CN111804720A - 一种复合有机污染场地的原位修复方法及修复系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污染治理领域，具体公开了一种复合有机污染场地的原位修复方法及修复系统，包括：获取场地中不同深度区域的渗透率；高渗透性的深度区域采用蒸汽强化气相抽提进行原位修复；低渗透性的深度区域采用原位热脱附进行原位修复。本发明根据场地内不同的水文地质特点，采用蒸汽强化气相抽提、原位热脱附联合技术方法，可实现对污染场地的高效治理，节约运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及污染治理技术领域，具体涉及一种复合有机污染场地的原位修复方法及修复系统。
背景技术
由于历史原因，我国出现了大量有机污染场地，由于生产工艺复杂，多数有机污染场地以复合有机污染为主；比如，焦化行业主要以石油烃和多环芳烃复合污染为主，石油加工、印染、农药等行业主要以卤代烃、石油烃、多环芳烃等复合污染为主；另外，由于污染深度较深，很多场地水文地质条件复杂，污染物分布在不同的地层。综合考虑修复过程环境影响等因素，国内最近3年开始采用原位技术开展污染场地修复，目前已经有近10个污染场地采用了原位热脱附修复技术，主要包括燃料加热热传导原位热脱附技术、电加热热传导原位热脱附技术、电阻加热原位热脱附技术，也有场地采用蒸汽强化气相抽提技术进行修复。
燃料加热热传导原位热脱附技术是通过燃烧天然气、油类等燃料，将火焰及烟气的温度通过加热井逐渐向土壤中传导，土壤的温度逐渐升高，从而将其中的污染物和水分蒸发并抽提出来进行处理。实施该技术时，将燃烧头置于热井中，燃烧头向地下喷出火焰，对加热井内管进行加热，同时燃烧的烟气通过加热井内的烟气套管被抽出，利用烟气的余热再次对加热井进行加热；热量通过加热井逐渐传导给土壤，加热温度可达300℃以上，加热井附近的温度可高达700-900℃。主要应用于修复多环芳烃、有机氯农药等难挥发或沸点较高的有机污染物。
电加热热传导原位热脱附技术是采用电能作为能源，将电能转换为热能直接导入地下，再通过土壤和地下水的热传导作用将热量传输至整个场地污染区域来提高场地温度；加热温度可达300℃以上，加热井附近的温度可高达700-900℃。主要应用于修复多环芳烃、有机氯农药等难挥发或沸点较高的有机污染物。
电阻加热原位热脱附技术是通过向土壤中插入电极，土壤作为电阻在通电情况下产生热量，并采用抽提技术将其中的污染物抽提出来；加热温度一般不超过130℃。主要用于处理含氯有机溶剂、石油烃类等沸点较低或挥发性有机污染物。
由于许多场地水文地质条件复杂，单一的热修复技术很难对所有污染区域进行修复。比如，在砂层、卵石层、回填土区域，电阻加热、电热传导、燃气热传导等存在加热效率低、施工困难的问题，一般需要通过蒸汽强化气相抽提进行处理；而在淤泥层、粘土层等，不适合采用蒸汽强化气相抽提技术，一般需要采用电阻加热、电热传导、燃气热传导等方式进行热修复。因此，如何将不同的原位热修复技术进行有机结合，降低提高原位热修复效率、降低修复成本是当前需要解决的重要技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种复合有机污染场地的原位修复方法及修复系统。
本发明公开了一种复合有机污染场地的原位修复方法，包括：
获取场地中不同深度区域的渗透率；
高渗透性的深度区域采用蒸汽强化气相抽提进行原位修复；
低渗透性的深度区域采用原位热脱附进行原位修复。
作为本发明的进一步改进，高渗透性的深度区域包括砂层、砾石层、卵石层和水层中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，低渗透性的深度区域包括淤泥层和粘土层中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述蒸汽强化气相抽提，包括：
建设蒸汽注入井和抽提井；
将120～140℃、20～50kPa的蒸汽注入到土壤中，同时对土壤进行保温；
对蒸汽和污染物进行抽提处理。
作为本发明的进一步改进，所述原位热脱附，包括：
建设加热井和抽提井；
将土壤加热至预设温度，同时对土壤进行保温；
对蒸汽和污染物进行抽提处理。
作为本发明的进一步改进，将土壤加热至预设温度的加热方法，包括：电阻加热法、电热传导加热法、燃气热传导加热法、射频加热法以及电磁加热法中的一种或多种。
本发明公开了一种复合有机污染场地的原位修复系统，包括：
渗透率检测仪，用于获取场地中不同深度区域的渗透率；
蒸汽注入系统，用于向高渗透性深度区域的土壤或水内注入蒸汽，进行原位修复；
原位热脱附系统，用于对低渗透性深度区域的土壤进行加热，进行原位修复；
抽提系统，用于将蒸汽注入系统和原位热脱附系统在原位修复过程中产生的蒸汽和污染物进行抽提处理。
作为本发明的进一步改进，所述蒸汽注入系统，包括：蒸汽注入井和覆盖保温系统；
通过所述蒸汽注入井将120～140℃、20～50kPa的蒸汽注入到土壤中，同时通过覆盖保温系统对土壤进行保温。
作为本发明的进一步改进，所述原位热脱附系统，包括：电阻加热系统、电热传导加热系统、燃气热传导加热系统、射频加热系统以及电磁加热系统中的一种或多种；
