CN105290096B - 一种原位阴燃系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种原位阴燃系统，包括空气注入装置，向土壤内注入空气，以供给污染区域内的有机污染物阴燃的至少一个空气注入井；点火装置，在所述污染区域内靠近所述空气注入装置设置；气相抽提装置，包括由地面延伸至污染区域内的土壤包气层中，将空气以及挥发的有机污染物抽提的至少一个气相抽提井；密封布，铺设在所述污染区域上方的土壤表面，用于抑制所述有机污染物和空气从所述土壤表面逸出；还包括在所述污染区域外分布的若干空气注入井和若干气相抽提井，所述空气注入井与所述气相抽提井乊间的气压差迫使从所述空气注入井注入的空气流向所述气相抽提井以在所污染区域内扩散分布，本发明可有效降低空气注入井和点火装置的使用数量。

Description

一种原位阴燃系统

技术领域

本发明涉及使用阴燃进行土壤修复技术领域，具体涉及一种原位阴燃系统。

背景技术

土壤作为各种污染物最终归宿，污染物的大量蓄积已成为其主要环境问题之一。有机污染物进入土壤后污染土壤，并对地表水、地下水造成次生污染，直接或间接危害人类健康。近年来，我国土壤有机污染物的问题日益凸现，对生态环境、食品安全和人体健康构成了严重威胁。

原位阴燃修复技术是修复土壤中VOCs(挥发性有机物)和SVOCs(半挥发性有机物)和其他易燃有机污染物的一种优秀解决方案，其通过加热土壤中的污染区域，并同时向污染区域中注入空气使易燃的有机污染物、和易燃的有机污染物发生阴燃后分解为水和CO2，以及使部分VOCs和 SVOCs受热后挥发为气体，进而从土壤中逸出，再通过收集装置对逸出的污染气体进行处理后排放掉。原位阴燃技术中有两个重要因素：燃料和空气，二者共同决定了阴燃效果，即当燃料和空气都充足时，才能保证阴燃的效率高。

这种原位阴燃修复技术中，点火中心靠近空气注入中心，空气只能通过不断注入来弥散污染区域中的其他位置，因此存在以下缺陷：

a.影响半径(ROI)过小。

由于空气弥散到哪里，阴燃就能够作用到哪里，而注入的空气自由弥散速度慢，且不定向，因此这种原位阴燃修复技术的效率不高，为了提高阴燃速率，一般的解决办法是，在污染区域呈网格状建立多个空气注入井来提高阴燃效率，这种解决办法会使用较多的空气注入井和点火装置，从而造成土壤修复成本提高。

b.土壤中的VOCs或SVOCs污染区域通常是不连续的，在污染区域中多存在非污染区域或地下水，而注入的空气和阴燃的热量不容易越过非污染区域或地下水迚行传递，这样就会造成阴燃被非污染区域或地下水阻断，因此，这种原位阴燃修复技术还存在阴燃扩散区域有限，容易被阻断的技术缺陷。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的原位阴燃技术中存在的阴燃速率低、土壤修复成本高、以及阴燃容易被非污染区域和地下水阻断的技术缺陷，从而提供一种能够提高阴燃速率，降低土壤修复成本，有效避免阴燃被非污染区域和地下水阻断的原位阴燃系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种原位阴燃系统，包括：

空气注入装置，向土壤内注入空气，以供给污染区域内的有机污染物阴燃的至少一个空气注入井；

点火装置，在所述污染区域内靠近所述空气注入装置设置；

气相抽提装置，包括由地面延伸至污染区域内的土壤包气层中，将空气以及挥发的有机污染物抽提的至少一个气相抽提井；

密封布，铺设在所述污染区域上方的土壤表面，用于抑制所述有机污染物和空气从所述土壤表面逸出；

还包括在所述污染区域外分布的若干空气注入井和若干气相抽提井，所述空气注入井与所述气相抽提井之间的气压差迫使从所述空气注入井注入的空气流向所述气相抽提井以在所污染区域内扩散分布。

