CN106424122A - 硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤处理技术领域，特别涉及一种硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统。该系统包括土壤气体抽提部、抽提井部、储药罐部、注药井部，其中，土壤气体抽提部通过第一管路与抽提井部联接，储药罐部通过第二管路与注药井部联接，以注药井部为中心，抽提井部环绕注药井部分布，以一个注药井部和环绕的四个抽提井部为一个单元，每个单元的布点方式为梅花桩型。本发明的优点是操作简便，相对于硬化路面下污染土壤处理，采用抽气与注药协同处理方式，使得土壤修复效果好，处理时间短，工作局限性小、适用性强，特别适用于较难处理的低渗透率土壤修复。

Description

硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统

技术领域

本发明涉及土壤处理技术领域，特别涉及一种硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统。

背景技术

随着城市化建设的发展，城市中的工业企业开始搬迁，而搬迁后的场地大多存在着土壤污染，严重威胁着周围广大居民的身体健康与环境状况，急需有效措施加以处理。挥发性和半挥发性有机污染物是工业场地土壤中最普遍的污染物之一，其中含有的如石油类碳氢化合物、苯、酚类、多环芳烃、卤代烃等对人体和环境都有极大危害，当其存在于土壤中，会带来加速地下管线老化，威胁地下水安全，影响地上绿植生长等诸多问题。当前的土壤修复技术主要为原位修复和异位修复，而上面提到的工业污染场地，大部分区域均为水泥硬化地面，在这些场地内，异位处置比较困难，而且这类场地属于遗留老厂区，大多处在城区，附近比较繁华且拥堵，运输不便，尤其是在一些进行改造的场地中，留存建筑物也给修复造成了很大影响。在原位土壤修复技术中经常采用的是化学修复方法和物理修复方法，化学修复方法中的化学氧化法是一种成本低、处理相对简便的修复技术，适用于渗透性好的有机物污染场地的土壤修复技术。该技术向地下注入化学氧化剂，通过氧化剂和地下污染物的接触，把土壤中的有机污染物破坏、降解成无毒或危害较小的物质。但是该方法一次灌注效果较差，药液不能对污染区域进行充分处理，需要多次灌注才可以达到修复效果，操作时经常出现药液在土壤中扩散慢、反应不彻底、工作效率低等问题，特别是在低渗透率的土壤中应用时，氧化剂很难获得较好的扩散，修复效果较差。物理修复方法中的土壤气体抽提技术是利用真空设备抽出预置的抽提井中的气体，使污染区土壤产生负压，驱使空气流过土壤孔隙，迫使污染物随土壤气体被抽出，再经过处理后进行排放，以此达到修复土壤的目的。这种方法局限性较大，比如对目标污染物的性质、土壤渗透性等要求较高，同时还存在着在应用中存在拖尾期，同样存在着处理效果不理想、处理时间长等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，用以克服现有技术中工作效率低、修复效果不理想、使用局限大、适用性差等技术缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，包括土壤气体抽提部、抽提井部、储药罐、注药井部，其中，土壤气体抽提部通过第一管路与抽提井部联接，储药罐部通过第二管路与注药井部联接，以注药井部为中心，抽提井部环绕注药井部分布，以一个注药井部和环绕的四个抽提井部为一个单元，每个单元的布点方式为梅花桩型。

进一步的，还设有电气控制部，电气控制部包括控制箱，控制箱通过导线与土壤气体抽提部和储药罐部的控制端口联接。

优选的，土壤气体抽提部包括真空泵、与真空泵进气口联接的负压罐、与真空泵排气口联接的活性炭罐，负压罐的进料口通过第一管路与抽提井部联接。

进一步的，在负压罐上设有真空表和安全阀，在负压罐下部侧壁上开设有液位监视窗口，在负压罐底部设有返液口，返液口通过导管与第二管路联通。

进一步的，所述真空泵、负压罐、活性炭罐固定安装在工作车上，负压罐顶部设有吊钩。

优选的，所述抽提井部包括抽提井、设于抽提井内的抽气管，抽提井内壁与抽气管外壁之间设有抽提井过滤层，抽提井过滤层内的填充物为石子或陶粒的一种，抽提井口密封处理，抽气管下端为封闭的盲端，抽气管外壁上缠裹有抽气管包覆层，抽气管包覆层为多孔柔性材料，抽气管管壁上均设有通孔，通孔的排布方式为为上下均匀交错排布，每个抽气管上端都并联入第一管路，第一管路汇成总管后与负压罐的进料口联接。

