一種降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，先擾動揮發(fā)性有機污染土壤，使揮發(fā)性有機污染土壤中的揮發(fā)性有機污染物充分揮發(fā)；當揮發(fā)性有機污染土壤進入修復(fù)拖尾期時，檢測揮發(fā)性有機污染土壤中揮發(fā)性有機污染物的濃度；如果揮發(fā)性有機污染物的濃度超過修復(fù)目標值，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰，繼續(xù)擾動揮發(fā)性有機污染土壤進行強化修復(fù)處理；如果揮發(fā)性有機污染物的濃度達到或低于修復(fù)目標值，修復(fù)工作完成。本發(fā)明不僅可以明顯緩解或消除土壤中污染物的拖尾效應(yīng)、縮短修復(fù)周期、進一步降低土壤中污染物的殘留濃度，而且需要添加的生石灰量也明顯減少，節(jié)約強化處理的成本。
【專利說明】一種降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種修復(fù)污染土壤的方法，特別涉及一種降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機械通風工藝(Mechanical Soil Aeration)是一種操作簡單、效果好、成本低的土壤修復(fù)技術(shù)，特別適合大型揮發(fā)性有機物污染場地的土壤修復(fù)，尤其值得指出的是，該技術(shù)十分經(jīng)濟，特別適合于對高昂土壤修復(fù)成本難以接受的廣大發(fā)展中國家推廣應(yīng)用。
[0003]該工藝在密閉的修復(fù)大棚內(nèi)利用機械擾動污染土壤、通過強制對流通風等手段，強化土壤中揮發(fā)性有機化合物的逸出，并通過污染氣體收集和處理達到修復(fù)揮發(fā)性有機污染土壤的目的。但該方法在實際應(yīng)用過程中，在修復(fù)后期會出現(xiàn)較為嚴重的“拖尾現(xiàn)象”，特別是在某些極端條件下(如低溫、土壤含水率高、土壤粘性大等)，拖尾現(xiàn)象更為明顯。
[0004]拖尾不僅會極大地延長修復(fù)時間，降低修復(fù)效率,還會導(dǎo)致土壤中污染物過高濃度的殘留，無法滿足場地修復(fù)目標值的要求，嚴重影響該技術(shù)的應(yīng)用。我們的前期現(xiàn)場中試結(jié)果表明:在土壤溫度較高的情況下(春秋季和夏季，土壤溫度高于14°C)，經(jīng)過近80小時的修復(fù)，土壤中污染物的濃度可達到土壤修復(fù)目標值的要求；而在冬季，氣溫和土壤溫度較低(土溫低于5°C )，在這種情況下，雖經(jīng)約615小時的修復(fù)，土壤中污染物濃度仍然維持在較高的濃度，出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，且未達到該場地修復(fù)目標值的要求。
[0005]目前，已經(jīng)有單位或個人開展了一些有關(guān)有機污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究。專利CN102974608 A公開了一種有機污染土壤化學(xué)強化修復(fù)方法，該修復(fù)方法開始就向有機污染土壤中加入生石灰，通過利用化學(xué)反應(yīng)放出的熱量和機械翻篩作用共同促進污染物的揮發(fā)，然后再利用真空風機的強制抽提，使含有污染物的氣體通過布袋除塵和活性炭吸附處理，使尾氣達標排放，最終實現(xiàn)污染土壤修復(fù)的目標，但是該方法生石灰的添加量為污染土壤重量的10%-15%，有文獻研究當生石灰添加比例超過10%時，會導(dǎo)致更毒副產(chǎn)物的形成(Ko et al., 2010; Ko et al., 2011)。為了防止更毒副產(chǎn)物的生成，必須減少生石灰的添加量，但是對溫度低、粘性大和含水率高的土，少量的生石灰可能無法拖尾效應(yīng)。專利CN1290632C公開了一種揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機污染土壤場外治理工藝及裝置，通過將土壤從場地中挖掘出并填入一容器內(nèi)，利用電加熱和真空抽提促使吸附在土壤中的污染物揮發(fā)，隨氣相帶走，最終實現(xiàn)土壤修復(fù)的目標，但是該工藝電加熱耗電量巨大，成本較高。專利CN1185055C公開了一種污染土壤蒸汽處理方法及裝置，該方法通過將污染土壤在一容器中配置成泥漿，利用泥漿泵將泥漿泵入高壓反應(yīng)器，電加熱至200-300°C，使多環(huán)芳烴污染物從土壤中脫附，進入水蒸氣，凈化后的土壤由分離器分離，排出；多環(huán)芳烴類污染物和水蒸氣冷凝，經(jīng)液液分離器分離排出，最終實現(xiàn)污染土壤的修復(fù)。該方法的缺點在于土壤配置成泥漿需要耗費大量的水，并且加熱高壓反應(yīng)器內(nèi)的泥漿時耗能巨大，大量的能量用于加熱水分，導(dǎo)致能源浪費。專利CN102139277A公開了一種用于污染土壤的低溫解吸修復(fù)工藝，該工藝首先將污染土壤運至工作車間，然后通過對土壤進行多次翻堆，是土壤中的污染物揮發(fā)至氣相中，最后利用真空風機將氣體抽至尾氣處理系統(tǒng)進行處理，最終實現(xiàn)污染土壤的修復(fù)。該工藝具有低能耗、操作簡單的優(yōu)點，但是該工藝處理污染物的范圍小，僅限于常溫下易揮發(fā)的組分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，該方法不僅可以明顯緩解或消除土壤中污染物的拖尾效應(yīng)、縮短修復(fù)周期、進一步降低土壤中污染物的殘留濃度，而且需要添加的生石灰量也明顯減少，節(jié)約強化處理的成本。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，先擾動揮發(fā)性有機污染土壤，使揮發(fā)性有機污染土壤中的揮發(fā)性有機污染物充分揮發(fā)；當揮發(fā)性有機污染土壤進入修復(fù)拖尾期時，檢測揮發(fā)性有機污染土壤中揮發(fā)性有機污染物的濃度；如果揮發(fā)性有機污染物的濃度超過修復(fù)目標值，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰，繼續(xù)擾動揮發(fā)性有機污染土壤進行強化修復(fù)處理；如果揮發(fā)性有機污染物的濃度達到或低于修復(fù)目標值，修復(fù)工作完成；所述修復(fù)拖尾期是指土壤中殘留的揮發(fā)性有機污染物濃度已降低到較低的水平，且濃度下降呈現(xiàn)出一個緩慢變化的趨勢。
