本發(fā)明涉及土壤重金屬污染處理，具體是涉及一種強(qiáng)化熱效率的原位as污染土壤熱處理修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、砷as是普遍存在于土壤、地殼、沉積物和水中的一種強(qiáng)毒性類金屬元素，被認(rèn)為毒性級(jí)別最高的物質(zhì)，其通常以開采礦石、金屬冶煉、工業(yè)生產(chǎn)等人類活動(dòng)為起源，在生產(chǎn)過程中以氧化物或鹽的形態(tài)進(jìn)入大氣層以及水體內(nèi)，在沉降的作用下，最終進(jìn)入土壤中，造成土壤砷污染，給農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來了極大地阻礙。

2、土壤砷污染的修復(fù)技術(shù)主要包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)，物理修復(fù)包括換土法、電動(dòng)修復(fù)法等；化學(xué)修復(fù)包括淋洗法、固化法等；生物修復(fù)包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)等。針對(duì)目前土壤污染環(huán)境的復(fù)雜性，單一的修復(fù)方式很難起到良好的效果，常需要多種方式聯(lián)合進(jìn)行修復(fù)，提升修復(fù)效率。

3、原位熱處理技術(shù)，是通過加熱去除土壤中的污染物。通過加熱土壤促使化學(xué)物質(zhì)穿過土壤和地下水進(jìn)入井中，然后收集起來輸送到地面，再采用其他方式對(duì)揮發(fā)出來的氣體進(jìn)行處理。分為電阻加熱、熱傳導(dǎo)、蒸汽注入、熱空氣注入和熱水注入，對(duì)于有機(jī)污染物和非水相液體被破壞或蒸發(fā)后帶出土壤，但是，原位熱處理對(duì)于土壤砷污染的處理效果有限。

4、目前，對(duì)于土壤as污染的原位熱處理修復(fù)研究還比較匱乏，主要因?yàn)樵粺崽幚韺?shí)施手段復(fù)雜，效果有限，且成本高；專利cn114393020a公開了一種低能耗、低碳排放的砷-有機(jī)物復(fù)合污染土壤修復(fù)方法，所述土壤修復(fù)方法包括熱處理過程，所述熱處理過程包括：對(duì)混有固定劑的土壤進(jìn)行高溫處理，所述固定劑為氯化金屬鹽。其通過一次熱處理過程實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)污染物、砷污染物的同時(shí)處理，有效提高土壤修復(fù)效率，減少土壤修復(fù)步驟，降低修復(fù)過程中的碳排放及修復(fù)成本。但是，該處理方法屬于異位熱處理，需要進(jìn)行土壤開挖轉(zhuǎn)運(yùn)，容易造成二次污染，因此，需要針對(duì)原位熱處理修復(fù)砷污染土壤進(jìn)一步進(jìn)行深入研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明提供了一種強(qiáng)化熱效率的原位as污染土壤熱處理修復(fù)方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種強(qiáng)化熱效率的原位as污染土壤熱處理修復(fù)方法，包括以下步驟：

4、s1、土壤處理劑制備：取水鐵礦凍干粉末溶解于無水乙醇中，加入硅藻土粉末，其中，水鐵礦凍干粉末與硅藻土粉末的質(zhì)量比為1:2.5～3，隨后加入冰醋酸溶液調(diào)節(jié)混合液ph為3～4，攪拌均勻后烘干，得到土壤處理劑；

5、s2、注蒸汽點(diǎn)位布設(shè)：將待處理土壤區(qū)域劃分為若干個(gè)處理區(qū)域，在所述處理區(qū)域內(nèi)的周邊布設(shè)若干個(gè)注蒸汽點(diǎn)位，在所述處理區(qū)域中心處布設(shè)抽提點(diǎn)位；

6、s3、注蒸汽加熱抽提修復(fù)：通過所述注蒸汽點(diǎn)位向土壤中注入蒸汽，蒸汽溫度為120～130℃，注入速度為1.2～2.4l/min，并保持土壤含水率在50～80％，通過所述抽提點(diǎn)位對(duì)土壤內(nèi)部在此處匯聚的氣液污染物進(jìn)行提取，持續(xù)6～8h；

7、s4、注熱空氣點(diǎn)位布設(shè)：在注蒸汽加熱抽提修復(fù)后的土壤區(qū)域內(nèi)布設(shè)若干個(gè)注熱空氣點(diǎn)位；

8、s5、土壤處理劑翻拌：將所述土壤處理劑翻拌至注熱空氣點(diǎn)位圍成的區(qū)域內(nèi)，拌入量為12～20kg/m2，拌入深度為20～60cm；

9、s6、注熱空氣修復(fù)：通過注熱空氣點(diǎn)位向土壤中注入熱空氣，注入的熱空氣溫度為40～50℃，并使注熱空氣點(diǎn)位圍成的區(qū)域內(nèi)土壤溫度保持在35～42℃，通過所述抽提點(diǎn)位對(duì)土壤內(nèi)部在此處匯聚的氣液污染物進(jìn)行提取，持續(xù)4～6h。

10、進(jìn)一步地，所述s1中水鐵礦凍干粉末的制備方法為：稱取1重量份的fe(no3)3·9h2o晶體粉末，加入10～12重量份的超純水，加入摩爾濃度為1mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph為7～8，攪拌至懸濁態(tài)，在常溫下振蕩處理24h，隨后置于離心管中以4500～5000rpm的轉(zhuǎn)速離心10～15min，去除上清液，加入與上清液相同體積的超純水，再次離心，重復(fù)三次后得到水鐵礦膠體，將所述水鐵礦膠體置于透析袋中進(jìn)行透析，每天更換超純水，直至更換的超純水導(dǎo)電率低于10μs/cm，取出水鐵礦膠體，在-4～-2℃下冷凍干燥24～48h，研磨過200目篩得到水鐵礦凍干粉末。

