一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過(guò)程中有機(jī)物揮發(fā)的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于污染土壤處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過(guò)程中有機(jī)物揮發(fā)的方法。包括：先將污染土壤篩分去除樹(shù)枝、石子和大塊瀝青，使污染土顆粒直徑≤16mm；再將篩分后的污染土和硅藻土分別在105℃干燥24h；接著將硅藻土直接加入污染土中并攪拌混勻，硅藻土添加量與污染土的重量比為1∶1～5；最后將硅藻土和污染土的混合物在25℃～400℃溫度段加熱，加熱時(shí)間為10～60min，利用硅藻土抑制或延緩污染土壤在低溫受熱過(guò)程中有機(jī)物的揮發(fā)。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，吸附材料來(lái)源廣，處理成本低；充分利用硅藻土熱穩(wěn)定及強(qiáng)吸附的特性，有效抑制污染土中多環(huán)芳烴有機(jī)物的揮發(fā)；同時(shí)提高了此類(lèi)污染土替代水泥原料在粉磨階段處置的可行性，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過(guò)程中有機(jī)物揮發(fā)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污染土壤處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過(guò)程中有機(jī)物揮發(fā)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各種化學(xué)試劑大量使用，不可避免的導(dǎo)致大量土壤受有機(jī)物質(zhì)的污染，這些污染物質(zhì)在土體中長(zhǎng)期積累、沉淀、遷移，對(duì)自然界及人們生活、生產(chǎn)造成惡劣的影響。特別是持久性有機(jī)污染物多環(huán)芳烴等，由于其持久性、長(zhǎng)距離遷移性、生物積蓄性和高毒性，造成的土壤污染問(wèn)題亟待解決。
[0003]目前在有機(jī)污染土的處置技術(shù)中，利用水泥窯處置有機(jī)污染土是一種經(jīng)濟(jì)而有效的技術(shù)，尤其是利用污染土替代水泥原料生產(chǎn)水泥，同時(shí)利用水泥窯的密閉高溫條件焚燒污染土中的有機(jī)物，產(chǎn)生的氣體在高溫下燃燒成無(wú)毒氣體最終隨水泥窯廢氣系統(tǒng)排放。但是這種方法在處理含多環(huán)芳烴有機(jī)物的污染土?xí)r，要特別注意其替代水泥原料在低溫粉磨階段加入時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定揮發(fā)，需要采取相應(yīng)措施嚴(yán)防產(chǎn)生二次污染。
[0004]為了在磨料階段更好地抑制有機(jī)污染物的揮發(fā)，應(yīng)當(dāng)探索是否可添加一些可吸附揮發(fā)物的物質(zhì)，以提高有機(jī)物的揮發(fā)溫度或降低揮發(fā)速率，延緩至物料進(jìn)入高溫水泥窯而最終焚燒成無(wú)害氣體。眾所周知，硅藻土具有熱穩(wěn)定性好、多孔及強(qiáng)吸附等多種優(yōu)異性質(zhì)，它在吸附、過(guò)濾、載體等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用；此外硅藻土的成分與水泥粘土質(zhì)原料相似，添加在污染土中一起作為水泥原料是可行的。而目前關(guān)于硅藻土吸附特性的應(yīng)用主要體現(xiàn)在有機(jī)污染廢水的凈化處理和重金屬污染土壤的固化上面，關(guān)于利用硅藻土的吸附原理抑制污染土有機(jī)物質(zhì)揮發(fā)的專(zhuān)利尚無(wú)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過(guò)程中有機(jī)物揮發(fā)的方法，有效抑制或延緩污染土中多環(huán)芳烴有機(jī)物在低溫段的揮發(fā)，防止有機(jī)污染土作為水泥原料在粉磨階段投加處置時(shí)產(chǎn)生二次污染。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過(guò)程中有機(jī)物揮發(fā)的方法，其特征在于包括以下步驟:先將污染土壤篩分去除樹(shù)枝、石子和大塊浙青，使污染土壤顆粒直徑< 16_ ;然后將篩分后的污染土壤和硅藻土分別在105°C溫度下干燥24h ;接著將硅藻土直接加入污染土壤中并攪拌混勻，硅藻土的添加量與污染土壤的重量比為1:1?5 ;最后將含有硅藻土和污染土壤的混合物在25°C?400°C溫度段加熱，加熱時(shí)間為10?60min，利用硅藻土抑制或延緩污染土壤在低溫受熱過(guò)程中有機(jī)物的揮發(fā)。
[0007]其中，所述的污染土壤為含有沸點(diǎn)在200°C?400°C之間的多環(huán)芳烴類(lèi)有機(jī)物的
污染土壤。[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]I)利用硅藻土熱穩(wěn)定、多孔及強(qiáng)吸附的特性，顯著抑制或延緩污染土中多環(huán)芳烴類(lèi)有機(jī)物在低溫段的揮發(fā)。