[0008]向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例小于10% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為按生石灰的總量一次加入，或者，將生石灰的總量分為多個生石灰的分量并分為多次添加，每一次加入生石灰分量的比例均相等，或者，加入生石灰分量的比例依次遞增，或者，加入生石灰分量的比例依次遞減。
[0009]向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為2%、3%或5% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)均為一次；
或者，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為2% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為二次，每一次加入生石灰分量的比例均為1% (干土質(zhì)量比);
或者，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為3% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為三次，每一次加入生石灰分量的比例均為1% (干土質(zhì)量比);或者,生石灰的加入次數(shù)為二次，第一次加入生石灰分量的比例為1% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)或第一次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為1% (干土質(zhì)量比)；
或者，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為5% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為五次，每一次加入生石灰分量的比例均為1% (干土質(zhì)量比);或者,生石灰的加入次數(shù)為二次，第一次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為3% (干土質(zhì)量比)或第一次加入生石灰分量的比例為3% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)。
[0010]所述向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰有兩種方式，一種方式是停止擾動揮發(fā)性有機污染土壤后，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰，再繼續(xù)擾動揮發(fā)性有機污染土壤；另一種方式是在擾動揮發(fā)性有機污染土壤的過程中，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰。[0011]所述擾動揮發(fā)性有機污染土壤采用機械土壤通風工藝，所述機械土壤通風工藝是利用翻扒揮發(fā)性有機污染土壤、強制對流通風手段，強化土壤中揮發(fā)性有機污染物的逸出，并通過污染氣體的收集和處理達到修復(fù)揮發(fā)性有機污染土壤的目的。
[0012]所述機械土壤通風工藝用于科學(xué)實驗，先制備揮發(fā)性有機污染土壤，再將制備好的揮發(fā)性有機污染土壤放入用于處理揮發(fā)性有機污染土壤的設(shè)備中，所述用于處理揮發(fā)性有機污染土壤的設(shè)備包括電機、與所述電機連接的減速器、攪拌釜和手柄，所述減速器通過第一聯(lián)軸器與所述攪拌釜連接，所述攪拌釜外部設(shè)置殼體，所述殼體上設(shè)置有出氣口和進氣口，所述殼體通過第二聯(lián)軸器連接所述手柄，所述手柄帶動所述殼體翻轉(zhuǎn)，所述殼體內(nèi)設(shè)有放置導(dǎo)熱液的腔體，所述殼體的頂部設(shè)有翻蓋，所述翻蓋上設(shè)有用于在實驗過程中取樣和加入生石灰的開口，所述開口配有密封蓋；所述出氣口通過尾氣收集管與活性炭吸附處理裝置連通；所述進氣口通過氣泵與氮氣源或空氣源連通；該設(shè)備通過設(shè)備殼體內(nèi)攪拌釜的旋轉(zhuǎn)，模擬機械通風設(shè)備的擾動過程，并通過其對揮發(fā)性有機污染土壤的攪拌、切割和翻拋作用，將土壤中的揮發(fā)性有機污染物強制性揮發(fā)排入空氣當中，從而達到去除土壤中的污染物的實驗?zāi)康?；排入空氣當中的揮發(fā)性有機污染物通過所述出氣口和尾氣收集管排入所述活性炭吸附處理裝置中，采用活性炭纖維吸附、真空脫附、蓄熱式催化燃燒、酸霧吸附的處理工藝對活性炭吸附處理裝置中的揮發(fā)性有機污染物進行處理，從而達到排放的要求。
[0013]所述制備揮發(fā)性有機污染土壤的過程為:在聚乙烯塑料布中先放置2000g過篩后土壤，攤勻，在其上部均勻加入400ml高純水和污染物的甲醇助溶液18ml，然后再在上面覆蓋IOOOg過篩后土壤和200ml的高純水，將塑料布包嚴并進行密封，在20°C室溫下避光均質(zhì)、老化48小時后使用。
[0014]所述用于處理揮發(fā)性有機污染土壤設(shè)備的殼體采用不銹鋼材料制成，殼體內(nèi)有內(nèi)膽，內(nèi)膽為氣密性容器，內(nèi)膽的容積為15L，所述內(nèi)膽配置有溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)的調(diào)溫范圍為0-100°C ;所述攪拌釜位于所述內(nèi)膽內(nèi)，所述攪拌釜的轉(zhuǎn)速為:200r/min，攪拌時間為10s，攪拌間隔時間為2h，內(nèi)膽中的通風量為I L/min。
[0015]所述機械土壤通風工藝用于現(xiàn)場施工工程，先將揮發(fā)性有機污染土壤挖出，移至臨時密閉大棚內(nèi)，再用堆土機械堆放成條垛，用翻拋機械定時翻動，并在大棚內(nèi)強制通風，保持負壓，促使土壤中揮發(fā)性有機污染物揮發(fā)，防止污染氣體外溢；當土壤中的污染物濃度達到修復(fù)目標濃度時，即為修復(fù)終點，停止翻動；修復(fù)后的土壤從大棚內(nèi)移出，用于回填；從土壤中揮發(fā)出的污染氣體，通過強制通風抽出，經(jīng)集中收集后用旋風除塵器除塵，三效活性碳吸附，或用焚燒的方法處理，合格后達標排放。
