一种用于磷污染土壤原位修复的方法技术

一种用于磷污染土壤原位修复的方法，对被磷污染的土壤，在原位通过旋喷桩作业于地层且以注液代替注浆的工艺，利用高压将修复溶液喷射入磷污染土壤，使得旋喷桩机械作用产生或高压修复溶液劈开的孔隙注入土体，进行磷污染土壤修复；其中修复溶液为CuSO4或AgNO3溶液，CuSO4或AgNO3溶液与污染土壤中污染物磷形成化学反应，最后经酸碱中和处理；用于磷污染的土壤处理的喷装置为旋喷桩机，旋喷桩机包括高压注液设备和旋喷钻杆，钻头上设有切削刃，切削刃上方接钻削板和对称布置的一对双导程对称于轴线分布的1/4圈的螺旋叶片，本发明专利技术无需专门引孔，污染土壤中的污染物磷随土壤钻屑被暴露在大气中的风险几乎为零，成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于磷污染土壤原位修复的方法


[0001]本专利技术公开了一种用于磷污染土壤原位修复的装备及工艺方法，属于土壤修复领域
。

技术介绍

[0002]磷是工业上一种重要的原料；其燃点为
40℃,
因摩擦或缓慢氧化而产生的热量有可能使局部温度达到
40℃
而燃烧
。
它的化学性质非常活泼
,
放在空气中
,
即使没点火
,
也会自燃起来
,
冒出一股浓烟
,
和氧气化合变成白色的五氧化二磷
4P+5O2→
2P2O5.
磷毒性很大，人吸收量达
1mg/kg
即可致死
。
人体接触磷或吸入微量的磷蒸汽也会中毒，过量时会致人死亡
。
[0003]旋喷桩类似于注浆，是利用高压将水泥浆喷射入土体，对土体进行劈裂切割，使得水泥浆沿劈开的孔隙注入土体，达到加固的效果
。
高压旋喷桩是用钻机钻到设计桩底深度，然后用高压泵把水泥浆通过钻杆端头的特殊横向喷嘴，高压水平喷入土层
。
喷嘴在喷射水泥浆时，杆一面缓慢旋转
、
一面缓缓提升，借高压水泥浆的水平射流不断切削土层并与之混合
。
最后在喷射力的有效射程范围内，成一个螺旋圆盘状混合凝固体，高压旋喷桩
。
[0004]在过去的磷污染土壤修复实践中，大家已经非常清楚地认识到污染土壤中磷被暴露到大气中的极大危害性，也试图降低此类危害性的程度
。
但这类传统的处置方式并不完善，且成本相对很高，甚至处置后污染土壤还需要进行二次开挖作后续处理
。
中国专利
2022102589227
所述的
《
一种挥发性有机污染物和黄磷污染土壤修复系统
》
，通过包括封闭套箱
、
开挖单元
、
筛分传输单元和修复单元对磷污染土壤进行处置，虽然该技术有效地降低了污染土壤中磷的暴露在大气中的风险，但处置工艺复杂
、
成本极高
。
中国专利
CN2021110369578
所述的
《
一种高浓度含磷土壤的处置方法
》
，正如它自己表述的：“最终养护结束后，就可以采用挖机等设备将含磷土壤全部开挖出来，然后将含磷土壤外运至指定水泥厂进行水泥窑协同处置”，因此此技术的处置成本也很昂贵
。
虽然
CN110054267A
及一种高效复合除磷剂及在市政污水深度除磷中的应用方法所述高效复合除磷剂包含聚合硫酸铁
、
硫酸亚铁
、
硫酸铝以及硫酸铜等有效成分，按质量百分比计含聚合硫酸铁
80
％
‑
97.99
％，硫酸亚铁1％
‑
10
％，硫酸铝1％
‑
10
％，硫酸铜
0.01
％
‑
1.0
％；使用方法为将高效复合除磷剂与水按质量比
1:2
～4溶解后，加入到生物曝气池出水中，经过水力搅拌后进入二次沉淀池沉淀，磷去除率达
95
％，但在土壤中除磷应用仍需要很多创造性工作
。
[0005]传统的高压旋喷过程中有一个重要的环节就是旋喷前的引孔，绝大部分引孔过程中会有土壤从地下提升至地面，对于含磷污染的土壤来说是非常不安全的，有极高的二次污染的风险，给施工人员带来中毒的风险
。
虽然也有静压引孔等没有土壤钻屑离开原位的技术，但静压引孔后需要更换旋喷钻杆，非常耗时，成本也会增加
。
传统工艺的螺旋叶片钻机，都是采用单导程螺旋叶片，当叶片较长的时候，对施工精度影响不大，但叶片较短时，其导向作用就大大降低
。
且传统叶片的法面线与轴向方向的夹角基本上都是
90
°
，这就不可避免地使得土壤顺着叶片挤到地面
