CN109848200A - 一种用于修复污染场地的原位雾化注入系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种用于修复污染场地的原位雾化注入系统，包括：药剂稀释单元，其包括药剂原液罐、药剂稀释罐、搅拌机；注入单元，其包括空气压缩机、缓冲罐、压力表、空气过滤器、流量计、止回阀、计量泵、压力表、控制面板；雾化单元，其包括注入井、雾化喷头、有孔注入管、喷雾孔、监测井。药剂原液罐通过管路与药剂稀释罐连接，稀释后的药剂经止回阀、计量泵进入到雾化喷头中；压缩空气经缓冲罐、空气过滤器、流量计进入到雾化喷头中。稀释后的药剂与压缩空气在雾化喷头处相互碰撞，形成雾状药剂，雾状药剂通过喷雾孔进入到土壤和地下水中，使土壤和地下水中的污染物分解或稳定化。
Description
技术领域
本发明属于环境修复技术领域，具体涉及一种用于修复污染场地的原位雾化注入系统。
背景技术
对于土壤重污染区和高风险区，污染场地的主要污染物是由所在企业行业类型和工艺水平所决定的，涉及钢铁、焦化、化工、染料、纺织、印染、汽车制造、农药等行业，主要包括重金属污染场地、持久性有机污染物污染场地以及以有机污染为主的石油、化工、焦化等污染场地和电子废弃物污染。
工业企业搬迁后，遗留的场地不论是闲置废弃还是开发再利用，都会对人体健康造成不同程度的影响。工业污染场地可能导致污染物向农业转移、由地表向地下转移，最终逐步转移到人类的食物链上。因此，污染场地的修复治理备受关注，已成为制约区域社会经济持续发展的重大环境问题。
当前，国内修复治理项目需求主要来源于地块开发，要求治理时间短、效果彻底，使得修复方式以异位修复为主。然而，异位修复在挖掘、运输、堆放和设备使用维护等方面费用较高；而且环境破坏大，作业风险高，容易造成二次污染。因此，经济、环保的原位修复技术越来越受到行业人员的关注。
目前，国内已披露了用于修复污染土壤和地下水的专利文献。专利CN104438315 A公开了一种修复污染土壤和地下水的原位化学氧化注入装置，为污染场地提供了一种简单、快速、可行的修复方法；但该专利仅采用常规的注入方式，并未能有效增大药剂扩散半径。专利CN203448391 U中公开了一种污染土壤原位修复系统，包括土壤液化单元和氧化降解单元，通过高压水瞬间释放产生的震波将输出末梢周围的土壤液化为泥浆，高压水与土壤充分接触，可以在原位彻底修复土壤，并避免土壤中污染物对空气造成二次污染；但该专利需要同时设置曝气池、沉淀池、臭氧池、双氧水池及相关配套设施，流程复杂，工序繁琐。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种用于修复污染场地的原位雾化注入系统。通过将修复药剂雾化，与土壤和地下水中的污染物接触，加速土壤和地下水中污染物的分解或稳定化。
本发明技术方案如下：
一种用于修复污染场地的原位雾化注入系统，包括药剂稀释单元、注入单元及雾化单元；
所述药剂稀释单元包括药剂原液罐、药剂稀释罐、用于混合药剂和自来水的搅拌机。所述药剂原液罐通过药剂输送管路与所述药剂稀释罐连接，自来水通过供水管道注入所述药剂稀释罐。稀释后的药剂进入所述注入单元。所述注入单元包括空气压缩机、缓冲罐、空气过滤器、流量计、计量泵、控制面板、止回阀、压力表。所述空气压缩机通过空气输送管路与所述缓冲罐连接，所述缓冲罐通过空气输送管路与所述空气过滤器连接，所述空气过滤器通过空气输送管路与所述流量计连接。稀释后药剂通过药剂输送管路，经所述止回阀，进入所述计量泵。
所述雾化单元包括注入井、雾化喷头、有孔注入管、喷雾孔、监测井。稀释后的药剂与压缩空气经过所述注入单元进入所述雾化喷头，形成雾状药剂，雾状药剂通过所述有孔注入管上的所述喷雾孔与与土壤和地下水中的污染物接触，加速土壤和地下水中污染物的分解或稳定化。所述监测井用于监测土壤及地下水中污染物的各项参数。
