CN109304364A - 土壤修复注气系统及土壤修复系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了土壤修复注气系统及土壤修复系统，涉及土壤修复设备技术领域。土壤修复注气系统包括注气风机、第一氧气输出装置、第二氧气输出装置、管路切换装置和多个注气井。注气风机具有第一进气口、第二进气口和第三进气口，第一氧气输出装置连接第一进气口，第二氧气输出装置连接第二进气口，第三进气口连通外界。第一氧气输出装置用于输出第一浓度的氧气，第二氧气输出装置用于输出臭氧，外界空气中氧气浓度为第二浓度。管路切换装置用于选择性地打开第一进气口、第二进气口或第三进气口。多个注气井用于插入土壤。土壤修复系统包括上述土壤修复注气系统。本发明提供的土壤修复注气系统及土壤修复系统能快速切换不同氧化环境。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复设备技术领域，具体而言，涉及土壤修复注气系统及土壤修复系统。
背景技术
随着工业化进程的不断加快，矿产资源的不合理开采及其冶炼排放、长期对土壤进行污水灌溉和污泥施用、人为活动引起的大气沉降、化肥和农药的施用等原因，造成了土壤污染严重。污染土壤修复是指通过物理、化学、生物、生态学原理，并采用人工调控措施，使土壤污染物浓(活)度降低，实现污染物无害化和稳定化，以达到人们期望的解毒效果的技术措施。目前，理论上可行的修复技术有植物修复、微生物修复、化学修复、物理修复和综合修复等几大类。其中，原位化学氧化修复是一种常用的化学修复技术，原理是通过掺进土壤中的化学氧化剂与污染物所产生的氧化反应，使污染物降解或转化为低毒、低移动性产物。目前，原位化学氧化修复已在石油烃、BTEX等大部分有机物以及重金属污染土地治理中得到广泛应用。
现有技术一般将空气注入注气井提供好氧环境，修复时间一般在30-60天。对于有时间要求的土壤修复项目来说，缩短修复时间具有重大意义；另外，现有技术一般在整个修复过程中采用同一种氧化环境，实际上，在土壤修复的前中后期，如果能够根据污染物的浓度和分布变化，快速切换不同的氧化环境，对提高修复效果、缩短修复时间极为有益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土壤修复注气系统，其能根据污染物的浓度和分布变化，快速切换不同的氧化环境，对提高修复效果、缩短修复时间极为有益。
本发明提供一种技术方案：
一种土壤修复注气系统，用于向土壤中注入氧气，所述土壤修复注气系统包括注气风机、第一氧气输出装置、第二氧气输出装置、管路切换装置和多个注气井。
所述注气风机具有第一进气口、第二进气口和第三进气口，所述第一氧气输出装置连接于所述第一进气口，所述第二氧气输出装置连接于所述第二进气口，所述注气风机通过所述第三进气口连通于外界。
所述第一氧气输出装置用于输出第一浓度的氧气，所述第二氧气输出装置用于输出臭氧，外界空气中氧气浓度为第二浓度，所述第一浓度大于所述第二浓度。
所述管路切换装置连接于所述注气风机，所述管路切换装置用于选择性地打开所述第一进气口、所述第二进气口或者第三进气口。
多个所述注气井均连接于所述注气风机，并且多个所述注气井均用于插入所述土壤，所述注气风机用于将氧气通过多个所述注气井注入所述土壤。
进一步地，所述土壤修复注气系统还包括第一空冷换热器，所述第一空冷换热器连接于所述注气风机和多个所述注气井之间，所述第一空冷换热器用于冷却气流。
进一步地，多个所述注气井排列形成多行多列，每行中的多个所述注气井和每列中的多个所述注气井均间隔设置。
进一步地，所述注气井的直径为200mm-600mm。
相比现有技术，本发明提供的土壤修复注气系统的有益效果是：
本发明提供的土壤修复注气系统能通过管路切换装置在第一进气口、第二进气口和第三进气口之间切换，进而能实现快速地切换向土壤中注入的氧气的浓度，进而选择不同的氧气环境对土壤进行修复，能针对不同的土壤情况对土壤进行修复，加快了对于土壤修复的速度，能提高修复效果，并且能缩短对土壤的修复速度。
本发明的另一目的在于提供一种土壤修复系统，其能根据污染物的浓度和分布变化，快速切换不同的氧化环境，对提高修复效果、缩短修复时间极为有益。
本发明提供一种技术方案：
