CN111069256A - 一种用于土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术的实验装置与方法 - Google Patents

一种用于土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术的实验装置与方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111069256A
CN111069256A CN201911112324.3A CN201911112324A CN111069256A CN 111069256 A CN111069256 A CN 111069256A CN 201911112324 A CN201911112324 A CN 201911112324A CN 111069256 A CN111069256 A CN 111069256A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sandbox
soil
heat exchanger
plate heat
resistance heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911112324.3A
Other languages
English (en)
Inventor
韩自玉
焦文涛
籍龙杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Original Assignee
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS filed Critical Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority to CN201911112324.3A priority Critical patent/CN111069256A/zh
Publication of CN111069256A publication Critical patent/CN111069256A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/005—Extraction of vapours or gases using vacuum or venting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
    • B09C1/062—Reclamation of contaminated soil thermally by using electrode or resistance heating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
    • B09C1/085—Reclamation of contaminated soil chemically electrochemically, e.g. by electrokinetics

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明一种用于土壤电动修复‑电阻加热修复的实验装置与方法，所述装置包括加热单元与抽提单元，所述加热单元包括沙箱和插入沙箱内部的三相或六相电极，所述抽提单元包括依次连接的板式换热器、活性炭罐、可调节风机，所述沙箱上部具有尾气出口与板式换热器相连。本发明用于确定ERH工程实施过程中结合电动输送的电压、电极间距、补水时间等相关参数，可为更有效更节能节时的土壤修复方法提供数据参考。

