CN111229804A - 用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置，该装置包括：表面活性剂储存单元(1)；与表面活性剂储存单元(1)连接的流量控制单元(2)，用于控制表面活性剂流量；与流量控制单元(2)连接的低温热脱附单元(3)，用于将温度控制在石油烃中挥发性有机物与水共沸温度范围；与低温热脱附单元(3)连接的便携式气相色谱仪检测单元(4)，用于根据气相中水及污染物的比例调整流量以控制液相比例；以及与便携式气相色谱仪检测单元(4)连接的废液处理单元(6)，用于对溶有检测后废气的含表面活性剂废液进行废液处理，回收的表面活性剂可循环利用。

Description

用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置

技术领域

本公开属于土壤修复设备技术领域，涉及一种土壤污染物热脱附、增溶联用修复设备，具体地说，本公开涉及一种用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置。

背景技术

近年来，随着石油化工行业的不断发展，土壤石油污染问题愈加严重。石油污染主要来自油气勘探开发、石油化工生产、石油产品储存以及非稳定来源的战争、偷油行为等。勘探、开发、油气集输、炼化过程中的污染以及石油储罐、加油站泄漏在国内外都是十分重要的污染来源，中国、美国、英国都曾在在大规模调查中发现严重的石油泄漏污染现象。因此，石油污染场地的修复工作刻不容缓。

因此，近来热修复技术受到了广泛关注，逐渐在很多修复工作中得到应用。但是目前常用的异位热修复技术温度较高，提高了成本，并且修复时产生的气体容易造成二次污染。

因此，本领域迫切需要开发出能够克服上述现有技术缺陷的修复装置。

发明内容

本公开提供了一种新颖的用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置，能够在较低加热温度下达到处理石油烃中挥发性有机物以及半挥发性有机物的目的，从而解决了现有技术中存在的问题。

本公开提供了一种用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置，该装置包括：

表面活性剂储存单元；

与表面活性剂储存单元连接的流量控制单元，用于控制表面活性剂流量；

与流量控制单元连接的低温热脱附单元，用于将温度控制在石油烃中挥发性有机物与水共沸温度范围；

与低温热脱附单元连接的便携式气相色谱仪检测单元，用于根据气相中水及污染物的比例调整流量以控制液相比例；以及

与便携式气相色谱仪检测单元连接的废液处理单元，用于对溶有检测后废气的含表面活性剂废液进行废液处理，回收的表面活性剂可循环利用。

在一个优选的实施方式中，该装置还包括：与废液处理单元连接的废液存储单元。

在另一个优选的实施方式中，所述在石油烃中挥发性有机物与水共沸温度范围为100℃或更低。

在另一个优选的实施方式中，该装置还包括：控制系统，所述控制系统连接流量控制单元和便携式气相色谱仪检测单元，通过监测结果控制流量，使得低温热脱附单元中始终保持适合于共沸的水和污染物比例。

在另一个优选的实施方式中，所述废液处理单元包括表面活性剂回收模块，使得回收的表面活性剂重新回到表面活性剂储存单元。

在另一个优选的实施方式中，所述表面活性剂储存单元包括浓度监测模块，用于保持其中的表面活性剂浓度稳定。

在另一个优选的实施方式中，所述低温热脱附单元使用加热箱体加热。

在另一个优选的实施方式中，所述加热箱体为长方体，用于控制温度。

在另一个优选的实施方式中，所述便携式气相色谱仪检测单元将液相比例，即挥发性有机物与水的比例，控制在例如1:4至2:3。

有益效果：

本发明装置利用便携式气相色谱仪实时调整流量，具有加强共沸、降低加热温度、节约成本的优点；同时利用表面活性剂加热增溶石油烃中半挥发性有机物，实现了全面处理；最后的表面活性剂回收利用同样降低了运行成本，也体现了节约、绿色的优点。

附图说明

附图是用以提供对本公开的进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本公开，并不构成对本公开的限制。