上述原位阴燃系统中，所述空气注入井和所述气相抽提井靠近所述污染区域的边缘设置，且所述空气注入井和所述气相抽提井关于所述污染区域的中心位置中心对称设置。

上述原位阴燃系统中，所述空气注入井靠近所述污染区域的中心设置，所述气相抽提井在所述污染区域边缘位置环绕所述空气注入井设置。

上述原位阴燃系统中，所述点火装置至少设有一个。

上述原位阴燃系统中，所述空气注入井由地表垂直延伸至位于所述污染区域所在深度。

上述原位阴燃系统中，还包括污染气体抽提装置，所述污染气体抽提装置包括：

污染气体抽提仓，进行污染气体的处理和排放；

若干污染气体抽提管道，所述污染气体抽提管道由地表延伸至所述污染区域上方，并通过负压泵连接所述污染气体抽提仓，以使抽提到的污染气体汇集至所述污染气体抽提仓。

上述原位阴燃系统中，若干所述污染气体抽提管道均匀分布于所述污染区域的上方。

上述原位阴燃系统中，所述点火装置设置在所述空气注入井内，并可沿所述空气注入井的延伸方向移动。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的原位阴燃系统中，在所述污染区域外分布的若干空气注入井和若干气相抽提井，从空气注入井中注入的空气借助于空气注入井和气相抽提井之间气压差容易在土壤中形成定向的气流，从而更容易的在污染区域内扩散，使扩散速率加快，并且容易越过地下水和非污染区域继续扩散。从而使得本发明的原位阴燃系统能够有效的克服现有原位阴燃系统中存在的：阴燃速率低、阴燃容易被非污染区域和地下水阻断的技术缺陷。

2、本发明提供的原位阴燃系统中，由于增强了阴燃的扩散效果，使阴燃不容易被阻断，从而降低了空气注入井和点火装置的使用数量，有助于节约土壤修复的成本，并且提高了土壤修复的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的原位阴燃系统的结构示意图；

图2为现有技术中原位阴燃系统的俯视示意图；

图3为本发明实施例1中的原位阴燃系统的俯视示意图。

附图标记说明：

31-空气注入井；32-气相抽提井；41-污染气体抽提仓；42-污染气体抽提管道；43-负压泵；20-点火装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情冴理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种原位阴燃系统，采用阴燃的方式将地下土壤中的污染区域点燃，使污染区域(即下图1中所示的梯形区域，以及图2和图3 中所示的类椭圆形区域)中的易燃有机污染物发生阴燃后分解水和CO2，以及使部分VOCs和SVOCs受热后挥发成为气体，进而从土壤中逸出，再通过污染气体抽提装置将挥发出的气体收集并排放，完成土壤修复。首先参考图1所示的现有技术附图，本实施例的原位阴燃系统和现有技术的原位阴燃系统一样，包括用于向污染区域中注入空气的空气注入井31，以及点火装置20，点火装置20用于提高其附近的温度，从而在空气的助燃作用下，使污染区域中的有机污染物发生阴燃，一般地，为了防止空气注入井 31向污染区域内注入的空气和受热挥发的VOCs和SVOCs直接从土壤中逸出，在施工前通常在污染区域的上方铺设有阻隔气体通过的塑料或其他材料的密封布。本实施例的原位阴燃系统还包括还包括在所述污染区域内分布的若干空气注入井31和若干气相抽提井32，所述空气注入井31与所述气相抽提井32之间的气压差迫使从所述空气注入井31注入的空气流向所述气相抽提井32以在所污染区域内扩散分布。

一般地，在污染区域中，温度的传播受到非污染区域和地下水的影响不大，而导致有机污染物的阴燃被隔断的因素主要是用于助燃的空气不能越过非污染区域和地下水扩散传播，而在上述实施方式中，被注入的空气借助于所述空气注入井31和气相抽提井32构成的导流结构更容易的在污染区域内扩散，使扩散速率加快，幵且容易越过地下水和非污染区域继续扩散。从而使得本实施例的原位阴燃系统能够有效的克服现有原位阴燃系统中存在的：阴燃速率低、阴燃容易被非污染区域和地下水阻断的技术缺陷。参考图2，现有技术中为了克服阴燃被阻断，一般采用在阴燃不能扩散到的区域内重新搭建空气注入井31和点火装置20，那么在修复一片污染区域时，彽彽需要搭建多个空气注入井和点火装置20，不仅施工费用较高，土壤修复的效率也比较慢。而本实施例所提供的原位阴燃系统由于若干空气注入井31和若干气相抽提井32的设置，使空气注入井31和气相抽提井 32之间能够产生迫使空气流向的气压，从而促进被注入的空气在污染区域内扩散分布，因此能够有效增强阴燃的扩散效果，使阴燃不容易被阻断，且相比于现有技术，本实施例可有效降低空气注入井31的使用数量；在施工过程中，由于阴燃不容易被阻断，因此一般不需要重复搭建新的空气注入井31和点火装置20，由此使得施工成本降低，并提高了土壤修复的效率。

一种优选的实施方式，点火装置20可移动的设置在空气注入井31内；但显然点火装置20还可以预先埋藏至污染区域中。

以下结合图3详细说明本实施例中的所述空气注入井31和气相抽提井 32的具体设置方式：

若干空气注入井31和若干气相抽提井32，若干所述空气注入井31和若干所述气相抽提井32分别位于所述污染区域的长度方向两端设置，使所述空气注入装置注入的空气沿着所述空气注入井31流向所述气相抽提井32 的方向扩散。空气注入井31相当于上述的空气注入装置11，由于空气注入井31和气相抽提井32的联合作用，从空气注入井31中迚入的空气具备一定的流速和向气相抽提井32一侧的扩散趋势，其扩散速率相比于空气自由扩散来说更快，同时空气注入井31和气相抽提井32能够使被注入的空气定向扩散，从而提高空气的利用效率。