作为优选，储药罐部包括储药罐，储药罐上开设有加料口和出料口，储药罐的出料口通过压力泵与第二管路的进液口联接，第二管路的出液口与注药井部联接。

优选的，注药井部包括注药井、设于注药井内的注药管，注药井内壁与注药管外壁之间设有注药井过滤层，注药井过滤层内的填充物为石子或陶粒的一种，注药井井口密封处理，注药管下端为封闭的盲端，注药管外壁上缠裹有注药管包覆层，注药管包覆层为多孔柔性材料，注药管管壁上均设有上下均匀交错排布的通孔，每个注药管上端都并联入第二管路，第二管路汇成总管后与储药罐部的出料口联通。

本发明所取得的技术进步在于：

1、由于本发明设有土壤气体抽提部、抽提井部、储药罐部、注药井部，其中，土壤气体抽提部通过第一管路与抽提井部联接，储药罐部通过第二管路与注药井部联接，该设计合理、操作简便，先通过储药灌部经第二管路将化学药剂注入注药井部，再经土壤气体抽提部利用真空预压原理对抽提井部进行抽气，引导注药井部的药剂渗透入土壤中，由于采用同时抽气与注药方式，可以加速药剂扩散，并使得药剂在土壤中充分反应，减少处理盲区，对污染物处理明显，可以强化处理效果，同时大大节省了处理时间，工作局限性小，特别适用于较难处理的低渗透率土壤修复；由于以注药井部为中心，抽提井部环绕注药井部分布，以一个注药井部和环绕的四个抽提井部为一个单元，每个单元的布点方式为梅花桩型，该布局设计更有利于注药井部药剂向土壤中的快速均匀渗透，以及强化药剂与污染物的反应，同时在单位面积内打井作业更为经济，节省人力、物力。

2、由于设有电器控制部，电器控制部包括控制箱，控制箱通过导线与土壤气体抽提部和储药罐部的控制端口联接，能够使本发明整套系统实现自动化控制，操作更加便捷且可以随时监测系统运行状况，适时根据工况调整系统设备。

3、由于土壤气体抽提部包括真空泵、与真空泵进气口联接的负压罐、与真空泵出气口联接的活性炭罐，负压罐的进料口通过第一管路与抽提井部联接，结构简单合理，排气之前装有简易活性炭罐，相对于气相提技术可以减少复杂沉重的尾气处理装置，有效降低了成本，本发明可适用多种类型污染土壤的处理，适用性强。

4、由于在负压罐上设有真空表和安全阀，在负压罐下部侧壁上开设有液位监视窗口，在负压罐底部设有返液口，返液口通过导管与第二管路联通，该设计操作方便、安全性好，如有药液抽回，可以经第二管路进入注药井部继续使用，能够有效降低药剂成本，提高使用率。

5、由于所述真空泵、负压罐、活性炭罐固定安装在工作车上，负压罐顶部设有吊钩，便于本发明的移动和转场作业。

6、由于所述抽提井部包括抽提井、设于抽提井内的抽气管，抽提井内壁与抽气管外壁之间设有抽提井过滤层，过滤层内的填充物为石子或陶粒的一种，既可便于气体的滤出，也可以防止抽气管上的通孔堵塞；抽提井口密封处理，抽气管下端为封闭的盲端，抽气管外壁用多孔柔性材料缠裹，经施工实践，可以进一步防止抽气管上的通孔堵塞；抽气管管壁上均设有通孔，通孔的排布方式为上下均匀交错排布，每个抽气管上端都并联入第一管路，第一管路汇成总管后与负压罐的进料口联接，结构设计合理，抽气管通孔的排布设计通过改变抽气程度、范围，有利于引导土壤中的药液由上而下均匀渗透扩散，使被污染土壤得到充分处理，优化处理效果。

7、由于储药罐部包括储药罐，储药罐上开设有加料口和出料口，储药罐的出料口通过压力泵与第二管路的进液口联接，第二管路的出液口与注药井部联接，可以视被污染土壤情况，随时调配所需药剂，增强本发明的适用性。

8、由于注药井部包括注药井、设于注药井内的注药管，注药井内壁与注药管外壁之间设有注药井过滤层，过滤层内的填充物为石子或陶粒的一种，注药井井口密封处理，注药管下端为封闭的盲端，注药管外壁用多孔柔性材料缠裹，注药管管壁上均设有上下均匀交错排布的通孔，每个注药管上端都并联入第二管路，第二管路汇成总管后与储药罐部的出料口联通，该设计相对于现有技术中的向土壤中钻孔后钻头部直接注射方式，药液可以沿注药管的通孔在土壤中由上至下均匀扩散，既节省了布药量，又降低了操作成本。