一种土壤修复系统，包括抽气系统和土壤修复注气系统，所述土壤修复注气系统包括注气风机、第一氧气输出装置、第二氧气输出装置、管路切换装置和多个注气井。
所述注气风机具有第一进气口、第二进气口和第三进气口，所述第一氧气输出装置连接于所述第一进气口，所述第二氧气输出装置连接于所述第二进气口，所述注气风机通过所述第三进气口连通于外界。
所述第一氧气输出装置用于输出第一浓度的氧气，所述第二氧气输出装置用于输出臭氧，外界空气中氧气浓度为第二浓度，所述第一浓度大于所述第二浓度。
所述管路切换装置连接于所述注气风机，所述管路切换装置用于选择性地打开所述第一进气口、所述第二进气口或者第三进气口。所述抽气系统用于抽出所述土壤中的气体和渗滤液。
所述抽气系统包括抽气风机、过滤器、排液泵、净化塔和多个抽气井。
多个所述抽气井用于插入所述土壤，多个所述抽气井均连接于所述过滤器。
所述抽气风机连接于所述过滤器，所述排液泵连接于所述过滤器，所述抽气风机用于抽出所述土壤中的气体和渗滤液并将气体排出，所述过滤器用于过滤渗滤液，所述排液泵用于排出渗滤液。
所述净化塔连接于所述抽气风机，并用于接收所述抽气风机排出的气体。
进一步地，多个所述抽气井和多个所述注气井相互间隔设置。
进一步地，多个所述抽气井和多个所述注气井共同形成多行多列，每行中多个所述抽气井和多个所述注气井交错设置，每列中多个所述抽气井和多个所述注气井交错设置。
进一步地，相邻的所述抽气井和所述注气井之间的距离为2m-5m。
进一步地，所述抽气井的直径为200mm-600mm。
进一步地，所述土壤修复系统还包括第二空冷换热器，所述第二空冷换热器设置于所述抽气风机和所述净化塔之间，所述第二空冷换热器用于冷却气流。
相比现有技术，本发明提供的土壤修复系统的有益效果和上述提供的土壤修复注气系统相对于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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相关的附图。
图1为本发明的第一实施例提供的土壤修复注气系统的结构示意图；
图2为本发明的第二实施例提供的抽气系统的结构示意图；
图3为本发明的第二实施例提供的注气井和抽气井的排列方式示意图。
图标：11-土壤修复注气系统；12-抽气系统；110-注气风机；111-第一进气口；112-第二进气口；113-第三进气口；120-第一氧气输出装置；130-第二氧气输出装置；140-管路切换装置；150-注气井；160-第一空冷换热器；210-抽气风机；220-过滤器；230-排液泵；240-净化塔；250-抽气井；260-第二空冷换热器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
第一实施例
请参阅图1，本实施例中提供了一种土壤修复注气系统11，其应用于土壤修复系统(图未标)，并用于向土壤中注入氧气，以进行对土壤进行氧化修复。该土壤修复注气系统11能根据污染物的浓度和分布变化，快速切换不同的氧化环境，对提高修复效果、缩短修复时间极为有益。
土壤修复注气系统11包括注气风机110、第一氧气输出装置120、第二氧气输出装置130、管路切换装置140和多个注气井150。
其中，注气风机110用于产生气流，即能向气流提供动力作用，以使得含有氧气的气流能注入至土壤中，并对土壤进行氧化修复。
进一步地，注气风机110具有第一进气口111、第二进气口112和第三进气口113。注气风机110能通过第一进气口111、第二进气口112和第三进气口113分别进行进气。
另外，在本实施例中，第一氧气输出装置120连接于第一进气口111，第二氧气输出装置130连接于第二进气口112，注气风机110通过第三进气口113连通于外界。
需要说明的是，第一氧气输出装置120用于输出第一浓度的氧气，第二氧气输出装置130用于输出臭氧，外界空气中氧气浓度为第二浓度，第一浓度大于第二浓度。其中，第一氧气输出装置120可以是造氧机或者氧气储罐等。同理，第二氧气输出装置130可以是臭氧制造机或者臭氧储罐等。
即，在本实施例中，注气风机110能将第一氧气输出装置120输出的第一浓度的氧气通过第一进气口111吸入注气风机110，并将第一浓度的氧气注入至土壤中。注气风机110能将第二氧气输出装置130输出的臭氧通过第二进气口112吸入注气风机110，并将臭氧注入至土壤中。另外，注气风机110能将外界的空气通过第三进气口113吸入注气风机110内部，并将外界的空气注入至土壤中。
