污染土壤循環(huán)式臭氧氧化處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種污染土壤循環(huán)式臭氧氧化系統(tǒng)，它針對(duì)污染土壤臭氧氧化處理技術(shù)中氧氣消耗量大、尾氣排入大氣可能存在二次污染的問(wèn)題。本實(shí)用新型包括氧氣源、臭氧發(fā)生器、土柱反應(yīng)器、臭氧分解裝置、氣體循環(huán)泵、氣體干燥裝置和臭氧穩(wěn)定裝置等。土柱反應(yīng)器中臭氧氧化后的尾氣進(jìn)入臭氧分解裝置，經(jīng)干燥后進(jìn)入氣體循環(huán)泵，回到臭氧發(fā)生器之前，并再次進(jìn)入臭氧發(fā)生器，形成循環(huán)。與傳統(tǒng)的需要持續(xù)大量補(bǔ)充氧氣的臭氧氧化系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)顯著降低氧氣消耗量；同時(shí)，由于氣體在系統(tǒng)中持續(xù)循環(huán)，大幅降低了由于尾氣外排造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】污染土壤循環(huán)式臭氧氧化處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及對(duì)土壤中揮發(fā)性有機(jī)物(如苯系物、氯代烴溶劑)和半揮發(fā)性有機(jī)物(如多環(huán)芳烴和石油烴等)污染物進(jìn)行處理的系統(tǒng)，利用臭氧氧化技術(shù)降解土壤中污染物，使其快速分解并增強(qiáng)其生物可利用性。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤污染所造成的生態(tài)破壞已成為影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大環(huán)境問(wèn)題，如石油開采和加工過(guò)程中造成的石油泄漏，煤化工企業(yè)生產(chǎn)造成的焦油泄漏、化工企業(yè)生產(chǎn)造成的氯代烴溶劑泄漏等造成了土壤嚴(yán)重污染。在修復(fù)污染土壤的諸多技術(shù)中，臭氧氧化技術(shù)已應(yīng)用到土壤中的石油、多環(huán)芳烴、苯系物等污染物的處理，具有處理效率高、處理時(shí)間短的特點(diǎn)。以土柱反應(yīng)器為代表的污染土壤臭氧氧化系統(tǒng)尤其適用于非飽和土壤的異位處理，它是由氧氣源、臭氧發(fā)生器、土柱反應(yīng)器和臭氧分解裝置經(jīng)管線依次連接組成，臭氧由氧氣在高壓放電條件下產(chǎn)生。高濃度臭氧需利用純氧生產(chǎn)，即便如此，氧發(fā)生器出口氣體中臭氧僅占20%以下，其余80%以上均為氧氣。該臭氧氧化系統(tǒng)中的臭氧通入土柱反應(yīng)器后，尾氣經(jīng)臭氧分解裝置的活性炭柱或硫代硫酸鈉吸收后直接外排，造成氧氣大量浪費(fèi)，提高了土壤臭氧氧化技術(shù)的成本，同時(shí)尾氣的外排還可能造成二次污染風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種污染土壤循環(huán)式臭氧氧化系統(tǒng)，使通過(guò)土柱反應(yīng)器后的氧氣得到循環(huán)使用，降低臭氧氧化成本。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:它是由氧氣源、臭氧發(fā)生器、土柱反應(yīng)器和臭氧分解裝置如活性炭柱在管線上依次連接，其特征是:在氧氣源和臭氧發(fā)生器之間的管線上依次接第一氣體流量計(jì)和第一氣體干燥裝置，在臭氧發(fā)生器和土柱反應(yīng)器之間的管線上接臭氧穩(wěn)定裝置，所說(shuō)的臭氧穩(wěn)定裝置是裝入0.1 mol/L的硫酸溶液的容器，來(lái)自臭氧發(fā)生器的進(jìn)氣管插入硫酸溶液中，出氣管在硫酸溶液液面之上，用于降低臭氧的自分解速度，土柱反應(yīng)器出口的管線上依次接臭氧分解裝置、第二氣體干燥裝置、氣體循環(huán)泵和第二氣體流量計(jì)，第二氣體流量計(jì)的出氣口通過(guò)三通接入氧氣源和臭氧發(fā)生器之間的線路上，形成閉環(huán)。
[0005]系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，氧氣源(如氧氣鋼瓶)提供氧氣，經(jīng)第一次干燥后，進(jìn)入臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生的臭氧經(jīng)臭氧穩(wěn)定裝置后進(jìn)入土柱反應(yīng)器處理土壤，處理后的尾氣依次經(jīng)臭氧分解、第二次干燥后，回到臭氧發(fā)生器，進(jìn)入下一個(gè)處理周期，以此循環(huán)。
[0006]污染土壤循環(huán)式臭氧氧化處理系統(tǒng)工藝參數(shù)如下:循環(huán)系統(tǒng)中氧氣流量0.2^3m3/ (min.m3反應(yīng)器)，經(jīng)過(guò)臭氧發(fā)生器后臭氧濃度20飛0 mg/L，土壤初始含水率控制為5%~20%，根據(jù)土壤污染物含量臭氧投加量為1%~20% (臭氧質(zhì)量占土壤質(zhì)量的百分比)，氧氣補(bǔ)充流量小于循環(huán)系統(tǒng)中氧氣流量的10%。
