受到普遍關注。
[0005]治理有機氯農藥污染的方法有很多種，如化學法、物理法和生物法。其中物理法和化學法，如焚燒、電化學法等都普遍存在著處理成本高、易造成二次污染、去除效果差等缺點，而生物法則主要利用微生物對有機氯農藥的特異性降解機理進行降解，該法處理效果明顯，在降解殘留農藥過程中發揮著重要作用，成為目前治理殘留農藥污染的主要手段之一。己報道的能夠降解有機氯農藥的微生物有細菌、真菌、放線菌、藻類等，大多數來自土壤微生物類群。細菌由于其生化上的多種適用能力以及容易誘發突變菌株從而占據了降解微生物的主要位置。
[0006]有機氯農藥微生物降解發生在一個復雜的環境體系中，因此影響因素眾多。這些因素可以分為內因和外因兩種，內因指有機氯農藥的分子結構，包括化學結構的復雜程度、氯取代基位置、氯原子的數量、相關基團的存在等，不同的有機氯農藥就有不同的生物降解性。外因指微生物和有機氯農藥所處的外部環境，如溶解氧、溫度、PH值、碳源、氮源和光照因素等，這些因素的變化都可能影響微生物的正常酶代謝活動，從而影響有機氯農藥的生物降解效率。
[0007]目前，現有的有機氯農藥微生物降解技術存在效率低、技術復雜、菌種篩選條件要求高、影響因素眾多，成本高等不足。因此，有必要擺脫現有的技術思路，開辟出治理土壤中有機氯農藥污染，實現土壤修復的新途徑，進而開發一種全新形式的去除土壤中有機氯農藥的土壤修復技術。
【發明內容】
[0008]為解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種去除農田土壤中有機氯農藥成分的土壤修復方法，待修復的含有機氯農藥成分的農田土壤集中儲存于原土料斗中，在此進行集中收集并完成初步穩定過程，原土料斗中的待修復土壤通過螺旋提升輸送機輸送至鼓風分選機，在此去除土壤中的塑料、紙張等低密度、大體積雜物，鼓風分選機的出口通過傳送帶連接振動篩分機，在此去除土壤中較高密度、大粒徑的雜質，振動篩分機的出口通過傳送帶連接磁力篩分機，在此去除土壤中的金屬雜質，磁力篩分機的出口通過傳送帶連接研磨粉碎機，在此將土壤研磨至粒徑小于10mm，研磨粉碎機的出口通過傳送帶連接熱脫附-等離子裂解反應器，熱脫附-等離子裂解反應器的出料口通過傳送帶連接調節式噴淋塔，在此進行進一步淋洗凈化，去除可溶性雜質，調節式噴淋塔的出口通過傳送帶連接余熱烘干機，在此將經淋洗土壤中所含的水分烘干去除，余熱烘干機的出口通過傳送帶連接修復土壤儲倉，經修復后的土壤外運再利用，同時，熱脫附-等離子裂解反應器的廢氣出口通過廢氣管線連接余熱交換器，在此收集廢氣中的剩余熱量，使廢氣溫度降低，余熱交換器的出口通過廢氣管線連接水洗凈化塔，廢氣在此經過水洗凈化并進一步降溫，水洗凈化塔的出口通過廢氣管線連接引風機，將經過凈化處理的尾氣排空，同時余熱交換器所收集到的剩余熱量通過熱力管線輸送至余熱烘干機加以利用。
[0009]進一步，熱脫附-等離子裂解反應器材質采用Q345R合金鋼，反應器外層包覆有玻璃纖維保溫隔熱層，其左上部設有土壤進料口，右下部設有土壤出料口，反應器內部主體部分左右交錯安裝有5條傳送帶，底部并排安裝有6部電熱鼓風機，電熱鼓風機上方設有防護網，反應器頂部排煙管道處安裝有3支等離子炬，可產生高溫等離子火焰，等離子炬的相對位置上安裝有陶瓷防火擋板。
[0010]進一步，經過研磨粉碎處理后的細顆粒土壤，通過熱脫附-等離子裂解反應器左上部的進料口進入到反應器內部，在5條傳送帶的驅動下，以“S形”路徑做逐步向下運動，同時，反應器底部的6部電熱鼓風機開啟，在反應器內部產生一股由下向上的熱空氣流，使土壤受熱發生脫附解吸反應，釋放出其中的有機氯農藥成分，并以蒸汽的形態逐漸上升至反應器頂部排煙管道處，此時位于排煙管道處的3支等離子炬開啟，產生高溫等離子火焰，利用高溫等離子火焰所特有的催化裂解作用，使有機氯農藥分子鍵發生斷裂，并裂解為小分子物質，從而有效去除有機氯農藥成分，經過等離子火焰處理后的廢氣由反應器頂部的排煙管道排出，進入下一廢氣處理工序；同時經過熱脫附解吸處理后的土壤，通過反應器右下部的土壤出料口離開反應器，進入下一土壤處理工序。
[0011 ]進一步，其特征在于，調節式噴淋塔的作用是將經過熱脫附-等離子裂解反應器處理后的土壤進行淋洗，進一步除去其中的可溶性雜質。
[0012]進一步，其特征在于，熱脫附-等離子裂解反應器，其內部容積為175m3，其傳送帶輸送速度為0.3m/s。
[0013]進一步，其特征在于，熱脫附-等離子裂解反應器，其等離子炬的工作電壓為380V，工作壽命為2000h，每支等離子炬均可單獨控制開啟或關閉，其等離子火焰的溫度為8500?9000。。。
[0014]本發明的優點在于:
(I)本系統擺脫了現有的有機氯農藥污染土壤修復處理工藝，創造性的利用了有機氯農藥成分受熱易發生脫附解吸作用，通過熱處理將有機氯農藥成分轉化為蒸汽態，再將該蒸汽導入高溫等離子體火焰中，利用高溫等離子體火焰所特有的催化裂解作用，使有機氯農藥分子發生裂解，并轉化為小分子物質，從而使土壤徹底得到凈化修復，其處理效率可達98.8%ο
[0015](2)本方法有針對性的采用了高溫等離子體火焰，來對含有較高濃度有機氯農藥成分的工藝廢氣進行處理，能夠徹底分解有機氯農藥成分，經過處理的尾氣不含有毒有害物質。
[0016](3)本發明可根據實際處理土量以及土壤中有機氯農藥的實際濃度，現場選擇開啟I支至3支等離子炬，有效降低了處理能耗。
[0017](4)本方法原理簡單易行，設計施工成本較低，并且處理效果較好，運行維護成本很低，有利于大范圍推廣應用。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的設備示意圖。
[0019]圖中:1-原土料斗、2-鼓風分選機、3-振動篩分機、4-磁力篩分機、5-研磨粉碎機、6-熱脫附-等離子裂解反應器、7-余熱交換器、8-水洗凈化塔、9-引風機、10-調節式噴淋塔、11 -余熱烘干機、12-修復土壤儲倉
圖2是熱脫附-等離子裂解反應器的示意圖。
[0020]61-進料口、62-玻璃纖維保溫隔熱層、63-傳送帶、64-電熱鼓風機、65-防護網、66-等離子炬、67-高溫等離子火焰、6