综上所述，本发明设计合理、操作简便，相对于硬化路面下污染土壤处理，采用抽气与注药协同处理方式，物理修复与化学修复方法得以有效结合，使得土壤修复效果好，处理时间短，工作局限性小、适用性强，特别适用于较难处理的低渗透率土壤修复，同时还具有系统化程度高，便于移动、方便转场作业等优点。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明抽气井与注药井布点示意图。

图3为本发明抽提井结构示意图。

图4为本发明注药井结构示意图。

图5为本发明与化学氧化法处理效果对比图。

附图中的标记如下：

100、真空泵；101、真空泵进气口；102、负压罐；103、真空泵排气口；104、活性炭罐；105、负压罐进料口；106、真空表；107、安全阀；108、液位监视窗口；109、负压罐返液口；110、工作车；111、吊钩；112、负压罐出料口；200、抽提井；201、抽气管；202、抽提井过滤层；203、抽提井井口；204、抽气管通孔；205、抽气管包覆层；300、储药罐；301、储药罐加料口；302、储药罐出料口；303、压力泵；400、注药井；401、注药管；402、注药井过滤层；403、注药井井口；404、注药管通孔；405、注药管包覆层；500、电气控制箱；600、第一管路；700、第二管路。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述，该描述不作为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据本专利说明书所作出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。

如图1-4所示，硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，包括土壤气体抽提部、抽提井部、储药罐部、注药井部，其中，土壤气体抽提部通过第一管路600与抽提井部联接，储药罐部通过第二管路700与注药井部联接，以注药井部为中心，抽提井部环绕注药井部分布，如图2所示，以一个注药井部和环绕的四个抽提井部为一个单元，每个单元的布点方式为梅花桩型，虚线圆圈部分为各井作用范围。

电气控制部包括控制箱500，控制箱500通过导线与土壤气体抽提部和储药罐部的控制端口联接，控制箱500上设有故障指示灯、运行指示灯、电源指示灯、启停按钮和手动自动调节阀。

土壤气体抽提部包括真空泵100、与真空泵进气口101联接的负压罐102、与真空泵排气口103联接的活性炭罐104，负压罐102的进料口105通过第一管路600与抽提井部联接，负压罐102的出料口112通过管路与真空泵进气口101联接，从负压罐102抽出的被药剂处理气体，再经活性炭罐104处理后排出，在负压罐102上设有真空表106和安全阀107，在负压罐102下部侧壁上开设有液位监视窗口108，在负压罐102底部设有返液口109，返液口109通过导管与第二管路700联通，负压罐102中的药液可根据情况经第二管路700即时回注到注药井部，继续布药作业。

所述真空泵100、负压罐102、活性炭罐104固定安装在工作车110上，本实施例优选的工作车110结构为底部带有滚轮的平板结构，负压罐102顶部设有吊钩111，方便吊挂装车转场作业。

所述抽提井部包括抽提井200、设于抽提井200内的抽气管201，抽提井200内壁与抽气管201外壁之间设有抽提井过滤层202，本实施例优选抽提井过滤层202内的填充物为石子，填充完毕后抽提井井口203用混凝土密封，抽气管201下端为封闭的盲端，抽气管201外壁上缠裹有抽气管包覆层205，抽气管包覆层205为多孔柔性材料，本实施例中多孔柔性材料选用尼龙布，抽气管201管壁上均设有抽气管通孔204，抽气管通孔204的排布方式为上下均匀交错排布，每个抽气管201上端都并联入第一管路600，第一管路600汇成总管后与负压罐102的进料口105联接。

储药罐部包括储药罐300，储药罐300上开设有加料口301和出料口302，储药罐300的出料口302通过压力泵303与第二管路700的进液口联接，第二管路700的出液口与注药井部联接。

注药井部包括注药井400、设于注药井400内的注药管401，注药井400内壁与注药管401外壁之间设有注药井过滤层402，本实施例优选注药井过滤层402内的填充物为石子，填充完毕后抽提井井口403用混凝土密封，注药管401下端为封闭的盲端，注药管401外壁上缠裹有注药管包覆层405，注药管包覆层405为多孔柔性材料，注药管401管壁上均设有上下均匀交错排布的通孔404，每个注药管401上端都并联入第二管路700，第二管路700汇成总管后与储药罐部的出料口302联通。