[0016]所述臨時密閉大棚的長為180 m,寬為60 m,高為20 m,總面積為10800m2 ;所述強制通風的通風量4000m3/h ;所述翻拋機械的功率為45kw,主軸轉(zhuǎn)速為200r/min,行進速度為50m/h，日處理量為6000m3/d，擾動間隔為2h。
[0017]本發(fā)明的修復(fù)污染土壤的強化處理方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
[0018]1、本技術(shù)方案由于采用了當揮發(fā)性有機污染土壤進入修復(fù)拖尾期時，檢測揮發(fā)性有機污染土壤中揮發(fā)性有機污染物的濃度；如果揮發(fā)性有機污染物的濃度超過修復(fù)目標值，向揮發(fā)性有機污染土壤中加入生石灰，繼續(xù)擾動揮發(fā)性有機污染土壤進行強化修復(fù)處理的技術(shù)手段，所以，不僅可以明顯緩解或消除土壤中污染物的拖尾效應(yīng)、縮短修復(fù)周期、進一步降低土壤中污染物的殘留濃度，而且需要添加的生石灰量也明顯減少，節(jié)約強化處理的成本。
[0019]2、本技術(shù)方案由于采用了向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例小于10% (干土質(zhì)量比)的技術(shù)手段，所以，可確保修復(fù)后的土壤不會導(dǎo)致更毒副產(chǎn)物的生成。當采用了生石灰的加入次數(shù)為按生石灰的總量一次加入的技術(shù)手段，可極快地修復(fù)揮發(fā)性有機污染土壤。當采用了將生石灰的總量分為多個生石灰的分量并分為多次加入，每一次加入生石灰分量的比例均相等的技術(shù)手段，可進一步節(jié)省生石灰的用量。當采用了加入生石灰分量的比例依次遞增的技術(shù)手段，可更有效地修復(fù)揮發(fā)性有機污染土壤。當采用了加入生石灰分量的比例依次遞減的技術(shù)用段，不但可以加快修復(fù)揮發(fā)性有機污染土壤，而且，有利于進一步節(jié)省生石灰的用量。
[0020]3、本技術(shù)方案由于采用了向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為2%、3%或5% (干土質(zhì)量比)的技術(shù)手段，所以，可根據(jù)不同揮發(fā)性有機污染土壤的性質(zhì)添加不同比例的生石灰，降低了生石灰的添加量，有較好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
[0021]4、本技術(shù)方案由于采用了停止擾動揮發(fā)性有機污染土壤后，向揮發(fā)性有機污染土壤中加入生石灰，再繼續(xù)擾動揮發(fā)性有機污染土壤的技術(shù)手段，在實驗中可大大提高添加生石灰的安全。當采用了在擾動揮發(fā)性有機污染土壤的過程中，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰的技術(shù)手段，可使生石灰與揮發(fā)性有機污染土壤混合得更加均勻，更有利于土壤中揮發(fā)性有機污染物的揮發(fā)。
[0022]5、本技術(shù)方案由于采用了所述擾動揮發(fā)性有機污染土壤采用機械土壤通風工藝，更有助于土壤中揮發(fā)性有機污染物的揮發(fā)。
[0023]6、本技術(shù)方案由于采用了所述機械土壤通風工藝用于科學(xué)實驗的技術(shù)手段，所以，可進一步揭示，在拖尾期，生石灰對揮發(fā)性有機污染土壤作用的規(guī)律，為指導(dǎo)生產(chǎn)實踐提供有力的理論依據(jù)。
[0024]7、本技術(shù)方案由于采用了所述制備揮發(fā)性有機污染土壤的過程為:在聚乙烯塑料布中先放置2000g過篩后土壤，攤勻，在其上部均勻加入400ml高純水和污染物的甲醇助溶液18ml，然后再在上面覆蓋IOOOg過篩后土壤和200ml的高純水，將塑料布包嚴并進行密封，在20°C室溫下避光均質(zhì)、老化48小時后使用的技術(shù)手段，所以，制備的揮發(fā)性有機污染土壤更接近實際的揮發(fā)性有機污染土壤。
[0025]8、本技術(shù)方案由于采用了所述用于處理揮發(fā)性有機污染土壤設(shè)備的殼體采用不銹鋼材料制成，殼體內(nèi)有內(nèi)膽，內(nèi)膽為氣密性容器，內(nèi)膽的容積為15L，所述內(nèi)膽配置有溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)的調(diào)溫范圍為0-100°C ;所述攪拌釜位于所述內(nèi)膽內(nèi)，所述攪拌釜的轉(zhuǎn)速為:200r/min，攪拌時間為10s，攪拌間隔時間為2h，內(nèi)膽中的通風量為I L/min的技術(shù)手段，所以，優(yōu)化了實驗參數(shù)，使實驗結(jié)果更有實用性。
[0026]9、本技術(shù)方案由于采用了所述機械土壤通風工藝用于現(xiàn)場施工工程的技術(shù)手段，所以，可大大提高揮發(fā)性有機污染土壤的修復(fù)效率。
[0027]10、本技術(shù)方案由于采用了所述臨時密閉大棚的長為180 m，寬為60 m，高為20 m，總面積為10800m2 ;所述強制通風的通風量4000mVh ;所述翻拋機械的功率為45kw，主軸轉(zhuǎn)速為200r/min，行進速度為50m/h，日處理量為6000m3/d，擾動間隔為2h的技術(shù)手段，所以，
優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率。【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本實施方式降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法流程圖。
[0029]圖2是不同土壤溫度及不同通風條件下機械通風工藝處理土壤中揮發(fā)性有機污染物的拖尾及濃度變化情況示意圖。
[0030]圖3是在拖尾期添加生石灰后土壤中污染物濃度急劇變化情況的示意圖。
[0031]圖4是加入生石灰后土壤溫度隨時間的變化情況示意圖。
[0032]圖5是加入生石灰前后土壤顆粒大小分布曲線的對比示意圖。
[0033]圖6是實驗中處理揮發(fā)性有機污染土壤的設(shè)備示意圖。
[0034]圖7是工程中機械通風技術(shù)處理示意圖。
【具體實施方式】