Description

一种用于土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术的实验装置 与方法
技术领域
本发明属于污染土壤修复领域，涉及一种土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术实验装置，用于确定污染区域土壤电阻加热工艺参数。
背景技术
近年来，随着我国“退二进三”、“退城进园”及“产业转移”等政策的实施，全国几乎所有大中城市都面临着重污染行业的企业关闭和搬迁问题，导致城市及周边地区出现大量遗留、遗弃有机污染场地。这些污染场地已对人体健康和生态环境造成严重危害，且面临着急切的二次开发利用，制约城市的建设与发展。
原位电阻加热修复技术(Electrical resistance heating,ERH)属于污染土壤原位热脱附技术的一种，该技术基于欧姆定律，利用电流将电能转化为热能提高土壤温度，即电场加速自由电荷载体移动能引起能量转换。ERH将土壤加热后增加了土壤蒸汽压，并使部分污染物与水溶液发生共沸从而分离，最终通过气相抽提将污染物转移并处置。然而，ERH技术由于机理限制，土壤温度低，修复耗时长，因此仍需在节能节时上进行改进。电动输送技术在重金属修复领域应用广泛，其作用机理是利用电流将重金属离子输送至特定区域进行处置。电动输送离子的原理，对氧化剂离子同样适用，因此结合电动输送与电阻加热理论可行。
然而目前用于实验研究和确定土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术工程实施过程中的电压、电极间距、电动输送速度、补水时间等相关参数的实验装置尚未见报道。
发明内容
为了实现电动输送与电阻加热技术的结合，本发明提供一种土壤电动修复-电阻加热耦合修复实验装置。
本发明的技术方案如下：
一种用于土壤电动修复-电阻加热修复的实验装置，其特征在于包括加热单元与抽提单元，所述加热单元包括沙箱和插入沙箱内部的三相或六相电极，所述抽提单元包括依次连接的板式换热器、活性炭罐、可调节风机，所述沙箱上部具有尾气出口与板式换热器相连。
优选的还包括可直流交流转换调节的自动化控制单元，所述自动化控制单元与电极相连接。
优选的所述沙箱为长方体，体积为0.8-1.5m3。
优选的所述电极为铜管、不锈钢管或合金管。
优选的所述沙箱上部为不填充土壤的密封集气罩，所述尾气出口位于所述密封集气罩侧壁上
优选的板式换热器的前后和活性炭罐出口具有取样口。
优选的板式换热器入口处具有测温表和测压表，出口处具有测温表。
一种用于土壤电阻加热修复的实验方法，其特征在于使用前述装置，实验时将实际污染土壤装入所述沙箱并加入适量去离子水保持浸水状态，先通入低压直流电输送氧化剂，再进行ERH加热促进化学氧化与气相抽提，调节电极电压，设计沙箱电场梯度，调节风机强度设计抽气气压梯度。
优选的电场强度为4～8v/cm，抽气气压为-0.2～-0.1MPa。
优选的运行时间本发明的电动输送时间在10天以内，电阻加热时长为60天以上。
本发明的技术效果如下：
本发明根据ERH实际应用案例的主要参数设计的结合电动输送的实验沙箱，针对的是挥发性有机物，机理是气相抽提，并带有尾气处理系统。主要包括加热单元与抽提单元，加热单元主要由沙箱、三相或六相电极组成，电极同时具有提供电动输送电流的功能，抽提单元主要由可调节风机，板式换热器、活性炭罐组成，其中数据反馈与控制都由自动化控制单元完成。实验时将1m3实际污染土壤装入沙箱并加入适量去离子水保持浸水状态，调节三相电极电压，设计沙箱电场梯度，调节风机强度设计抽气气压梯度。以土壤ERH加热效率与污染物去除效率为目标参数，筛选最佳的控制参数。
电极分布方式可以调成三相或者六相的区域加热电极，挥发性有机物处置温度在100℃左右。运行时间本发明的电动输送时间在10天以内(氧化剂输送时间)，电阻加热时长为60天以上。
三相电极有3个电相，可相当于3个任意组合的二相电极。进一步优选的为六相电极。ERH中区块加热使用三相或六相电极可以减少电极井，降低成本。
板式换热器主要作用是将抽出的较热气体冷却，活性炭罐主要作用是将尾气中的有害物质进行吸附处置，可调节风机的主要作用是提供抽提负压。
本发明可用于确定ERH工程实施过程中结合电动输送的电压、电极间距、补水时间等相关参数，可为更有效更节能节时的土壤修复方法提供数据参考。
取样口的取样用来检测尾气排放特征，评价该技术的修复效果。
测温、测压表则用来监测处置过程中温度与压力变化特征。
附图说明
图1为本发明一种用于土壤电阻加热修复的实验装置实施例1的示意图；
图2为电极分布及数据反馈示意图；
图3为实施例2六相电极示意图。
图中各标号列示如下：
1-沙箱，2-电极，3-板式过滤器，4-活性炭罐，5-可调节风机，6-尾气出口，7-自动化控制单元，8-集气罩，9-取样口，10-测温表，11-测压表。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的解释。
实施例1
如图1所示，本实施例为一种用于土壤电阻加热修复的实验装置，包括加热单元与抽提单元，其中所述加热单元包括1m*1m*1m的沙箱1和插入沙箱1内部的三相电极2，所述抽提单元包括依次连接的板式换热器3、活性炭罐4、可调节风机5，所述沙箱上部为集气密封罩8，所述集气密封罩8一侧具有尾气出口6与板式换热器3相连，集气密封罩8部分不填装土壤，其主要做应用是提供尾气出口，并对加热部分进行密封。还包括与电极相连的自动化控制单元7，数据反馈与控制都由自动化控制单元完成。板式换热器的前后和活性炭罐出口具有取样口9，取样用来检测尾气排放特征，评价该技术的修复效果。板式换热器入口处具有测温表10和测压表11，出口处具有测温表10，用来监测处置过程中温度与压力变化特征。
如图2所示，左侧截面示意图中温度检测点是可调的，目的是取得ERH处置过程中的温度场参数。每个温度检测点都有对应的多个不同深度的测温元件。加入适量去离子水保持浸水状态，调节三相电极电压，设计沙箱电场梯度，调节风机强度设计抽气气压梯度。以土壤ERH加热效率与污染物去除效率为目标参数，筛选最佳的控制参数。先通入低压直流电输送氧化剂，再进行ERH加热促进化学氧化、电动输送与气相抽提，调节三相电极电压，设计沙箱电场梯度，调节风机强度设计抽气气压梯度。优选的电场强度为4～8v/cm，抽气气压为-0.2～-0.1MPa中选择。优选的电动输送时间在10天以内，电阻加热时长为60天以上。以上优选参数更有利于在合理的范围内设计实验。通过调节上述参数，并记录各检测设备的数据，确定ERH工程实施过程中结合电动输送的电压、电极间距、补水时间等相关参数，可为更有效更节能节时的土壤修复方法提供数据参考。
实施例2
本实施例与实施例的区别在于采用六相电极，如图3所示，六相电极构成多个等边三角形加热区域，热量集中、加热快且反应平稳，大大降低电耗。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种用于土壤电动修复-电阻加热修复的实验装置，其特征在于包括加热单元与抽提单元，所述加热单元包括沙箱和插入沙箱内部的三相或六相电极，所述抽提单元包括依次连接的板式换热器、活性炭罐、可调节风机，所述沙箱上部具有尾气出口与板式换热器相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于还包括可直流交流转换调节的自动化控制单元，所述自动化控制单元与电极相连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述沙箱为长方体，体积为0.8-1.5m3。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电极为铜管、不锈钢管或合金管。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述沙箱上部为不填充土壤的密封集气罩，所述尾气出口位于所述密封集气罩侧壁上
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于板式换热器的前后和活性炭罐出口具有取样口。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于板式换热器入口处具有测温表和测压表，出口处具有测温表。
8.一种用于土壤电阻加热修复的实验方法，其特征在于使用权利要求1-7任一所述装置，实验时将实际污染土壤装入所述沙箱并加入适量去离子水保持浸水状态，先通入低压直流电输送氧化剂，再进行ERH加热促进化学氧化与气相抽提，调节电极电压，设计沙箱电场梯度，调节风机强度设计抽气气压梯度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于电场强度为4～8v/cm，抽气气压为-0.2～-0.1MPa。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于电动输送时间在10天以内，电阻加热时长为60天以上。
CN201911112324.3A 2019-11-14 2019-11-14 一种用于土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术的实验装置与方法 Pending CN111069256A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911112324.3A CN111069256A (zh) 2019-11-14 2019-11-14 一种用于土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术的实验装置与方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911112324.3A CN111069256A (zh) 2019-11-14 2019-11-14 一种用于土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术的实验装置与方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111069256A true CN111069256A (zh) 2020-04-28