图1是本发明的用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置的结构示意图。

图2是本发明的用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置中低温热脱附单元的结构侧视图。

图3是本发明的用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置中低温热脱附单元的结构俯视图。

具体实施方式

本申请的发明人经过广泛而深入的研究，针对目前常用的异位热修复技术温度较高，进而提高了成本，并且修复时产生的气体容易造成二次污染的缺陷，提供了一种用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置，该装置利用便携式气相色谱仪实时调整流量，同时利用表面活性剂加热增溶石油烃中半挥发性有机物，实现了全面处理。

本公开提供了一种用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置，该装置包括：

表面活性剂储存单元，储存有一定浓度的适合于石油烃处理的表面活性剂溶液；

与表面活性剂储存单元连接的流量控制单元，用于控制表面活性剂流量；

与流量控制单元连接的低温热脱附单元，用于将温度控制在石油烃中挥发性有机物与水共沸温度范围(一般为100℃或更低)，同时提高增溶效果；

与低温热脱附单元连接的便携式气相色谱仪检测单元，用于根据气相中水及污染物的比例调整流量以控制液相比例，加强共沸；

与便携式气相色谱仪检测单元连接的废液处理单元，用于对废气检测后溶有表面活性剂的废液进行废液处理，回收的表面活性剂可循环利用。

在本公开中，所述装置还包括控制系统，所述控制系统连接流量控制单元和便携式气相色谱仪检测单元，用于通过监测结果控制流量，使得低温热脱附单元中始终保持适合于共沸的水和污染物比例。

在本公开中，所述废液处理单元包括表面活性剂回收模块，回收的表面活性剂重新回到表面活性剂储存单元循环利用。

在本公开中，所述表面活性剂储存单元包括浓度监测模块，用于保持其中的表面活性剂浓度稳定。

在本公开中，所述低温热脱附单元使用加热箱体加热，将温度基本保持在100℃左右，具体温度可根据挥发性有机物与水共沸温度而定，同时升高温度提高了增溶效果。

较佳地，所述加热箱体为长方体，用于控制温度。

在本公开中，所述便携式气相色谱仪检测单元将液相比例，即挥发性有机物与水的比例，控制在例如1:4至2:3。

在本公开中，所述装置还包括与废液处理单元和低温热脱附单元连接的废液储存单元，用于储存低温热脱附单元中流出的废液，调节进入废液处理单元的废液量。

本发明装置的实施过程如下：

土壤加热前采集一定样本进行检测，确定其中污染物种类和浓度，根据这些数据确定污染物与水比例范围以及共沸温度范围，配置表面活性剂溶液置于表面活性剂储存单元中。开始处理土壤后将一定量土壤置于低温热脱附单元中(其中土壤层高度不要超过低温热脱附单元的气体出口)，关闭阀门，根据之前计算的范围开始注入表面活性剂，注入完成后开始加热。加热过程中气体流出气体出口进行检测，随着土壤中污染物的减少，需要的溶液量减少，阀门可随着检测结果不断开启关闭放出溶液。加热过程中挥发性有机物随着共沸变为气体，半挥发性有机物被表面活性剂溶出，加热促进了增溶过程。处理完后，溶液进入废液处理单元进行处理，气体也排入废液处理单元中进行吸收，废液中表面活性剂经过回收再次利用重新注入表面活性剂储存单元中重新利用。

以下参看附图。

图1是本发明的用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置的结构示意图。如图1所示，所述装置包括表面活性剂储存单元1，表面活性剂储存单元1与低温热脱附单元3之间设置有流量控制单元2，流量控制单元2接收与低温热脱附单元3连接的便携式气相色谱仪检测单元4的信息对管路中表面活性剂流量进行控制，低温热脱附单元3加热产生的气体通过管路连接到与便携式气相色谱仪检测单元4连接的废液处理单元6，气体注入含有表面活性剂的废液中进行吸收，便携式气相色谱仪检测单元4检测气相中各挥发性有机物组成，并包含气体流量计、湿度计得到气相中污染物与水的比例关系，通过此关系控制流量控制单元2以及低温热脱附单元3上的阀门，改变进入、流出低温热脱附单元3的溶液量；溶液流出后在与低温热脱附单元3连接的废液储存单元5储存，之后进入与之连接的废液处理单元6进行表面活性剂回收，有机污染物废液后续进行处理；回收的表面活性剂重新进入表面活性剂储存单元1再次利用。