本发明的工作过程为：
1.通过控制面板，将自来水和液体药剂定量注入药剂稀释罐2中，通过搅拌机3混合均匀，达到所需浓度，稀释后的药剂经止回阀4、计量泵5，被输送到雾化单元。
2.通过空气压缩机12将压缩空气储存于缓冲罐10中，压缩空气依次通过空气过滤器8和流量计6，进入雾化单元。
3.在雾化喷头14处，稀释后药剂在空气压力作用下形成雾状药剂，并通过有孔注入管15上的喷雾孔16进入到土壤和地下水中，对土壤和地下水中污染物的进行分解或稳定化。
综上，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用压缩空气将液体药剂分散成粒径微小的雾滴，增大了药剂的扩散半径，提高了土壤及地下水中污染物分解或稳定化速率，进而可以缩短修复工期。此外，本专利工序简单，操作方便，提高了设备的处理效率。此外，雾状药剂提高了气液接触效率，因而对土壤气体也可以进行有效处理。本发明将液体药剂以微小雾滴的形式释放，简化了工序，提高了处理效率。
附图说明
图1为本发明一种用于修复污染场地的原位雾化注入系统的结构示意图。
图2为本发明雾化单元工作原理图。
图3为雾化喷头结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域技术人员更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1、图2和图3所示，本发明一种用于修复污染场地的原位雾化注入系统包括：药剂稀释单元、注入单元及雾化单元。
本发明中的药剂稀释单元包括药剂原液罐1、药剂稀释罐2和搅拌机3。所用液体药剂可以是氧化剂、还原剂以及稳定化药剂；搅拌机3安置于药剂稀释罐2之上，每个药剂稀释罐2配置一个搅拌机3，通过搅拌机3使液体药剂和自来水混合均匀，达到所规定的注入浓度；药剂输送管路可根据药剂性质选择合适的材料；药剂原液罐1和药剂稀释罐2材质可选用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等材质，大小根据安装场地条件确定。
本发明中的注入单元包括空气压缩机12、缓冲罐10、压力表9、空气过滤器8、流量计7、止回阀4、计量泵5、压力表6、控制面板11。药剂输送管路上配备止回阀4、计量泵5、压力表6，用于调节药剂的流量和注入压力。止回阀4用于使药剂单向流动，防止其倒流回药剂稀释单元；计量泵5可选用隔膜计量泵；压力表6可根据药剂性质选择合适的类型。空气输送管路上配备空气压缩机12、缓冲罐10、压力表9、空气过滤器8、流量计7。空气压缩机12用于产生压缩空气，提供雾化动力源；缓冲罐10用于存气缓冲，使供气更稳定，可选用碳钢材质；压力表9选用通用型即可；空气过滤器8滤芯选用活性炭，用于净化空气；流量计7可选用转子流量计。控制面板11用于控制自来水、液体药剂、压缩空气等的输送以及各装置的运行。
本发明中的雾化单元包括注入井13、雾化喷头14、有孔注入管15、喷雾孔16、监测井17。雾化喷头14是雾状药剂的生成装置，选用气流式雾化喷头，如图3所示，其包括：压缩空气入口14-1，雾状药剂出口14-2，稀释药剂入口14-3；如图2所示，有孔注入管15可选用不锈钢管材，直径在100-200mm；喷雾孔16为直径0.5mm的筛孔。压缩空气和稀释后药剂相互碰撞，产生超细雾状药剂，其中：10-30μm的大粒径雾滴与土壤和地下水接触后，立即融合，附着在喷雾孔周边的土壤上，将污染物分解或稳定化；10μm以下的干雾即使与土壤和地下水接触，也不会立即融合，而是继续扩散至深处融合，将污染物分解或稳定化，雾状药剂的有效修复半径与场地的水文地质特征密切相关，一般为2-6m。另外，由于雾滴粒径超细，对土壤气体的接触效率也很好，因此对挥发性气体也有很好地处理效果。监测井17用于监测土壤及地下水中污染物的各项参数。