Family

ID=70310990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911112324.3A Pending CN111069256A (zh) 2019-11-14 2019-11-14 一种用于土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术的实验装置与方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111069256A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114643272A (zh) * 2022-01-24 2022-06-21 中国科学院生态环境研究中心 一种用于小试中有机污染土壤修复的多通道电阻加热装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008298538A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 土壌汚染物質溶出試験方法および土壌汚染物質溶出促進装置
CN103480645A (zh) * 2013-09-30 2014-01-01 苏州绿地土壤修复科技有限公司 用于原位化学修复土壤的注射装置及其布设系统
CN104324936A (zh) * 2014-10-24 2015-02-04 北京建筑材料科学研究总院有限公司 一种回转式污染土热解析实验装置和实验方法
CN204769854U (zh) * 2015-06-29 2015-11-18 中石化炼化工程（集团）股份有限公司 有机污染土壤的热空气强化气相抽提原位修复装置
CN107377612A (zh) * 2017-08-30 2017-11-24 清华大学 一种原位电动‑电阻加热协同修复污染土壤和地下水的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008298538A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 土壌汚染物質溶出試験方法および土壌汚染物質溶出促進装置
CN103480645A (zh) * 2013-09-30 2014-01-01 苏州绿地土壤修复科技有限公司 用于原位化学修复土壤的注射装置及其布设系统
CN104324936A (zh) * 2014-10-24 2015-02-04 北京建筑材料科学研究总院有限公司 一种回转式污染土热解析实验装置和实验方法
CN204769854U (zh) * 2015-06-29 2015-11-18 中石化炼化工程（集团）股份有限公司 有机污染土壤的热空气强化气相抽提原位修复装置
CN107377612A (zh) * 2017-08-30 2017-11-24 清华大学 一种原位电动‑电阻加热协同修复污染土壤和地下水的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114643272A (zh) * 2022-01-24 2022-06-21 中国科学院生态环境研究中心 一种用于小试中有机污染土壤修复的多通道电阻加热装置
CN114643272B (zh) * 2022-01-24 2023-09-19 中国科学院生态环境研究中心 一种用于小试中有机污染土壤修复的多通道电阻加热装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106269843A (zh) 一种重金属‑有机复合污染土壤的原位修复方法
CN105834205B (zh) 污染场地原位电加热脱附修复技术及其装置
CN103316909B (zh) 用于重金属或有机物污染土壤的电动力学修复装置及方法
CN205362215U (zh) 一种重金属和有机类复合污染土壤修复装置
CN206492791U (zh) 用于VOCs污染场地的电阻加热原位热脱附修复系统
CN102000693B (zh) 一种太阳能异位修复挥发性有机物污染土的装置
CN107377612A (zh) 一种原位电动‑电阻加热协同修复污染土壤和地下水的方法
CN203304273U (zh) 原位电动治理重金属污染土壤的工程实施结构
CN106734151A (zh) 用于VOCs污染场地的电阻加热原位热脱附修复系统
CN103706622B (zh) 污染土壤电动修复的均匀电场获得方法与装置
CN206083404U (zh) 一种用于现场复合污染土壤修复的水平式ek‑prb装置
CN105880276A (zh) 镉、铅污染土壤的修复方法及电动-微生物联合可渗透反应墙修复装置
CN110681689B (zh) 用于修复污染土壤和地下水的电阻加热热脱附装置
CN203541071U (zh) 重金属污染土壤的机械化学无害化处理装置
CN204307922U (zh) 一种石油污染土壤修复装置
CN104909526B (zh) 利用电动力学法去除污泥中重金属暨同步深度脱水装置
CN211100764U (zh) 用于修复污染土壤和地下水的电阻加热热脱附装置
CN106269837A (zh) 一种挥发性有机污染土壤的修复系统及方法
CN206207423U (zh) 一种磁化垃圾热解站
CN103736718A (zh) 重金属污染土壤的电动修复方法及其装置
CN111069256A (zh) 一种用于土壤电动输送-电阻加热耦合修复技术的实验装置与方法
CN106799393B (zh) 一种低温脱附装置
CN206981413U (zh) 一种用于重金属污染土壤的阻隔修复装置
CN215785660U (zh) 一种污染土壤异位建堆热脱附设备
CN215543679U (zh) 异味物质原位清除装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200428