如图5所示，试验场所为某药厂污染场地，污染物为苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽，场地修复深度为1.7m，土壤主要是杂填土和粉质粘土，同样使用Fenton试剂为药剂，使用传统化学氧化法和本发明处理的实验对比结果如图中所示，在传统化学氧化法处理过程中，苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽修复效率分别可达到67.5%、84.5%、71.4%、80.4%、67%、73.1%，而在经过本发明修复后，苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽修复效率分别可达到82.4%、93.5%、86.3%、92.5%、91.3%、84.9%，同比传统氧化法修复效率提高10%以上 。

Claims (10)

1.硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于包括土壤气体抽提部、抽提井部、储药罐部、注药井部，其中，土壤气体抽提部通过第一管路（600）与抽提井部联接，储药罐部通过第二管路（700）与注药井部联接，以注药井部为中心，抽提井部环绕注药井部分布，以一个注药井部和环绕的四个抽提井部为一个单元，每个单元的布点方式为梅花桩型。

2.根据权利要求1所述的硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于还设有电气控制部，电气控制部包括控制箱（500），控制箱（500）通过导线与土壤气体抽提部和储药罐部的控制端口联接。

3.根据权利要求1或2所述的硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于土壤气体抽提部包括真空泵（100）、与真空泵进气口（101）联接的负压罐（102）、与真空泵排气口（103）联接的活性炭罐（104），负压罐（102）的进料口（105）通过第一管路（600）与抽提井部联接。

4.根据权利要求3所述的硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于在负压罐（102）上设有真空表（106）和安全阀（107），在负压罐（102）下部侧壁上开设有液位监视窗口（108），在负压罐（12）底部设有返液口（109），返液口（109）通过导管与第二管路（700）联通。

5.根据权利要求4所述的硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于所述真空泵（100）、负压罐（102）、活性炭罐（104）固定安装在工作车（110）上，负压罐（102）顶部设有吊钩（111）。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于所述抽提井部包括抽提井（200）、设于抽提井（200）内的抽气管（201），抽提井（200）内壁与抽气管（201）外壁之间设有抽提井过滤层（202），抽提井过滤层（202）内的填充物为石子或陶粒的一种，抽提井井口（203）密封处理，抽气管（201）下端为封闭的盲端，抽气管（201）外壁上缠裹有抽气管包覆层（205），抽气管包覆层（205）为多孔柔性材料，抽气管（201）管壁上均设有抽气管通孔（204），抽气管通孔（204）的排布方式为上下均匀交错排布，每个抽气管（201）上端都并联入第一管路（600），第一管路（600）汇成总管后与负压罐（102）的进料口（105）联接。

7.根据权利要求1或2或4或5所述的硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于储药罐部包括储药罐（300），储药罐（300）上开设有加料口（301）和出料口（302），储药罐（300）的出料口（302）通过压力泵（303）与第二管路（700）的进液口联接，第二管路（700）的出液口与注药井部联接。

8.根据权利要求6所述的硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于储药罐部包括储药罐（300），储药罐（300）上开设有加料口（301）和出料口（302），储药罐（300）的出料口（302）通过压力泵（303）与第二管路（700）的进液口联接，第二管路（700）的出液口与注药井部联接。

9.根据权利要求1或2或4或5或8所述的硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于注药井部包括注药井（400）、设于注药井（400）内的注药管（401），注药井（400）内壁与注药管（401）外壁之间设有注药井过滤层（402），注药井过滤层（402）内的填充物为石子或陶粒的一种，注药井井口（403）密封处理，注药管（401）下端为封闭的盲端，注药管（401）外壁上缠裹有注药管包覆层（405），注药管包覆层（405）为多孔柔性材料，注药管（401）管壁上均设有上下均匀交错排布的通孔（404），每个注药管（401）上端都并联入第二管路（700），第二管路（700）汇成总管后与储药罐部的出料口（302）联通。

10.根据权利要求7所述的硬化路面下有机物污染土壤的原位修复系统，其特征在于注药井部包括注药井（400）、设于注药井（400）内的注药管（401），注药井（400）内壁与注药管（401）外壁之间设有注药井过滤层（402），注药井过滤层（402）内的填充物为石子或陶粒的一种，注药井井口（403）密封处理，注药管（401）下端为封闭的盲端，注药管（401）外壁上缠裹有注药管包覆层（405），注药管包覆层（405）为多孔柔性材料，注药管（401）管壁上均设有上下均匀交错排布的通孔（404），每个注药管（401）上端都并联入第二管路（700），第二管路（700）汇成总管后与储药罐部的出料口（302）联通。