[0010]2 )本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，吸附材料來(lái)源廣，處理成本低，降低了處理過(guò)程中的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。
[0011]3)硅藻土的成分非常接近于污染土和水泥的粘土質(zhì)原料，不僅避免了硅藻土對(duì)污染土壤結(jié)構(gòu)性狀的破壞，同時(shí)添加硅藻土后的土壤也適合于替代水泥原料，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是污染土中添加芴的熱重圖
[0013]圖2是硅藻土中添加芴的熱重圖
[0014]圖3是污染土和硅藻土中添加芴的熱重圖
[0015]圖4是污染土中添加苊的熱重圖
[0016]圖5是硅藻土中添加苊的熱重圖
[0017]圖6是污染土和硅藻土混合物中添加苊的熱重圖
[0018]圖7是污染土中添加菲的熱重圖
[0019]圖8是硅藻土中添加菲的熱重圖
[0020]圖9是污染土和硅藻土混合物中添加菲的熱重圖
[0021]圖10是污染土和硅藻土混合物中添加芴在各溫度下的紅外譜圖
[0022]圖11是污染土和硅藻土混合物中添加苊在各溫度下的紅外譜圖
[0023]圖12是污染土和硅藻土混合物中添加菲在各溫度下的紅外譜圖
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于下述實(shí)施方式。
[0025]本發(fā)明的思路為在有機(jī)污染土壤中添加具有吸附特性的硅藻土，以抑制或延緩污染土中多環(huán)芳烴有機(jī)物在低溫(接近水泥原料粉磨時(shí)的溫度)時(shí)的揮發(fā)，使其盡量少揮發(fā)或延緩至高溫段再揮發(fā)，從而便于有機(jī)污染土作水泥原料參與配料在低溫粉磨階段加入，防止在低溫粉磨階段有機(jī)物揮發(fā)造成二次污染。延緩至高溫煅后有機(jī)物在密閉負(fù)壓的水泥窯中即使揮發(fā)也會(huì)在高溫窯內(nèi)焚燒成無(wú)毒無(wú)害的氣體，因此可有效降低處理過(guò)程中的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。
[0026]先將某化工車(chē)間的地基污染土取樣進(jìn)行成分分析和污染物濃度分析，結(jié)果顯示污染土中所含的主要為多環(huán)芳烴有機(jī)物，未檢出多氯聯(lián)苯和酚類(lèi)物質(zhì)。
[0027]由于該污染土中所含的多環(huán)芳烴總量較少(約156ppm)，故試驗(yàn)采用外部添加多環(huán)芳烴有機(jī)物的方法，放大個(gè)別有機(jī)物的含量，更清楚的觀察硅藻土對(duì)其揮發(fā)的抑制效果。
[0028]試驗(yàn)中選取外部添加多環(huán)芳烴中沸點(diǎn)在200?400°C之間的芴、苊、菲三種有機(jī)物，先將污染土和硅藻土在105°C干燥24h，然后將污染土和硅藻土按質(zhì)量比為1:1混合攪拌均勻，外添有機(jī)物的添加量分別占污染土和硅藻土總質(zhì)量的10%，污染土和硅藻土的混合物添加有機(jī)物后一并混勻?；旌狭弦?0°c /min的升溫速率由室溫加熱到1000°C，采用紅外熱重聯(lián)用儀實(shí)時(shí)觀察樣品的質(zhì)量變化和揮發(fā)特性，重點(diǎn)分析室溫至400°C溫度段下硅藻土對(duì)污染土壤中多環(huán)芳烴類(lèi)有機(jī)物揮發(fā)性的影響。
[0029]根據(jù)芴的熱重試驗(yàn)結(jié)果圖1-3進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，比較圖中各對(duì)應(yīng)的失重速率峰值得到下表1:
[0030]表1硅藻土對(duì)芴揮發(fā)影響的比較
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過(guò)程中有機(jī)物揮發(fā)的方法，其特征在于包括以下步驟:先將污染土壤篩分去除樹(shù)枝、石子和大塊浙青，使污染土壤顆粒直徑< 16_;然后將篩分后的污染土壤和硅藻土分別在105°C溫度下干燥24h ;接著將硅藻土直接加入污染土壤中并攪拌混勻，硅藻土的添加量與污染土壤的重量比為1:1?5 ;最后將硅藻土和污染土壤的混合物在25°C?400°C溫度段加熱，加熱時(shí)間為10?60min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用硅藻土抑制污染土低溫焚燒過(guò)程中有機(jī)物揮發(fā)的方法，其中，所述的污染土壤為含有沸點(diǎn)在200°C?400°C之間的多環(huán)芳烴類(lèi)有機(jī)物的污染土壤。
【文檔編號(hào)】B09C1/00GK103495594SQ201310430162
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月21日
【發(fā)明者】毛倩瑾, 王卉, 田巍, 崔素萍, 姜雨生, 王亞麗, 蘭明章, 劉佳, 張良靜 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué), 北京金隅紅樹(shù)林環(huán)保技術(shù)有限責(zé)任公司