利用光催化臭氧凈化受污染土層的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種凈化受污染土層的方法，尤其涉及一種利用紫外光催化臭氧凈化 受污染土層的方法。
【背景技術】
[0002] 土層重金屬污染是指由于人類活動，土層中的微量有害元素在土層中的含量超 過背景值，過量沉積而引起的含量過高，污染土層的重金屬主要包括汞（Hg)、鎘（Cd)、鉛 (Pb)、鉻（Cr)和類金屬砷（As)等生物毒性顯著的元素，以及有一定毒性的鋅（Zn)、銅 (Cu)、鎳（Ni)等元素。主要來自農藥、廢水、污泥和大氣沉降等，如汞主要來自含汞廢水， 鎘、鉛污染主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降，砷則被大量用作殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和 除草劑。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調，鎘、汞等元素在作物籽實中富集 系數較高，即使超過食品衛(wèi)生標準，也不影響作物生長、發(fā)育和產量，此外采、砷能減弱和抑 制土壤中硝化、氨化細菌活動，影響氮素供應。重金屬污染物在土層中移動性很小，不易隨 水淋濾，不為微生物降解，通過食物鏈進入人體后，潛在危害極大，應特別注意防止重金屬 對土層污染。
[0003] 重金屬污染土層的傳統(tǒng)修復方法通常采用物理、化學方法，其主要是通過減少土 層污染物的濃度，或增強土層中污染物的穩(wěn)定性使其水溶性、擴散性和生物有效性降低，從 而減輕其危害。傳統(tǒng)的重金屬污染土層的修復方法存在成本高、對土層環(huán)境擾動大、破壞土 層結構、以造成二次污染等缺點。
[0004] 由于臭氧在水中溶解度較低，現(xiàn)有技術中利用臭氧處理污染物的方法通常是采用 直接將臭氧氣體與固體廢棄物或廢液接觸，而不會對臭氧進行進行預處理。

【發(fā)明內容】

[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種利用光催化臭氧凈化受污染土層的方 法，以達到修復土層，并避免二次污染的目的。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：
[0007] -種利用光催化臭氧凈化受污染土層的方法，包括以下步驟：
[0008] 1)將臭氧進行紫外光催化；
[0009] 2)將經過催化的臭氧與鉆井泥漿混合；
[0010] 3)將步驟2)中混合物注入地下土層。
[0011] 優(yōu)選的，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)為整個處理過程提供能量。
[0012] 優(yōu)選的，步驟2)中將臭氧與泥漿混合時，臭氧的流速控制在IO-SOmVh ;步驟3)中 臭氧泥漿混合物注入方式采用間歇式注入，每隔1-2小時注入一次，每次注入5-10分鐘。
[0013] 優(yōu)選的，在泥衆(zhòng)中通入臭氧，使其達到飽和。
[0014] 本發(fā)明還提供一種利用光催化臭氧凈化受污染土層的裝置，所述裝置包括以下部 分：臭氧發(fā)生器（1)與紫外線催化器（3)相連，經催化的臭氧通過加壓鼓風機（5)經曝氣管 (6)進入泥漿池（7)中，將臭氧與泥漿混合，隨鉆井管道（8)注入地下土層。
[0015] 優(yōu)選的，上述裝置進一步包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)，以提供光催化臭氧凈化受污染土 層過程中的能源。
[0016] 臭氧混合泥漿注入地下土層的壓力要視地理位置、地層巖性以及地下水位等情況 綜合判定，這對于鉆井領域的技術人員來說是容易確定的。本發(fā)明的發(fā)明人通過實驗發(fā)現(xiàn)， 將光催化后的臭氧通入泥漿，進行污染土層凈化，與直接將催化后的臭氧通入水中進行土 層凈化相比，金屬離子處理效率高一倍以上。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點：
[0018] 1.本發(fā)明利用光催化臭氧凈化受污染土層的方法，利用太陽能替代電能，綠色環(huán) 保，減少運行成本。
[0019] 2.本發(fā)明利用光催化臭氧凈化受污染土層的方法，采用紫外光照下臭氧分解為具 有強氧化性的羥基自由基，然后與鉆井泥漿混合直接注入地下土層，工藝簡單，提高了污染 物去除效率，對多種污染物都有很好的去除效果，不用添加化學試劑，不產生二次污染。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0021] I :太陽能發(fā)電系統(tǒng)；
[0022] II :1 :臭氧發(fā)生器；2、4、9 :控制開關；3、紫外線催化器；5、加壓鼓風機；6、曝氣 管；7 :泥漿池；8 :鉆井管道。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細具體的說明。