[0035]如圖1所示，本發(fā)明實施方式提供的一種降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，先擾動揮發(fā)性有機污染土壤，使揮發(fā)性有機污染土壤中的揮發(fā)性有機污染物充分揮發(fā)；當揮發(fā)性有機污染土壤進入修復(fù)拖尾期時，檢測揮發(fā)性有機污染土壤中揮發(fā)性有機污染物的濃度；擾動過程中按一定的時間間隔采集土壤樣品，氣體污染物一部分經(jīng)活性炭過濾裝置收集處理后排放至大氣環(huán)境中，另一部分連接便攜式氣相色譜對氣體組分和濃度進行實時監(jiān)測分析；如果揮發(fā)性有機污染物的濃度超過修復(fù)目標值，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰，繼續(xù)擾動揮發(fā)性有機污染土壤進行強化修復(fù)處理；如果揮發(fā)性有機污染物的濃度達到或低于修復(fù)目標值，修復(fù)工作完成；作為一種優(yōu)選，上述過程至少進行一次；所述修復(fù)拖尾期是指土壤中殘留的揮發(fā)性有機污染物濃度已降低到較低的水平，且濃度下降呈現(xiàn)出一個緩慢變化的趨勢。
[0036]現(xiàn)以實驗加以說明。
[0037]1、機械通風工藝修復(fù)氯代烴污染土壤的拖尾現(xiàn)象。
[0038]機械通風工藝一般存在氣相與吸附相、氣相與溶解相、吸附相和溶解相之間的傳質(zhì)，對于非飽和層土壤，污染物較多的是以氣相和吸附相存在。
[0039]在通風、攪拌前，土壤已放入機器內(nèi)，污染物存在于污染物液相、土壤氣相、土壤水相和土壤固相中，部分污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?，土壤氣相中污染物的濃度越來越高。為了研究機械通風法修復(fù)揮發(fā)性氯代烴污染土壤中的拖尾現(xiàn)象及其特征(拖尾期出現(xiàn)的時間和土壤中污染物的殘留濃度)，本實驗分別在不同溫度和通風條件下，對土壤中揮發(fā)性氯代烴進行了中試規(guī)模的修復(fù)試驗，其結(jié)果如圖2所示。
[0040]圖2是不同土壤溫度及不同通風條件下機械通風工藝處理土壤中揮發(fā)性有機污染物的拖尾及濃度變化情況示意圖。
[0041](A-C)通風量3L/min ;翻動間隔2小時、主軸轉(zhuǎn)速200r/min、翻動持續(xù)時間10秒；粘質(zhì)粉土 3000kg+水600ml+各污染物3ml混合后、靜置48小時。
[0042](D-F)溫度20°C ;翻動間隔2小時、主軸轉(zhuǎn)速200r/min、翻動持續(xù)時間10秒；粘質(zhì)粉土 3000kg+水600ml+各污染物3ml混合后、靜置48小時。
[0043]由圖2可見，無論在不同土壤溫度還是在不同通風條件下，針對土壤中不同的揮發(fā)性氯代烴污染物1,2- 二氯乙烷(1，2-DCA)、三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)，均表現(xiàn)為兩個階段的去除效果變化。在試驗前期，土壤中的污染物下降迅速，污染物去除效果明顯；后期，隨著土壤中污染物含量的減少，土壤中的污染物濃度均呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，再后來其土壤中的污染物基本保持不變，也即出現(xiàn)了拖尾現(xiàn)象。由圖2 (A-C)所示，在溫度試驗中，在試驗前期(7h內(nèi))，各種試驗溫度下土壤中的三種污染物1，2_ 二氯乙烷(1，2-DCA)、三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)含量均呈快速下降趨勢。其中，土壤中1，2_ 二氯乙烷(1，2-DCA)的濃度從試驗開始時的595.41?600.21mg/kg迅速下降至2.92?44.27mg/kg，污染物去除率達到了 92.62、9.51%;土壤中三氯乙烯(TCE)的濃度從試驗開始時的795.98?809.07mg/kg 迅速下降至 8.60?109.53mg/kg，去除率達到了 86.32?98.92% ;土壤中四氯乙烯(PCE)的濃度從試驗開始時的985.97?995.85mg/kg迅速下降至28.59?162.28mg/kg，去除率達83.6f97.10%。此后，土壤中的污染物濃度進入拖尾階段，污染物濃度下降緩慢。在試驗結(jié)束前的7-24h內(nèi)，土壤中1,2- 二氯乙烷(1，2-DCA)的濃度僅下降了
1.97?24.87mg/kg,去除率僅增加了 0.33?4.15% ;土壤中三氯乙烯(TCE)的濃度僅減少了6.61?43.48mg/kg，去除率僅增加了 0.83?5.43% ;土壤中四氯乙烯(PCE)的濃度僅下降了19.62 ?62.95mg/kg，去除率僅增加了 1.99?6.36%。
[0044]對于不同的試驗條件及其土壤中不同的污染物種類，有所不同的是，其拖尾期出現(xiàn)的時間節(jié)點和土壤中污染物的殘留濃度有較大差異。土壤溫度越高、通風強度越大，土壤中出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象的時間越早，土壤中污染物的殘留濃度越低。由圖2中(A)-(C)可知，土壤溫度分別在5°C、10°C和30°C情況下，土壤中1，2 - 二氯乙烷(1，2-DCA)的濃度變化拐點分別出現(xiàn)在7h、5h和3h，土壤中殘留的污染物濃度分別為44.27 mg/kg,36.07mg/kg和11.31mg/kg,至試驗結(jié)束時(24h)土壤中的殘留濃度分別為19.40 mg/kg、3.97mg/kg和0.95 mg/kg; 土壤中三氯乙烯(TCE)的濃度變化拐點分別出現(xiàn)在7h、6h和3h，土壤中殘留的污染物濃度分別為109.53 mg/kg,77.14mg/kg和19.10mg/kg，試驗結(jié)束時(24h) 土壤中的殘留濃度分別為66.06mg/kg、28.17mg/kg和1.99 mg/kg ;土壤中四氯乙烯(PCE)的濃度變化拐點分別出現(xiàn)在7h、6h和6h, 土壤中殘留的污染物濃度分別為162.28mg/kg、129.76mg/kg和35.49mg/kg,試驗結(jié)束時(24h) 土壤中的殘留濃度分別為99.33mg/kg、67.04mg/kg和8.97
mg/kgο