。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是，针对上述对磷污染土壤修复技术的不足，提出一种无二次污染
、
安全
、
简单
、
高效的磷污染土壤修复装备及工艺方法成为必要
。
[0007]本专利技术技术方案是，一种用于磷污染土壤原位修复的工艺方法，对被磷污染的土壤，在原位通过旋喷
(
桩
)
作业于地层且以注液代替注浆的工艺，利用高压将修复溶液喷射入磷污染土壤，使得旋喷桩机械作用产生或高压修复溶液劈开的孔隙注入土体，进行磷污染土壤修复；
[0008]其中修复溶液为
CuSO4或
AgNO3溶液，
CuSO4或
AgNO3溶液与污染土壤中污染物磷形成化学反应，生成无毒的
Cu
和
H3PO4、H2SO4或
Ag
和
H3PO4、
甚至是
HNO3，最后经酸碱中和处理；
[0009]用于磷污染的土壤处理的喷装置为旋喷
(
桩
)
机，旋喷
(
桩
)
机包括高压注液设备和旋喷钻杆，高压注液设备的输出连接旋喷钻杆，旋喷钻杆的端部为钻头，钻头上设有切削刃，切削刃上方接钻削板和对称布置的一对对称于轴线分布的
1/4
圈
(
双导程
)
的螺旋叶片，钻削板是螺旋叶片下端的切削刃板
、
螺旋叶片的中央通过过渡连接件旋喷钻杆，旋喷钻杆为方型钻杆，方型钻杆下端设有硬质合金喷嘴；方型钻杆内部设有连接通道与硬质合金喷嘴相通，高压注液设备连接方型钻杆内部通道；利用设有对称布置的两个
1/4
圈圆环的双导程的螺旋叶片的高压旋喷钻杆，对磷污染土壤无需专门的引孔工艺，用于注射修复溶液
。
[0010]钻削板是螺旋叶片下端的切削刃板钻削板垂直于旋喷钻杆；螺旋升角
Ψ
即螺旋叶片与水平的夹角为
15
‑
35
°
，钻削板的宽度
L
和对称布置的两个
1/4
圈双导程螺旋叶片的公称外径
Φ
相同，即
L
＝
Φ
且
b
为方型钻杆边长，尺寸
b
介于
60
～
200mm
之间
。
[0011]进一步，设有对称布置的两个
1/4
圈双导程的螺旋叶片的导程为钻杆推进速度的3～
30
倍，优选的是
10
倍
,
这个参数由螺旋升角
Ψ
即旋转叶片与水平的夹角决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于磷污染土壤原位修复的方法，其特征在于，对被磷污染的土壤，在原位通过旋喷桩作业于地层且以注液代替注浆的工艺，利用高压将修复溶液喷射入磷污染土壤，使得旋喷桩机械作用产生或高压修复溶液劈开的孔隙注入土体，进行磷污染土壤修复；其中修复溶液为
CuSO4或
AgNO3溶液，
CuSO4或
AgNO3溶液与污染土壤中污染物磷形成化学反应，生成无毒的物质，最后经酸碱中和处理；用于磷污染的土壤处理的喷装置为旋喷桩机，旋喷桩机包括高压注液设备和旋喷钻杆，高压注液设备的输出连接旋喷钻杆，旋喷钻杆的端部为钻头，钻头上设有切削刃，切削刃上方接钻削板和对称布置的一对对称于轴线分布的
1/4
圈圆环的螺旋叶片，钻削板是螺旋叶片下端的切削刃板
、
螺旋叶片的中央通过过渡连接件旋喷钻杆，旋喷钻杆为方型钻杆，方型钻杆下端设有硬质合金喷嘴；方型钻杆内部设有连接通道与硬质合金喷嘴相通，高压注液设备连接方型钻杆内部通道；利用设有对称布置的两个
1/4
圈圆环的螺旋叶片的高压旋喷钻杆，对磷污染土壤无需引孔，用于注射修复溶液
。2.
根据权利要求1所述的用于磷污染土壤原位修复的方法，其特征在于，钻削板是螺旋叶片下端的切削刃板钻削板垂直于旋喷钻杆；螺旋升角
Ψ
即螺旋叶片与水平的夹角为
15
‑
35
°
，钻削板的宽度
L
和对称布置的两个
1/4
圈双导程螺旋叶片的公称外径
Φ
相同，即
L
＝
Φ
且
b
为方型钻杆边长，尺寸
b
介于
60
～
200mm
之间
。3.
根据权利要求2所述的用于磷污染土壤原位修复的方法，其特征在于，设有对称布置的两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘士清，吴宁，安珂，宋海梅，郑春明，
申请(专利权)人：滨州市生态环境服务中心，
类型：发明
国别省市：