图2是本发明的用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置中低温热脱附单元的结构侧视图。如图2所示，所述低温热脱附单元使用加热箱体9加热，表面活性剂和气体分别从表面活性剂进口7和气体进口8进入加热箱体9，处理后分别从表面活性剂出口12和气体出口10排出，表面活性剂出口12处设置滤网，防止土壤随之流出，表面活性剂出口12由阀门11控制开启和关闭；加热箱体9为长方体，可控制温度在100℃左右。

图3是本发明的用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置中低温热脱附单元的结构俯视图。如图3所示，所述低温热脱附单元使用加热箱体9加热，表面活性剂和气体分别从表面活性剂进口7和气体进口8进入加热箱体9，处理后分别从表面活性剂出口12和气体出口10排出，表面活性剂出口12处设置滤网，防止土壤随之流出，表面活性剂出口12由阀门11控制开启和关闭；加热箱体9为长方体，可控制温度在100℃左右。

实施例

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。

实施例1：

按照本发明的装置处理石油烃污染土壤，其具体运作过程及效果描述如下：

1.实验过程

使用如图1所示的装置处理石油烃污染土壤，具体包括以下工艺流程：

(1)土壤加热：将石油烃污染土壤装入如图2所示的低温热脱附单元中，开始加热，控制装置温度为100℃；

(2)注入表面活性剂：向低温热脱附单元中注入阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸(SDS)以及非离子型表面活性剂Tween 80，在加热条件下强化表面活性剂增溶效果并促进挥发性组分(包括C6～C10烃，其中苯、甲苯等共沸温度在80℃～100℃)与水的共沸，共沸时挥发性组分与水的比例控制在1:4～2:3之间；

(3)气体抽出与表面活性剂流出：挥发性组分与水共沸气体抽出后在后续便携式气相色谱仪检测单元检测气体浓度，根据浓度调整表面活性剂注入抽出量，控制挥发性组分与水比例在1:4～2:3之间；

(4)气体吸收：含污染物气体使用流出的表面活性剂进行吸收，以降低需要处理的气体量及气体浓度；以及

(5)表面活性剂回收：使用有机溶剂正己烷和二氯甲烷对表面活性剂中含有的石油烃类污染物进行萃取，回收利用表面活性剂，所述表面活性剂的回收率在85.3％～95.2％之间。

2.实验结果

石油烃污染土壤的石油烃污染物去除率可以达到90％以上，处理效果好。

上述所列的实施例仅仅是本公开的较佳实施例，并非用来限定本公开的实施范围。即凡依据本申请专利范围的内容所作的等效变化和修饰，都应为本公开的技术范畴。

在本公开提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本公开的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本公开作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种用于处理石油烃污染土壤的低温热脱附、增溶联用修复装置，该装置包括：

表面活性剂储存单元(1)；

与表面活性剂储存单元(1)连接的流量控制单元(2)，用于控制表面活性剂流量；

与流量控制单元(2)连接的低温热脱附单元(3)，用于将温度控制在石油烃中挥发性有机物与水共沸温度范围；

与低温热脱附单元(3)连接的便携式气相色谱仪检测单元(4)，用于根据气相中水及污染物的比例调整流量以控制液相比例；以及

与便携式气相色谱仪检测单元(4)连接的废液处理单元(6)，用于对溶有检测后废气的含表面活性剂废液进行废液处理，回收的表面活性剂可循环利用。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：与废液处理单元(6)连接的废液存储单元(5)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述在石油烃中挥发性有机物与水共沸温度范围为100℃或更低。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该装置还包括：控制系统，所述控制系统连接流量控制单元(2)和便携式气相色谱仪检测单元(4)，通过监测结果控制流量，使得低温热脱附单元(3)中始终保持适合于共沸的水和污染物比例。

5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述废液处理单元(6)包括表面活性剂回收模块，使得回收的表面活性剂重新回到表面活性剂储存单元(1)。

6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述表面活性剂储存单元(1)包括浓度监测模块，用于保持其中的表面活性剂浓度稳定。

7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述低温热脱附单元(3)使用加热箱体加热。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述加热箱体为长方体，用于控制温度。

9.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述便携式气相色谱仪检测单元(4)控制液相比例，即挥发性有机物与水的比例。

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