[0045]此外，土壤1，2 - 二氯乙烷(1，2-DCA)、三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)的修復(fù)目標值分別為0.82 mg/kg、5.19 mg/kg和22 mg/kg,該值與圖2 (A-C)中的濃度值相比,土壤中1，2 - 二氯乙烷(1，2-DCA)濃度無論在何種溫度條件下，在24h的試驗周期內(nèi)仍未達到該土壤的修復(fù)目標值要求；與1，2 - 二氯乙烷(1，2-DCA)不同的是，在30°C條件下，三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)可在8h和12h的試驗周期內(nèi)分別達到各自的修復(fù)目標值要求。不同通風條件下土壤中不同污染物的濃度變化趨勢及其變化規(guī)律基本同溫度試驗，見圖 2 (D-F)0
[0046]2、生石灰對機械通風工藝拖尾期土壤的強化處理效果。
[0047]為了解生石灰對拖尾階段土壤中污染物的強化處理效果，本實驗利用前期24h試驗拖尾期的污染土壤，在其中加入了一定比例的生石灰，繼續(xù)采用機械通風工藝，比較添加生石灰后土壤中污染物濃度的變化情況?？紤]到污染物的去除效果及其使用成本等實際情況，一般情況下生石灰的添加量最大不會超過10%。實驗發(fā)現(xiàn)，在三氯乙烯(TCE)污染土壤中加入10%生石灰，會導(dǎo)致更毒副產(chǎn)物的形成；當生石灰添加量減少至5%時，不僅有較好的去除效果，且沒有毒物質(zhì)產(chǎn)生。鑒于上述原因，加之本試驗主要是為了進一步降低機械通風工藝污染物殘留，減少拖尾效應(yīng)，確定本實驗的生石灰添加比例為3% (干土質(zhì)量比)。圖3分別給出了加入生石灰后土壤中1，2_ 二氯乙烷、三氯乙烯和四氯乙烯濃度的變化情況。
[0048]圖3是在拖尾期添加生石灰后土壤中污染物濃度的急劇變化情況的示意圖。通風量3L/min、土壤溫度20°C ；t=24h加入生石灰(3%，干土質(zhì)量比)，繼續(xù)機械通風工藝8.5h ;翻動間隔2小時、主軸轉(zhuǎn)速200r/min、翻動持續(xù)時間10秒。
[0049]由圖3可知，在粘質(zhì)粉土和粉質(zhì)粘土中加入生石灰后，在較短的時間內(nèi)(0.5h)，土壤中三種污染物的含量均出現(xiàn)了明顯、快速的下降。其中，粉質(zhì)粘土中1，2_ 二氯乙烷(1，2-DCA)、三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)濃度分別從添加生石灰初期的2.85mg/kg、12.30mg/kg 和 34.28mg/kg 迅速下降至 0.81mg/kg、2.67mg/kg 和 2.45mg/kg,此時的濃度已滿足土壤污染物修復(fù)目標值的要求；28h以后，土壤中污染物濃度的下降趨緩，土壤中三種污染物的濃度基本維持不變。在另一種典型土壤中(粉質(zhì)粘土)加入生石灰后的強化處理效果及其土壤中污染物濃度的變化規(guī)律基本同粘質(zhì)粉土(圖3)，添加生石灰0.5h后，粉質(zhì)粘土中1,2- 二氯乙烷(1，2-DCA)、三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)濃度分別從6.79mg/kg、28.17mg/kg 和 60.28 mg/kg 下降至 1.43mg/kg、5.67mg/kg 和 7.45mg/kg,只有四氯乙烯(PCE)的濃度低于該場地土壤污染物修復(fù)目標值。與粘質(zhì)粉土相比，拖尾期粉質(zhì)粘土中污染物的濃度較高，主要是因為:粘粒含量較高、土壤顆粒較小、土壤介質(zhì)本身的比表面積較大，使得有機污染物更容易被其表面攜帶的功能團所固定，從而增大有機污染物在土壤中滯留的可能性。由圖2可見，在拖尾期土壤中添加一定量的生石灰，具有明顯改善土壤中污染物的拖尾效應(yīng)、縮短修復(fù)周期、進一步降低土壤中污染物殘留的強化效果。這一試驗結(jié)果不僅可直接應(yīng)用于機械通風修復(fù)工藝，有效解決因拖尾問題導(dǎo)致的土壤中揮發(fā)性有機物殘留過高、難以達到場地土壤修復(fù)目標值要求的難題，特別是在低溫、高含水量和粘性土壤等極端不利條件下；還可應(yīng)用于其他類似的異位揮發(fā)性有機污染土壤的各種修復(fù)技術(shù)，或配合其他相關(guān)修復(fù)技術(shù)，用于拖尾期土壤中低含量污染物的進一步處理，具有明顯的實際應(yīng)用和推廣價值。
[0050]3、生石灰強化處理效果的機理分析。
[0051]對于土壤中污染物處理過程中拖尾現(xiàn)象的成因，實驗表明，在處理末期，土壤中自由態(tài)污染物已基本逸出，土壤中污染物含量較低，殘留的污染物主要存在于土壤微孔中，多以捕集態(tài)或殘留態(tài)的方式存在，傳質(zhì)過程由微孔空間中的擴散限制，此時的污染物逸出難度較大，因而形成了拖尾現(xiàn)象。針對這種現(xiàn)象，本實驗結(jié)合機械通風修復(fù)工藝流程、生石灰強化處理結(jié)果及其可能對上述現(xiàn)象的影響等方面分析生石灰強化處理效果的原因，并對其機理進行初步探討:
(I)提高土壤溫度、促進污染物的解吸與揮發(fā)。
[0052]生石灰的主要成分為CaO(含有少量MgO)，其遇水后會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成Ca (OH) 2和Mg (OH)2,吸收水分，同時放出大量的熱量；生成的Ca (OH) 2和Mg (OH) 2在其溶解過程中還會釋放出更大的熱量。
[0053]圖4是加入生石灰后土壤溫度隨時間的變化情況示意圖。通風量3L/min、土壤溫度20°C ;翻動間隔2小時、主軸200r/min、翻動持續(xù)時間10秒。[0054]由圖4可見，在土壤中加入生石灰后(3%干土質(zhì)量比)，在短時間內(nèi)即可觸發(fā)明顯的土壤溫度升聞現(xiàn)象，IOmin內(nèi)粘質(zhì)粉土和粉質(zhì)粘土的最聞溫度分別可達28.8 °C和25.8°C，較試驗前溫度(20°C)分別提高將近9°C和6°C ;之后，土壤溫度呈緩慢下降趨勢，120min后土壤溫度回歸試驗前的溫度。可見，在土壤中加入生石灰可明顯提高土體溫度，這一過程將有利于拖尾期土壤中殘留揮發(fā)性有機污染物的解吸和釋放。