[0007]與傳統(tǒng)的需要持續(xù)大量補(bǔ)充氧氣的臭氧氧化系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型的積極效果是:氧氣鋼瓶只需要補(bǔ)充轉(zhuǎn)化為臭氧的氧氣，顯著降低了氧氣消耗量；同時(shí)，由于氣體在系統(tǒng)中持續(xù)循環(huán)，大幅降低了由于尾氣外排造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0009]圖1是本實(shí)用新型的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]氧氣鋼瓶1、第一氣體流量計(jì)2-1、反饋三通10-2、第二氣體流量計(jì)2-2、第一硅膠除水桶3-1、臭氧發(fā)生器4、臭氧穩(wěn)定裝置5、第一閥門6-1、第三氣體流量計(jì)2-3、土柱反應(yīng)器7、活性炭柱8、排放三通10-1、第二閥門6-2、第二硅膠除水桶3-2、氣體循環(huán)泵9、第四氣體流量計(jì)2-4、第四閥門6-4和反饋三通10-2的旁路，在管線上依次連接，排放三通的旁路接第三閥門6-3，第三閥門作為排放系統(tǒng)氣體的閥門。當(dāng)?shù)谌y門關(guān)閉時(shí)，上述構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。推動(dòng)系統(tǒng)氣體運(yùn)行的主要?jiǎng)恿?lái)自氣體循環(huán)泵。
[0011]來(lái)自氧氣鋼瓶I的氧氣經(jīng)硅膠除水桶3-1干燥，進(jìn)入臭氧發(fā)生器4，產(chǎn)生的臭氧經(jīng)臭氧穩(wěn)定裝置5經(jīng)過(guò)臭氧穩(wěn)定裝置6進(jìn)入土柱反應(yīng)器7，對(duì)其中的污染土壤進(jìn)行氧化，去除其中的有機(jī)污染物。土柱反應(yīng)器尾氣進(jìn)入活性炭柱8去除殘余臭氧和吸附尾氣中的揮發(fā)性有機(jī)物，再經(jīng)第二次干燥后，通過(guò)反饋三通10-2的旁路回到臭氧發(fā)生器，進(jìn)入下一個(gè)處理周期，以此循環(huán)。若第三閥門6-3打開，系統(tǒng)里的氣體經(jīng)過(guò)排放三通10-1直接外排。
[0012]上述硅膠除水桶為塑料或不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)裝變色硅膠，須定期更換；臭氧穩(wěn)定裝置5為塑料、玻璃或不銹鋼洗氣瓶，內(nèi)裝0.1 M的硫酸溶液，用于降低臭氧自分解速度；土柱反應(yīng)器7為有機(jī)玻璃、玻璃或不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)裝污染土壤，土柱反應(yīng)器底部設(shè)進(jìn)氣口，頂部設(shè)出氣口，含臭氧氣體自下而上通入土柱反應(yīng)器中；活性炭柱8為有機(jī)玻璃、玻璃或不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)裝顆?；钚蕴?，底部設(shè)進(jìn)氣口，頂部設(shè)出氣口，氣體自下而上通入其中。
[0013]該系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，第一、二和四閥門開啟，6-3關(guān)閉，打開氧氣瓶1、臭氧發(fā)生器4及氣體循環(huán)泵9，通過(guò)調(diào)節(jié)，使第二流量計(jì)的計(jì)數(shù)接近第二和第四流量計(jì)之和。氣體將在系統(tǒng)中不斷循環(huán)，氧氣鋼瓶只需要補(bǔ)充轉(zhuǎn)化為臭氧的氧氣，大幅節(jié)約了氧氣的消耗量，整個(gè)系統(tǒng)封閉，無(wú)氣體外排。
[0014]以下給出一個(gè)處理實(shí)例:
[0015]使用該系統(tǒng)處理石油污染土壤5.7 kg，土壤含油量為14700 mg/kg，臭氧發(fā)生器出口濃度為22?24 mg/L，土柱反應(yīng)器進(jìn)氣量為5 L/min，氧化時(shí)間為70 h，氧化后土壤石油去除率為65%，土柱反應(yīng)器中通過(guò)的氧氣總量為21 m3，而由于氧氣的循環(huán)，實(shí)際消耗氧氣鋼瓶中氧氣約為1.2 m3。
【權(quán)利要求】
1.一種污染土壤循環(huán)臭氧氧化處理系統(tǒng)，它是由氧氣源、臭氧發(fā)生器、土柱反應(yīng)器和臭氧分解裝置在管線上依次連接，其特征是:在氧氣源和臭氧發(fā)生器之間的管線上依次接第一氣體流量計(jì)和第一氣體干燥裝置，在臭氧發(fā)生器和土柱反應(yīng)器之間的管線上接臭氧穩(wěn)定裝置，所說(shuō)的臭氧穩(wěn)定裝置是裝入0.1 mol/L的硫酸溶液的容器，來(lái)自臭氧發(fā)生器的進(jìn)氣管插入硫酸溶液中，出氣管在硫酸溶液液面之上，土柱反應(yīng)器出口的管線上依次接臭氧分解裝置、第二氣體干燥裝置、氣體循環(huán)泵和第二氣體流量計(jì)，第二氣體流量計(jì)的出氣口通過(guò)三通接入氧氣源和臭氧發(fā)生器之間的線路上，形成閉環(huán)。
【文檔編號(hào)】B09C1/08GK203817043SQ201320787656
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】王堅(jiān) 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)環(huán)境科學(xué)研究院