其中，管路切换装置140连接于注气风机110，管路切换装置140用于选择性地打开第一进气口111、第二进气口112或者第三进气口113。
需要说明的是，选择空气作为氧化剂时，称为好氧修复；选择氧气作为氧化剂时，称为富氧修复，修复时间可比好氧修复节省50-80％；选择一定浓度的臭氧作为氧化剂时，称为臭氧修复，修复时间可比好氧修复节省90-98％。
在本实施例中，在土壤修复初期，土壤污染物浓度较高，为了控制土壤温度不至于过高，此时需要向土壤中注入空气，则通过管路切换装置140接通第三进气口113，并同时关闭第二进气口112和第三进气口113，此时，便能通过注气风机110从外界抽取空气注入土壤。随着修复时间推移，污染物浓度降低，此时需要向土壤中注入第一浓度的氧气，管路切换装置140接通第一进气口111，并同时关闭第二进气口112和第三进气口113，此时，便能通过第一氧气输出装置120向注气风机110提供第一浓度的氧气。当污染物的浓度继续降低，此时需要向土壤中注入臭氧以进一步提高土壤修复速度，管路切换装置140接通第二进气口112，并同时关闭第一进气口111和第三进气口113，此时，便能通过第二氧气输出装置130向注气风机110提供臭氧。通过该方式，则能大幅度提高修复速度，并大幅度缩短修复时间。
多个注气井150均连接于注气风机110，并且多个注气井150均用于插入土壤，注气风机110用于将氧气通过多个注气井150注入土壤。即，当注气风机110从第一氧气输出装置120、第二氧气输出装置130或者外界抽取气流注入土壤时，能通过多个注气井150分别注入土壤的不同位置，能保证将氧气充分地注入至土壤中的各个位置，能保证氧气扩散的速度，进而提高修复土壤的速度。
进一步地，在本实施例中，多个注气井150排列形成多行多列，每行中的多个注气井150和每列中的多个注气井150均间隔设置。并且，在本实施例中，多个注气井150共同围成的形状为正方形，以使得土壤的各个位置均的氧气扩散程度相当，进而保证土壤各个位置的修复程度相当。
在本实施例中，注气井150的直径为200mm-600mm。其中，注气井150的直径可以为200mm、250mm、300mm、400mm或者500mm等。
进一步地，土壤修复注气系统11还包括第一空冷换热器160，第一空冷换热器160连接于注气风机110和多个注气井150之间，第一空冷换热器160用于冷却气流。通过第一空冷换热器160对氧气进行冷却，然后在注入土壤中，能保证氧气处于适当的温度在土壤中进行土壤修复，能提高对于土壤修复的速度，并且能不损伤土壤中的微生物。
本实施例中提供的土壤修复注气系统11能通过管路切换装置140在第一进气口111、第二进气口112和第三进气口113之间切换，进而能实现快速地切换向土壤中注入的氧气的浓度，进而选择不同的氧气环境对土壤进行修复，能针对不同的土壤情况对土壤进行修复，加快了对于土壤修复的速度，能提高修复效果，并且能缩短对土壤的修复速度。
第二实施例
请结合参阅图1和图2，本实施例中提供了一种土壤修复系统，其用于对土壤进行氧化修复。并且该土壤修复系统采用了第一实施例中提供的土壤修复注气系统11。该土壤修复系统能根据污染物的浓度和分布变化，快速切换不同的氧化环境，对提高修复效果、缩短修复时间极为有益。
土壤修复系统包括抽气系统12和土壤修复注气系统11。其中，土壤修复注气系统11如第一实施例中所述，在此不再赘述。
抽气系统12包括抽气风机210、过滤器220、排液泵230、净化塔240和多个抽气井250。
多个抽气井250用于插入土壤，多个抽气井250均连接于过滤器220。
抽气井250用于从土壤中抽取气体和渗滤液，以使得能将氧化修复土壤产生的生成物能通过抽气井250抽出，能便于土壤修复的正常进行。
在本实施例中，多个抽气井250和多个注气井150相互间隔设置。即能在注气井150向土壤中注入氧气并进行氧化修复之后，产生的气体以及渗滤液则能通过相邻的抽气井250直接抽出，进而保证土壤修复的高效性。
进一步地，多个抽气井250和多个注气井150共同形成多行多列，每行中多个抽气井250和多个注气井150交错设置，如图3，每列中多个抽气井250和多个注气井150交错设置。能保证土壤中能充分地充入氧气，并能通过多个抽气井250将土壤中的气体和渗滤液充分的抽出，进而保证对于土壤的修复效率更高。