[0055]實驗表明，對于中等分子量的有機化合物，溫度每升高10°C，蒸汽壓升高4倍，研究發(fā)現(xiàn)加熱土壤從2(Tl00°C導(dǎo)致三氯乙烯(TCE)的揮發(fā)性增加了 If 18倍，在空氣和水中的擴散系數(shù)增加了 1.3?1.5倍。隨著溫度的升高，物質(zhì)的擴散系數(shù)、飽和蒸汽壓和亨利系數(shù)均會顯著增加，污染物在氣相中的分配比例也變大，可加快污染物的揮發(fā)，有利于污染物從土壤中去除；另外，土壤溫度越高，也越有助于土壤顆粒中吸附態(tài)有機物的解吸，加速揮發(fā)性有機污染蒸汽態(tài)形成。在機械通風修復(fù)工藝中，加之強烈的機械翻動和通風過程，更可促進土壤中揮發(fā)性氯代烴污染物的逸出并去除?？梢?，在土壤中加入生石灰提升土壤溫度、促進污染物的解吸和揮發(fā)是強化拖尾期土壤中揮發(fā)性有機污染物去除效果的一個重要原因。
[0056](2)降低土壤含水率、改善污染物的傳質(zhì)和傳遞過程。
[0057]在機械通風修復(fù)后期，土壤中大部分污染物已去除，殘留的污染物主要在土壤固相中。通常情況下，土壤固相表面均有水膜覆蓋，氣、固相幾乎沒有相界面存在，殘余的污染物在土壤中不與通入的氣體直接接觸，而是通過水膜再擴散進入到土壤孔道中，進而隨氣流排出。這一過程因存在污染物在水膜和土壤空隙空氣的再平衡和分子擴散過程，其擴散速率是非常緩慢的。此外，當土壤含水率較高時，土壤中的水分還會占據(jù)氣體擴散通道，使土壤的孔隙率下降、降低土壤的通透性，影響污染物的揮發(fā)和擴散。該過程同樣也存在污染物在水中的再平衡過程，影響修復(fù)效率。這也就是為什么在土壤修復(fù)后期出現(xiàn)污染物拖尾效應(yīng)的一個重要原因。在土壤中加入生石灰后可以使上述過程得到改善。
[0058]在土壤中加入3%生石灰后，試驗土壤的含水量呈明顯的下降趨勢，粘質(zhì)粉土和粉質(zhì)粘土的含水率從試驗開始時的18%-21%，減少至試驗結(jié)束時的15%-18%。這主要是因為:生石灰遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成Ca( OH ) 2和11 g( OH ) 2，吸收了水分；Ca( OH ) 2和Mg(OH) 2繼續(xù)吸收水分，溶于水中分解為離子，使土中部分水分受熱蒸發(fā)，從土中溢出?？梢姡铱捎行У仄鸬綔p少土壤中水分的作用，增加污染物在土壤中傳質(zhì)過程和擴散通道，促進揮發(fā)性有機污染物氣體的揮發(fā)和逸出，是改善拖尾現(xiàn)象的另一個重要原因。
[0059](3)粗化土壤粒徑，增加土壤通透性，利于污染物氣體的運移。
[0060]生石灰的加入能明顯改變土壤的質(zhì)地，在土壤中加入生石灰后，經(jīng)過碳酸化、凝膠、結(jié)晶等作用，可以改變土壤粒度和化學(xué)物質(zhì)組成，最終改變土壤性質(zhì)。
[0061]圖5是加入生石灰前后土壤顆粒大小分布曲線的對比示意圖(A，粘質(zhì)粉土 ；B，粉質(zhì)粘土)。其中，通風量3L/min、土壤溫度20°C ;t=24h加入生石灰(3%,干土質(zhì)量比),繼續(xù)機械通風工藝8h ;翻動間隔2小時、主軸轉(zhuǎn)速200r/min、翻動持續(xù)時間10秒；理化性質(zhì)的測定方法參照土分類試驗測定的標準方法；土壤樣品在4°C冰箱中保存。
[0062]圖5給出了加入生石灰前后土壤顆粒組成的變化情況。由圖可見，在粉質(zhì)粘土和粘質(zhì)粉土中摻入3%生石灰后，土壤顆粒曲線明顯左移，說明土壤粒徑分布發(fā)生了明顯的變化，導(dǎo)致土壤顆粒不同程度粗化。[0063]土壤的顆粒組成會影響土壤的通透性。土壤顆粒越粗，滲透系數(shù)越大，土壤孔隙度越大，土壤通透性能就越好，越有利于土壤中氣體的運移和擴散，而且土壤顆粒粗化后，比表面積減少，還會減弱土壤顆粒對污染物的吸附能力?？梢姡谕寥乐屑尤肷铱梢源偈雇寥李w粒粗化，增加土壤通透性，利于土壤中污染物氣體的運移和擴散，也是生石灰強化修復(fù)效果的主要原因。
[0064]作為本實施方式的一種改進，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為小于10% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為按生石灰的總量一次加入，或者，將生石灰的總量分為多個生石灰的分量并分為多次加入，每一次加入生石灰分量的比例均相等，或者，加入生石灰分量的比例依次遞增，或者，加入生石灰分量的比例依次遞減。
[0065]向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為2%、3%或5% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)均為一次；
或者，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為2% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為二次，每一次加入生石灰分量的比例均為1% (干土質(zhì)量比);
或者，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為3% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為三次，每一次加入生石灰分量的比例均為1% (干土質(zhì)量比);或者,生石灰的加入次數(shù)為二次，第一次加入生石灰分量的比例為1% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)或第一次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為1% (干土質(zhì)量比)；
或者，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為5% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為五次，每一次加入生石灰分量的比例均為1% (干土質(zhì)量比);或者,生石灰的加入次數(shù)為二次，第一次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為3% (干土質(zhì)量比)或第一次加入生石灰分量的比例為3% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)。
[0066]作為本實施方式進一步的改進，所述向揮發(fā)性有機污染土壤中加入生石灰有兩種方式，一種方式是停止擾動揮發(fā)性有機污染土壤后，向揮發(fā)性有機污染土壤中加入生石灰，再繼續(xù)擾動揮發(fā)性有機污染土壤；另一種方式是在擾動揮發(fā)性有機污染土壤的過程中，向揮發(fā)性有機污染土壤中加入生石灰。