即使本实施例的原位阴燃系统能够有效避免阴燃被阻断，但在非污染区域或地下水层区域过大时仍会阻断阴燃的扩散，因此在实际操作时，需要在阴燃不能扩散的污染区域内重新设置空气注入井31和点火装置20。

需要说明的是，本实施例的所述空气注入井31和气相抽提井32不仅限于上述一种实施方式，还可以是：

所述空气注入井31和气相抽提井32的一种实施方式为：其仅包含图3 中左侧的若干个空气注入井31、点火装置20以及一个气相抽提井32，一般地，为了便于点火装置20迚入到污染区域内，优选至少有一个空气注入井31是伸入污染区域中的，点火装置20可移动的设置在该空气注入井31 中。在这种变形实施方式中，多个空气注入井31处注入的空气全部向所述气相抽提井32处汇集。

所述空气注入井31和气相抽提井32的另一种实施方式为：所述空气注入井31靠近所述污染区域的中心设置，所述气相抽提井32在所述污染区域边缘位置环绕所述空气注入井31设置；

以在所述气相抽提井32输出的负压作用下，使所述空气注入井31注入的空气沿着空气注入井31-气相抽提井32的方向扩散。

需要注意的是，图3中仅仅示出了污染区域趋近于长条形时，所述空气注入井31和气相抽提井32的设置方式，当污染区域趋近于圆形或多边形等形状时，本领域技术人员能够选取上述提供的实施方式，或上述实施方式与现有技术的结合来实现成本更低、土壤修复效率更快的目的。

参考图1，本实施例中的污染气体抽提管道42由地表延伸至所述污染区域上方，幵通过负压泵43连接所述污染气体抽提仓41，以使抽提到的污染气体汇集至所述污染气体抽提仓41。为了污染气体抽提管道42能够彻底将VOCs和SVOCs挥发出的气体收集起来，优选污染气体抽提管道42均匀分布于所述污染区域的上方。一般来说气体受热将上升，因此位于污染区域上方的污染气体抽提管道42可以吸收绝大部分的气体。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种原位阴燃系统，包括：

空气注入装置，向土壤内注入空气，以供给污染区域内的有机污染物阴燃的至少一个空气注入井(31)；

点火装置(20)，在所述污染区域内靠近所述空气注入装置设置；

气相抽提装置，包括由地面延伸至污染区域内的土壤包气层中，将空气以及挥发的有机污染物抽提的至少一个气相抽提井(32)；

密封布，铺设在所述污染区域上方的土壤表面，用于抑制所述有机污染物和空气从所述土壤表面逸出；

其特征在于：

还包括在所述污染区域外分布的若干空气注入井(31)和若干气相抽提井(32)，所述空气注入井(31)与所述气相抽提井(32)之间的气压差迫使从所述空气注入井(31)注入的空气流向所述气相抽提井(32)以在所污染区域内扩散分布。

2.根据权利要求1所述的原位阴燃系统，其特征在于：

所述空气注入井(31)和所述气相抽提井(32)靠近所述污染区域的边缘设置，且所述空气注入井(31)和所述气相抽提井(32)关于所述污染区域的中心位置中心对称设置。

3.根据权利要求1所述的原位阴燃系统，其特征在于：

所述空气注入井(31)靠近所述污染区域的中心设置，所述气相抽提井(32)在所述污染区域边缘位置环绕所述空气注入井(31)设置。

4.根据权利要求2或3所述的原位阴燃系统，其特征在于：

所述点火装置(20)至少设有一个。

5.根据权利要求4所述的原位阴燃系统，其特征在于：

所述空气注入井(31)由地表垂直延伸至位于所述污染区域所在深度。

6.根据权利要求1所述的原位阴燃系统，其特征在于：

还包括污染气体抽提装置，所述污染气体抽提装置还包括：

污染气体抽提仓(41)，进行污染气体的处理和排放；

若干污染气体抽提管道(42)，所述污染气体抽提管道(42)由地表延伸至所述污染区域上方，幵通过负压泵(43)连接所述污染气体抽提仓(41)，以使抽提到的污染气体汇集至所述污染气体抽提仓(41)。

7.根据权利要求6所述的原位阴燃系统，其特征在于：

若干所述污染气体抽提管道(42)均匀分布于所述污染区域的上方。

8.根据权利要求1所述的原位阴燃系统，其特征在于：

所述点火装置(20)设置在所述空气注入井(31)内，并可沿所述空气注入井(31)的延伸方向移动。