在本实施例中，相邻的抽气井250和注气井150之间的距离为2m-5m。即，相邻的抽气井250和注气井150之间的距离可以是2m、3m、4m或者5m等。
另外，抽气井250的直径为200mm-600mm。即抽气井250的直径可以为200mm、250mm、300mm、400mm或者500mm等。
抽气风机210连接于过滤器220，排液泵230连接于过滤器220，抽气风机210用于抽出土壤中的气体和渗滤液并将气体排出。即，通过抽气风机210向多个抽气井250提供抽取土壤中气体和渗滤液的动力。过滤器220用于过滤渗滤液，排液泵230用于排出渗滤液。排液泵230能将渗滤液排放至指定位置，以便于渗滤液能集中处理。
净化塔240连接于抽气风机210，并用于接收抽气风机210排出的气体。通过抽气风机210抽出的气体则通过抽气风机210排出至净化塔240，以通过净化塔240进行净化，避免有害气体排出造成环境污染。
进一步地，土壤修复系统还包括第二空冷换热器260，第二空冷换热器260设置于抽气风机210和净化塔240之间，第二空冷换热器260用于冷却气流。以便于使得通过第二空冷换热器260抽出的气体能得到降温，便于对气体进行净化处理。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种土壤修复注气系统，用于向土壤中注入氧气，其特征在于，所述土壤修复注气系统包括注气风机、第一氧气输出装置、第二氧气输出装置、管路切换装置和多个注气井；
所述注气风机具有第一进气口、第二进气口和第三进气口，所述第一氧气输出装置连接于所述第一进气口，所述第二氧气输出装置连接于所述第二进气口，所述注气风机通过所述第三进气口连通于外界；
所述第一氧气输出装置用于输出第一浓度的氧气，所述第二氧气输出装置用于输出臭氧，外界空气中氧气浓度为第二浓度，所述第一浓度大于所述第二浓度；
所述管路切换装置连接于所述注气风机，所述管路切换装置用于选择性地打开所述第一进气口、所述第二进气口或者第三进气口；
多个所述注气井均连接于所述注气风机，并且多个所述注气井均用于插入所述土壤，所述注气风机用于将氧气通过多个所述注气井注入所述土壤。
2.根据权利要求1所述的土壤修复注气系统，其特征在于，所述土壤修复注气系统还包括第一空冷换热器，所述第一空冷换热器连接于所述注气风机和多个所述注气井之间，所述第一空冷换热器用于冷却气流。
3.根据权利要求1所述的土壤修复注气系统，其特征在于，多个所述注气井排列形成多行多列，每行中的多个所述注气井和每列中的多个所述注气井均间隔设置。
4.根据权利要求1所述的土壤修复注气系统，其特征在于，所述注气井的直径为200mm-600mm。
5.一种土壤修复系统，其特征在于，包括抽气系统和如权利要求1-4中任意一项所述的土壤修复注气系统，所述抽气系统用于抽出所述土壤中的气体和渗滤液；
所述抽气系统包括抽气风机、过滤器、排液泵、净化塔和多个抽气井；
多个所述抽气井用于插入所述土壤，多个所述抽气井均连接于所述过滤器；
所述抽气风机连接于所述过滤器，所述排液泵连接于所述过滤器，所述抽气风机用于抽出所述土壤中的气体和渗滤液并将气体排出，所述过滤器用于过滤渗滤液，所述排液泵用于排出渗滤液；
所述净化塔连接于所述抽气风机，并用于接收所述抽气风机排出的气体。
6.根据权利要求5所述的土壤修复系统，其特征在于，多个所述抽气井和多个所述注气井相互间隔设置。
7.根据权利要求6所述的土壤修复系统，其特征在于，多个所述抽气井和多个所述注气井共同形成多行多列，每行中多个所述抽气井和多个所述注气井交错设置，每列中多个所述抽气井和多个所述注气井交错设置。
8.根据权利要求7所述的土壤修复系统，其特征在于，相邻的所述抽气井和所述注气井之间的距离为2m-5m。
9.根据权利要求5所述的土壤修复系统，其特征在于，所述抽气井的直径为200mm-600mm。
10.根据权利要求5所述的土壤修复系统，其特征在于，所述土壤修复系统还包括第二空冷换热器，所述第二空冷换热器设置于所述抽气风机和所述净化塔之间，所述第二空冷换热器用于冷却气流。
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