11、更進(jìn)一步地，所述攪拌至懸濁態(tài)的攪拌轉(zhuǎn)速為200～220rpm，所述常溫溫度為25～27℃。

12、進(jìn)一步地，所述s1中硅藻土粉末經(jīng)過質(zhì)量濃度20％的硝酸溶液處理后，粉碎干燥過200目篩，所述冰醋酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～40％。

13、說明：通過冰醋酸對(duì)水鐵礦凍干粉末進(jìn)行處理后，使其作用在土壤中時(shí)ph降低，有利于提高其對(duì)as的吸附固定。

14、進(jìn)一步地，所述s1中水鐵礦凍干粉末與無水乙醇的重量比為1:3～4。

15、進(jìn)一步地，所述s2中所述注蒸汽點(diǎn)位為5～10個(gè)，且注蒸汽點(diǎn)位距離所述抽提點(diǎn)位的直線距離不超過15m，注蒸汽點(diǎn)位和抽提點(diǎn)位內(nèi)部均設(shè)有管柱，所述管柱的延伸深度為2～3m，且管柱上每隔10～15cm設(shè)置一個(gè)導(dǎo)流孔。

16、說明：通過限制注蒸汽點(diǎn)位的數(shù)量和位置距離，確保注蒸汽能夠達(dá)到理想的效果。

17、進(jìn)一步地，所述s3中所述注蒸汽點(diǎn)位和所述抽提點(diǎn)位之間的所述處理區(qū)域內(nèi)設(shè)有2～3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位，每個(gè)所述監(jiān)測點(diǎn)位內(nèi)設(shè)有一個(gè)溫度濕度監(jiān)測儀，對(duì)土壤含水率的監(jiān)測深度為20～60cm，監(jiān)測周期為每隔10～20min監(jiān)測一次。

18、說明：通過監(jiān)測點(diǎn)位對(duì)土壤處理時(shí)的濕度和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

19、更進(jìn)一步地，所述s4中所述注熱空氣點(diǎn)位為3～4個(gè)，注熱空氣點(diǎn)位距離所述抽提點(diǎn)位的直線距離不超過5m，且注熱空氣點(diǎn)位與所述監(jiān)測點(diǎn)位呈間隔交叉設(shè)置，注熱空氣點(diǎn)位內(nèi)部設(shè)有管柱，所述管柱的延伸深度為2～3m，且管柱上每隔10～15cm設(shè)置一個(gè)導(dǎo)流孔。

20、說明：通過限制注熱空氣點(diǎn)位的數(shù)量和位置距離，確保注熱空氣能夠?qū)ν寥捞幚韯└采w區(qū)域進(jìn)行有效加熱干燥，實(shí)現(xiàn)濕干交替的效果。

21、優(yōu)選地，所述s4中所述注熱空氣點(diǎn)位內(nèi)部的所述管柱在0～80cm深度段為導(dǎo)流孔加密段，所述導(dǎo)流孔加密段即為每隔5～10cm設(shè)置一個(gè)導(dǎo)流孔。

22、說明：通過增加導(dǎo)流孔加密段進(jìn)一步提高熱空氣在表層的釋放量。

23、本發(fā)明的有益效果是：

24、(1)本發(fā)明的一種強(qiáng)化熱效率的原位as污染土壤熱處理修復(fù)方法通過采用注蒸汽和注熱空氣兩種熱處理配合專用的土壤處理劑施用，能夠?qū)ν寥乐杏袡C(jī)污染物進(jìn)行有效去除，而且能夠?qū)ν寥捞幚韯┢鸬絽f(xié)同促進(jìn)作用，雖然熱處理不能直接帶走土壤中的as污染物，但是能夠?qū)ζ淦鸬揭欢ǖ膮R聚作用，并通過改變土壤環(huán)境，促進(jìn)了土壤處理劑對(duì)as污染物的固定效果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)耕土壤中有機(jī)農(nóng)藥污染物和as的協(xié)同去除，起到了1+1＞2的效果。

25、(2)本發(fā)明的一種強(qiáng)化熱效率的原位as污染土壤熱處理修復(fù)方法首先通過注蒸汽使土壤中的有機(jī)污染物大部分被溶出并帶出土壤，同時(shí)使一部分as污染物匯聚，并提高土壤濕度，再通過加入土壤處理劑，使as污染物在高濕度環(huán)境下更容易與硅藻土粉末相結(jié)合，起到促進(jìn)as污染物固定的目的，但是，水鐵礦凍干粉末在高濕度下易分解，因此需要將土壤含水率下降，這也是注熱空氣的目的，注熱空氣不僅能夠進(jìn)一步促進(jìn)有機(jī)污染物的去除，還能夠降低土壤濕度，保證水鐵礦凍干粉末與as污染物的結(jié)合，尤其是as(v)的吸附結(jié)合固定，同時(shí)保證溫度適中，避免在較高溫度下as(v)脫附，進(jìn)而最終形成了蒸汽/熱空氣的有機(jī)污染物去除體系+濕干土壤交替影響土壤處理劑功效的綜合處理體系。

26、(3)本發(fā)明的一種強(qiáng)化熱效率的原位as污染土壤熱處理修復(fù)方法通過將水鐵礦凍干粉末與硅藻土粉末混合并改性，使其能夠?qū)s污染物有良好的吸附固定效果，以及具有較高的穩(wěn)定性。