[0067]作為本實施方式再進一步的改進，所述擾動揮發(fā)性有機污染土壤采用機械土壤通風工藝，所述機械土壤通風工藝是利用翻扒揮發(fā)性有機污染土壤、強制對流通風手段，強化土壤中揮發(fā)性有機污染物的逸出，并通過污染氣體的收集和處理達到修復(fù)揮發(fā)性有機污染土壤的目的。
[0068]作為本實施方式還進一步的改進，如圖6所示，所述機械土壤通風工藝用于科學(xué)實驗，先制備揮發(fā)性有機污染土壤，再將制備好的揮發(fā)性有機污染土壤放入用于處理揮發(fā)性有機污染土壤的設(shè)備中，所述用于處理揮發(fā)性有機污染土壤的設(shè)備包括電機1、與所述電機I連接的減速器2、攪拌釜5和手柄6，所述減速器2通過第一聯(lián)軸器3與所述攪拌釜5連接，所述電機I驅(qū)動所述攪拌釜5轉(zhuǎn)動，所述攪拌釜5外部設(shè)置殼體4，所述殼體4上設(shè)置有出氣口和進氣口，所述殼體4通過第二聯(lián)軸器9連接所述手柄6，所述手柄6帶動所述殼體4翻轉(zhuǎn)，所述殼體4內(nèi)設(shè)有放置導(dǎo)熱液的腔體，所述殼體4的頂部設(shè)有翻蓋，所述翻蓋上設(shè)有用于在實驗過程中取樣和加入生石灰的開口，所述開口配有密封蓋；所述殼體4上還設(shè)有所述導(dǎo)熱液10的進口和出口 ；所述殼體4底部設(shè)有溫度傳感器8 ;所述殼體4通過支架7設(shè)置在地面上；所述殼體4與所述支架7之間通過鎖緊螺釘連接。所述出氣口通過尾氣收集管與活性炭吸附處理裝置連通；所述進氣口通過氣泵與氮氣源或空氣源連通；該設(shè)備通過設(shè)備殼體內(nèi)攪拌釜的旋轉(zhuǎn)，模擬機械通風設(shè)備的擾動過程，并通過其對揮發(fā)性有機污染土壤的攪拌、切割和翻拋作用，將土壤中的揮發(fā)性有機污染物強制性揮發(fā)排入空氣當中，從而達到去除土壤中的污染物的實驗?zāi)康?；排入空氣當中的揮發(fā)性有機污染物通過所述出氣口和尾氣收集管排入所述活性炭吸附處理裝置中，采用活性炭纖維吸附、真空脫附、蓄熱式催化燃燒、酸霧吸附的處理工藝對活性炭吸附處理裝置中的揮發(fā)性有機污染物進行處理，從而達到排放的要求。
[0069]作為本實施方式又進一步的改進，所述制備揮發(fā)性有機污染土壤的過程為:在聚乙烯塑料布中先放置2000g過篩后土壤，攤勻，在其上部均勻加入400ml高純水和污染物的甲醇助溶液18ml，然后再在上面覆蓋IOOOg過篩后土壤和200ml的高純水，將塑料布包嚴并進行密封，在20°C室溫下避光均質(zhì)、老化48小時后使用。
[0070]作為本實施方式更進一步的改進，所述用于處理揮發(fā)性有機污染土壤設(shè)備的殼體采用不銹鋼材料制成，殼體內(nèi)有內(nèi)膽，內(nèi)膽為氣密性容器，內(nèi)膽的容積為15L，所述內(nèi)膽配置有溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)的調(diào)溫范圍為0-100°C ;所述攪拌釜位于所述內(nèi)膽內(nèi)，所述攪拌釜的轉(zhuǎn)速為:200r/min，攪拌時間為10s，攪拌間隔時間為2h，內(nèi)膽中的通風量為3 L/min。
[0071]作為本實施方式還更進一步的改進，如圖7所示，所述機械土壤通風工藝用于現(xiàn)場施工工程，先將揮發(fā)性有機污染土壤挖出，移至臨時密閉大棚內(nèi)，再用堆土機械堆放成條垛，用翻拋機械定時翻動，并在大棚內(nèi)強制通風，保持負壓，促使土壤中揮發(fā)性有機污染物揮發(fā)，防止污染氣體外溢；當土壤中的污染物濃度達到修復(fù)目標濃度時，即為修復(fù)終點，停止翻動；修復(fù)后的土壤從大棚內(nèi)移出，用于回填；從土壤中揮發(fā)出的污染氣體，通過強制通風抽出，經(jīng)集中收集后用旋風除塵器除塵，三效活性碳吸附，或用焚燒的方法處理，合格后達標排放。
[0072]作為本實施方式又更進一步的改進，所述臨時密閉大棚的長為180 m，寬為60 m,高為20 m,總面積為10800m2 ;所述強制通風的通風量4000m3/h ;所述翻拋機械的功率為45kw，主軸轉(zhuǎn)速為200r/min，行進速度為50m/h，日處理量為6000m3/d，擾動間隔為2h。
[0073]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于:先擾動揮發(fā)性有機污染土壤，使揮發(fā)性有機污染土壤中的揮發(fā)性有機污染物充分揮發(fā)；當揮發(fā)性有機污染土壤進入修復(fù)拖尾期時，檢測揮發(fā)性有機污染土壤中揮發(fā)性有機污染物的濃度；如果揮發(fā)性有機污染物的濃度超過修復(fù)目標值，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰，繼續(xù)擾動揮發(fā)性有機污染土壤進行強化修復(fù)處理；如果揮發(fā)性有機污染物的濃度達到或低于修復(fù)目標值，修復(fù)工作完成；所述修復(fù)拖尾期是指土壤中殘留的揮發(fā)性有機污染物濃度已降低到較低的水平，且濃度下降呈現(xiàn)出一個緩慢變化的趨勢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于:向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例小于10% (干土質(zhì)量比)，生石灰的添加次數(shù)為按生石灰的總量一次加入，或者，將生石灰的總量分為多個生石灰的分量并分為多次加入，每一次添加生石灰分量的比例均相等，或者，添加生石灰分量的比例依次遞增，或者，添加生石灰分量的比例依次遞減。