污染土壤等離子體氧化

1、用于污染土壤的氣體壓注/抽提與尾氣處理的等離子體技術(shù)與工藝

進入土壤環(huán)境中的重金屬或有機污染物通過與土壤顆粒發(fā)生一系列吸附、置換、反應等作用，形成難溶的化合物或復合物，導致其在土壤環(huán)境中的自然遷移轉(zhuǎn)化緩慢、并發(fā)生不斷積累。為此，本課題利用大氣壓介質(zhì)阻擋空氣放電產(chǎn)生的低溫等離子體替代空氣或熱空氣，對污染土壤進行壓注或抽提，同時對產(chǎn)生的尾氣進行等離子體催化氧化處理，以徹底解決空氣氣提或低熱解析傳統(tǒng)土壤修復方法存在僅針對易揮發(fā)有機物、修復效率低、產(chǎn)生二次污染等主要技術(shù)問題。該技術(shù)是基于介質(zhì)阻擋空氣放電能可控的產(chǎn)生非平衡低溫等離子體，其中含有大量因高壓放電產(chǎn)生的高能電子及其對進入空氣的轟擊所形成的原子,自由基及激發(fā)態(tài)物質(zhì)等活性物種，并同時伴隨UV及VUV光輻射等。

利用產(chǎn)生的等離子體能實現(xiàn)對土壤中各種污染物的氧化等過程及對土壤顆粒的表面處理，以改變這些污染物與土壤的結(jié)合狀態(tài)，為下一步處理提供前提條件。同時將等離子體與催化劑協(xié)同對壓注或抽提過程產(chǎn)生的尾氣再進行深度氧化，使其轉(zhuǎn)化為二氧化碳與水，從而避免了二次污染的產(chǎn)生。

2、土壤污染物的高效淋洗、回收處理技術(shù)與工藝

在上述采用等離子體對污染土壤進行預處理的基礎上，再采用高效洗滌技術(shù)對土壤進行洗滌，以大幅度的提高洗滌技術(shù)的洗滌效率并減少洗滌次數(shù)及廢水的產(chǎn)生量。同時，對洗滌產(chǎn)生的廢水進行選擇性吸附處理。這是根據(jù)污染物的類型與化學結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設計并制備出能對多種污染物或?qū)我晃廴疚锏母咝Чδ芪讲牧?。該項研究具有堅實的前期研究基礎，并得到“863”國家重點項目的支持。已開發(fā)的針對重金屬、親水或疏水有機物功能吸附材料具有吸附速度快、強度和韌性高，呈纖維、球狀、織物狀等多樣形貌，適用于復雜多變的場合使用，可用于對有機物與重金屬等的吸附與富集，最大限度的減少功能吸附劑再生時產(chǎn)生的廢水量；同時大幅度的提高污染物的濃度，以便于實現(xiàn)污染物的回收和資源化。

3、適合耕作土壤的功能吸附材料制備及其與植物栽培耦合技術(shù)與工藝

針對我國大量受污染耕地的修復，課題組提出將研發(fā)的高效功能纖維或織物狀吸附材料作為當?shù)亟?jīng)濟植物或農(nóng)作物根際環(huán)境的填充與協(xié)助栽培材料、攔截與鈍化重金屬等污染物向植物體轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)污染物的人工阻隔。在達到對污染土壤修復的同時，又不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的；并同時實現(xiàn)對修復區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量達到當?shù)卣．a(chǎn)量水平的90%以上，農(nóng)產(chǎn)品的污染物合格率達到95%以上。同時通過對功能吸附材料的季節(jié)性回收、解析與再生，即可實現(xiàn)功能材料的重新利用，達到修復效果好、處理成本低、無二次污染、操作方便的目的。

4、開展在線監(jiān)測技術(shù)、自動控制技術(shù)與修復技術(shù)耦合的智能化研究

通過對上述技術(shù)單元的關(guān)鍵指標開展在線監(jiān)測技術(shù)研究，并與自動控制技術(shù)耦合，實現(xiàn)修復技術(shù)的智能化。

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