[0024] 實施例1
[0025] 臭氧發(fā)生器1與紫外線催化器3通過一個開關控制器2相連，經催化的臭氧通過 加壓鼓風機5經曝氣管6進入泥漿池7中，再將臭氧與泥漿混合，隨鉆井管道8注入地下土 體層，在紫外線催化器3與加壓鼓風機5之間連有一個開關控制器4,在泥漿池7與鉆井管 道8之間連有一個開關控制器9。
[0026] 其中，太陽能發(fā)電系統(tǒng)I，充分利用清潔能源太陽能發(fā)電，以供系統(tǒng)II所需的所有 電力資源。在泥漿中通入臭氧，使其達到飽和，然后將混合物注入地下土層。臭氧氣流的流 速控制在10m 3/h，臭氧泥漿混合物采用間歇式注入方式注入地下土層，每隔2小時注入一次 臭氧，每次注入5分鐘。
[0027] 實施例2
[0028] 臭氧發(fā)生器1與紫外線催化器3通過一個開關控制器2相連，經催化的臭氧通過 加壓鼓風機5經曝氣管6進入泥漿池7中，再將臭氧與泥漿混合隨鉆井管道8注入地下土 體層，在紫外線催化器3與加壓鼓風機5之間連有一個開關控制器4,在泥漿池7與鉆井管 道8之間連有一個開關控制器9。
[0029] 太陽能發(fā)電系統(tǒng)I，充分利用清潔能源太陽能發(fā)電，以供系統(tǒng)II所需的所有電力 資源。在泥漿中通入臭氧，使其達到飽和，然后將混合物注入地下土層。臭氧氣流的流速控 制在50m 3/h，臭氧泥漿混合物采用間歇式注入方式注入地下土層，每隔2小時注入一次臭 氧，每次注入10分鐘。
[0030] 實施例3
[0031] 臭氧發(fā)生器1與紫外線催化器3通過一個開關控制器2相連，經催化的臭氧通過 加壓鼓風機5經曝氣管6進入泥漿池7中，再將臭氧與泥漿混合隨鉆井管道8注入地下土 體層，在紫外線催化器3與加壓鼓風機5之間連有一個開關控制器4,在泥漿池7與鉆井管 道8之間連有一個開關控制器9。
[0032] 太陽能發(fā)電系統(tǒng)I，充分利用清潔能源太陽能發(fā)電，以供系統(tǒng)II所需的所有電力 資源。在泥漿中通入臭氧，使其達到飽和，然后將混合物注入地下土層。臭氧氣流的流速控 制在80m 3/h，臭氧泥漿混合物采用間歇式注入方式注入地下土層，每隔2小時注入一次臭 氧，每次注入10分鐘。
[0033] 實施例4
[0034] 以下使用實施例2的方式進行實驗。取土層樣本，分成三份，分別為土樣1、土樣 2、土樣3。土樣1不做任何處理為試驗前樣本，土樣2注入臭氧與泥漿混合物，土樣3注入 經光催化的臭氧與泥漿的混合物，檢測各土層樣本中重金屬含量，測得結果見下表：
[0035]
【主權項】
1. 一種利用光催化臭氧凈化受污染土層的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將臭氧進行紫外光催化； 2) 將經過催化的臭氧與鉆井泥漿混合； 3) 將步驟2)中混合物注入地下土層。
2. 根據權利要求1所述的利用光催化臭氧凈化受污染土層的方法，其特征在于，利用 太陽能發(fā)電系統(tǒng)為整個處理過程提供能量。
3. 根據權利要求1所述的利用光催化臭氧凈化受污染土層的方法，其特征在于，步驟 2)中將臭氧與泥漿混合時，臭氧的流速控制在IO-SOmVh ;步驟3)中臭氧泥漿混合物注入 地下土層時采用間歇式注入，每隔1-2小時注入一次，每次注入5-10分鐘。
4. 根據權利要求1所述的利用光催化臭氧凈化受污染土層的方法，其特征在于，將臭 氧通入泥衆(zhòng)中，使其達到飽和。
5. -種利用光催化臭氧凈化受污染土層的裝置，其特征在于，所述裝置包括以下部分： 臭氧發(fā)生器（1)與紫外線催化器（3)相連，經催化的臭氧通過加壓鼓風機（5)經曝氣管（6) 進入泥漿池（7)中，將臭氧與泥漿混合，隨鉆井管道（8)注入地下土層。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置進一步包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)，以 提供光催化臭氧凈化受污染土層過程中的能源。
【專利摘要】本發(fā)明利用光催化臭氧凈化受污染土層的方法，臭氧發(fā)生器與紫外線催化臭氧發(fā)生器通過一個開關控制器相連，經催化的臭氧通過加壓鼓風機經曝氣管進入泥漿池中，再將臭氧與泥漿混合隨鉆井管道注入地下土體層。本發(fā)明利用太陽能替代電能，綠色環(huán)保，減少運行成本，利用紫外光催化臭氧氧化，是一種高效的污染物去除方法，不產生二次污染。
【IPC分類】B09C1-00
【公開號】CN104607449
【申請?zhí)枴緾N201410829666
【發(fā)明人】葉冠球, 李玩輝, 翁雁聲, 張向華, 張春輝, 劉燕輝, 葉偉宇, 虢洪根, 陳國幟
【申請人】虢洪根, 葉冠球
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月25日