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于:向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為2%、3%或5%(干土質(zhì)量比),生石灰的加入次數(shù)均為一次； 或者，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為2% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為二次，每一次加入生石灰分量的比例均為1% (干土質(zhì)量比)； 或者，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為3% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為三次，每一次加入生石灰分量的比例均為1% (干土質(zhì)量比);或者,生石灰的加入次數(shù)為二次，第一次加入生石灰分量的比例為1% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比) 或第一次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為1% (干土質(zhì)量比)； 或者，向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰總量的比例為5% (干土質(zhì)量比)，生石灰的加入次數(shù)為五次，每一次加入生石灰分量的比例均為1% (干土質(zhì)量比);或者,生石灰的加入次數(shù)為二次，第一次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為3% (干土質(zhì)量比)或第一次加入生石灰分量的比例為3% (干土質(zhì)量比)，第二次加入生石灰分量的比例為2% (干土質(zhì)量比)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于:所述向揮發(fā)性有機污染土壤中添加生石灰有兩種方式，一種方式是停止擾動揮發(fā)性有機污染土壤后，向揮發(fā)性有機污染土壤中加入生石灰，再繼續(xù)擾動揮發(fā)性有機污染土壤；另一種方式是在擾動揮發(fā)性有機污染土壤的過程中，向揮發(fā)性有機污染土壤中加入生石灰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于:所述擾動揮發(fā)性有機污染土壤采用機械土壤通風工藝，是利用翻扒揮發(fā)性有機污染土壤、強制對流通風手段，強化土壤中揮發(fā)性有機污染物的逸出，并通過污染氣體的收集和處理達到修復(fù)揮發(fā)性有機污染土壤的目的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于:所述機械土壤通風工藝用于科學(xué)實驗，先制備揮發(fā)性有機污染土壤，再將制備好的揮發(fā)性有機污染土壤放入用于處理揮發(fā)性有機污染土壤的設(shè)備中，所述用于處理揮發(fā)性有機污染土壤的設(shè)備包括電機、與所述電機連接的減速器、攪拌釜和手柄，所述減速器通過第一聯(lián)軸器與所述攪拌釜連接，所述攪拌釜外部設(shè)置殼體，所述殼體上設(shè)置有出氣口和進氣口，所述殼體通過第二聯(lián)軸器連接所述手柄，所述手柄帶動所述殼體翻轉(zhuǎn)，所述殼體內(nèi)設(shè)有放置導(dǎo)熱液的腔體，所述殼體的頂部設(shè)有翻蓋，所述翻蓋上設(shè)有用于在實驗過程中取樣和加入生石灰的開口，所述開口配有密封蓋；所述出氣口通過尾氣收集管與活性炭吸附處理裝置連通；所述進氣口通過氣泵與氮氣源或空氣源連通；該設(shè)備通過設(shè)備殼體內(nèi)攪拌釜的旋轉(zhuǎn)，模擬機械通風設(shè)備的擾動過程，并通過其對揮發(fā)性有機污染土壤的攪拌、切割和翻拋作用，將土壤中的揮發(fā)性有機污染物強制性揮發(fā)排入空氣當中，從而達到去除土壤中的污染物的實驗?zāi)康模慌湃肟諝猱斨械膿]發(fā)性有機污染物通過所述出氣口和尾氣收集管排入所述活性炭吸附處理裝置中，采用活性炭纖維吸附、真空脫附、蓄熱式催化燃燒、酸霧吸附的處理工藝對活性炭吸附處理裝置中的揮發(fā)性有機污染物進行處理，從而達到排放的要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于 :所述制備揮發(fā)性有機污染土壤的過程為:在聚乙烯塑料布中先放置2000g過篩后土壤，攤勻，在其上部均勻加入400ml高純水和污染物的甲醇助溶液18ml，然后再在上面覆蓋1000g過篩后土壤和200ml的高純水，將塑料布包嚴并進行密封，在20°C室溫下避光均質(zhì)、老化48小時后使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于:所述用于處理揮發(fā)性有機污染土壤設(shè)備的殼體采用不銹鋼材料制成，殼體內(nèi)有內(nèi)膽，內(nèi)膽為氣密性容器，內(nèi)膽的容積為15L，所述內(nèi)膽配置有溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)的調(diào)溫范圍為0-100°C;所述攪拌釜位于所述內(nèi)膽內(nèi)，所述攪拌釜的轉(zhuǎn)速為:200r/min，攪拌時間為10s，攪拌間隔時間為2h，內(nèi)膽中的通風量為3L/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于:所述機械土壤通風工藝用于現(xiàn)場施工工程，先將揮發(fā)性有機污染土壤挖出，移至臨時密閉大棚內(nèi)，再用堆土機械堆放成條垛，用翻拋機械定時翻動，并在大棚內(nèi)強制通風，保持負壓，促使土壤中揮發(fā)性有機污染物揮發(fā)，防止污染氣體外溢；當土壤中的污染物濃度達到修復(fù)目標濃度時，即為修復(fù)終點，停止翻動；修復(fù)后的土壤從大棚內(nèi)移出，用于回填；從土壤中揮發(fā)出的污染氣體，通過強制通風抽出，經(jīng)集中收集后用旋風除塵器除塵，三效活性碳吸附，或用焚燒的方法處理，合格后達標排放。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降低機械通風修復(fù)工藝土壤中揮發(fā)性有機污染物殘留的方法，其特征在于:所述臨時密閉大棚的長為180 m，寬為60 m，高為20 m，總面積為10800m2 ；所述強制通風的通風量4000mVh ;所述翻拋機械的功率為45kw，主軸轉(zhuǎn)速為200r/min，行進速度為50m/h，日處理量為6000m3/d，擾動間隔為2h。
【文檔編號】B09C1/00GK103934262SQ201410201188
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】杜曉明, 李發(fā)生, 馬妍, 徐竹, 史怡, 李政, 李慧穎, 房吉敦, 張春明 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院