实施例
地点：某废弃加油站；
目标污染物：BTEX和C6-C20；
背景：表层土壤为粘土或粉质粘土，下方为砂质粘土和粗土料，污染深度达5m，处理规模5000m3；
修复方式：选用氧化药剂，对污染区域分轮注入，每轮注入周期为注入时间10天，反应时间10天，检测分析时间10天，周期均为30日历天，注入周期结束后，根据监测井采集的土壤污染物浓度判断是否继续注入，若达到修复目标则停止下一轮注入；
结果：注入雾状氧化剂180天后，土壤中脂肪烃平均浓度下降2500mg/kg，BTEX平均浓度下降62.5mg/kg，该区域已达到修复目标要求。
Claims (7)
1.一种用于修复污染场地的原位雾化注入系统，其特征在于，包括：
药剂稀释单元，其包括药剂原液罐、药剂稀释罐、搅拌机；
注入单元，其包括空气压缩机、缓冲罐、压力表、空气过滤器、流量计、止回阀、计量泵、压力表、控制面板；
雾化单元，其包括注入井、雾化喷头、有孔注入管、喷雾孔、监测井；
所述药剂原液罐通过药剂输送管路与所述药剂稀释罐连接，自来水通过供水管道注入所述药剂稀释罐；稀释后的药剂进入所述注入单元；
所述空气压缩机通过空气输送管路与所述缓冲罐连接，所述缓冲罐通过空气输送管路与所述空气过滤器连接，所述空气过滤器通过空气输送管路与所述流量计连接；稀释后药剂通过药剂输送管路，经所述止回阀，进入所述计量泵；
稀释后的药剂与压缩空气经过输送管路定量注入所述雾化喷头形成雾状药剂，雾状药剂通过所述有孔注入管上的所述喷雾孔进入到土壤和地下水中，加速土壤和地下水中的污染物分解或稳定化，提高气液接触效率，有效处理土壤气体。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，药剂为水溶性药剂，包括氧化剂、还原剂和/或稳定化药剂。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，搅拌机安置于药剂稀释罐之上，每个药剂稀释罐配置一个搅拌机，通过搅拌机使液体药剂和自来水混合均匀，达到所规定的注入浓度；药剂输送管路根据药剂性质选择合适的材料；药剂原液罐和药剂稀释罐材质选用聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雾化喷头为气流式雾化喷头，包括压缩空气入口，雾状药剂出口，稀释药剂入口。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雾化喷头可通过调节位置，进行定深注入，确保药剂的有效扩散。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述喷雾孔直径小于1mm，所述雾状药剂粒径小于30μm，出口压力为0.5-3.0MPa，有效修复半径2-6m。
7.一种用于修复污染场地的原位雾化注入系统的修复方法，其步骤如下：
步骤1.通过控制面板，将自来水和液体药剂定量注入药剂稀释罐(2)中，通过搅拌机(3)混合均匀，达到所需浓度，稀释后的药剂经止回阀(4)、计量泵(5)，被输送到雾化单元；
步骤2.通过空气压缩机(12)将压缩空气储存于缓冲罐(10)中，压缩空气依次通过空气过滤器(8)和流量计(6)，进入雾化单元；
步骤3.在雾化喷头(14)处，稀释后药剂在空气压力作用下形成雾状药剂，并通过有孔注入管(15)上的喷雾孔(16)进入到土壤和地下水中，对土壤和地下水中污染物的进行分解或稳定化。
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