通过所述电阻加热系统、电热传导加热系统、燃气热传导加热系统、射频加热系统以及电磁加热系统中的一种或多种将土壤加热至预设温度，同时对土壤进行保温。
作为本发明的进一步改进，所述抽提系统包括：抽提井、风机、尾气处理系统和废水处理系统；
所述抽提井包括竖向多相抽提井、水平气相抽提井及配套管道，所述抽提井与所述尾气处理系统和废水处理系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明根据场地内不同的水文地质特点，采用蒸汽强化气相抽提、原位热脱附联合技术方法，可实现对污染场地的高效治理，节约运行成本。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的复合有机污染场地的原位修复方法的流程图；
图2为本发明一种实施例公开的复合有机污染场地的原位修复系统的框架图。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明提供一种复合有机污染场地的原位修复方法，根据不同场地内不同的水文地质特点，采用蒸汽强化气相抽提、原位热脱附联合技术对有机污染场地进行原位热修复；其包括：
步骤1、获取场地中不同深度区域的渗透率；其中，
采用常规的渗透率检测仪等装置获取场地中不同深度区域的渗透率，高渗透性的深度区域包括砂层、砾石层、卵石层和水层中的一种或多种，低渗透性的深度区域包括淤泥层和粘土层中的一种或多种。
步骤2、高渗透性的深度区域采用蒸汽强化气相抽提进行原位修复；其中，
建设蒸汽注入井和抽提井；将120～140℃、20～50kPa的蒸汽注入到土壤中，同时对土壤进行保温；对蒸汽和污染物进行抽提处理。
步骤3、低渗透性的深度区域采用原位热脱附进行原位修复；其中，
建设加热井和抽提井；将土壤加热至预设温度，同时对土壤进行保温；对蒸汽和污染物进行抽提处理；进一步，将土壤加热至预设温度的加热方法，包括：电阻加热法、电热传导加热法、燃气热传导加热法、射频加热法以及电磁加热法中的一种或多种。
进一步，针对复杂地质条件下有机污染场地，本发明优选蒸汽强化气相抽提与原位热脱附同时进行。
如图2所示，本发明提供一种复合有机污染场地的原位修复系统，包括：
渗透率检测仪，用于获取场地中不同深度区域的渗透率；其中，采用常规的渗透率检测仪等装置获取场地中不同深度区域的渗透率，高渗透性的深度区域包括砂层、砾石层、卵石层和水层中的一种或多种，低渗透性的深度区域包括淤泥层和粘土层中的一种或多种。
蒸汽注入系统，用于向高渗透性深度区域的土壤或水内注入蒸汽，进行原位修复；其中，蒸汽注入系统，包括：蒸汽注入井和覆盖保温系统；通过蒸汽注入井将120～140℃、20～50kPa的蒸汽注入到土壤中，同时通过覆盖保温系统对土壤进行保温。
原位热脱附系统，用于对低渗透性深度区域的土壤进行加热，进行原位修复；其中，原位热脱附系统，包括：电阻加热系统、电热传导加热系统、燃气热传导加热系统、射频加热系统以及电磁加热系统中的一种或多种；通过电阻加热系统、电热传导加热系统、燃气热传导加热系统、射频加热系统以及电磁加热系统中的一种或多种将土壤加热至预设温度，同时对土壤进行保温。
抽提系统，用于将蒸汽注入系统和原位热脱附系统在原位修复过程中产生的蒸汽和污染物进行抽提处理；其中，抽提系统包括：抽提井、风机、尾气处理系统和废水处理系统；抽提井包括竖向多相抽提井、水平气相抽提井及配套管道，抽提井与尾气处理系统和废水处理系统，通过尾气处理系统和废水处理系统对抽提出的尾气、液体等进行无害化处理。
进一步，针对复杂地质条件下有机污染场地，本发明优选蒸汽强化气相抽提与原位热脱附同时进行。
本发明的优点为：
本发明根据场地内不同的水文地质特点，采用蒸汽强化气相抽提、原位热脱附联合技术方法，可实现对污染场地的高效治理，节约运行成本。
实施例1
以江苏某污染场地为例，该场地土壤主要以石油烃(C6-C20)、有机氯复合污染为主；地下0-3m为回填土层、3-10m为粘土层、10-18m为淤泥质粘土层。在地下0-3m安装蒸汽注入井、3-18m安装电阻加热井。将120～140℃，20～50kPa的蒸汽通过注入井注入地下进行蒸汽注入气相抽提、同时通电对土壤进行原位电阻加热热脱附，通过抽提井进行抽提处理，对抽提出的废气、废水进行无害化处理，修复用时6个月，污染土壤和地下水全部达到修复目标。
实施例2
以浙江某污染场地为例，该场地土壤主要以酚类物质、多环芳烃复合污染为主；地下0-4m为砂土层、3-9m为粘土层。在地下0-4m安装蒸汽注入井、3-9m安装电热传导加热电极。将120～140℃，20～50kPa蒸汽通过注入井注入地下进行蒸汽注入气相抽提，同时通电对土壤进行原位电导加热热脱附，通过抽提井进行抽提处理，对抽提出的废气、废水进行无害化处理，修复用时8个月，污染土壤和地下水全部达到修复目标。
实施例3
以南京某污染场地为例，该场地0-1.5受到多环芳烃污染，土质为杂填土；1.5-8m受到含氯有机物污染，土质为粘土，且地下2m即可见地下水。在0-2m安装电热传导加热电极进行电热传导加热、2-8m安装电阻加热井进行原位电阻加热，并对土壤进行保温，通过抽提井进行抽提处理，对抽提出的废气、废水进行无害化处理，修复用时6个月，污染土壤和地下水全部达到修复目标。
由此可知：
本发明根据场地内不同的水文地质特点，采用蒸汽强化气相抽提、原位热脱附联合技术方法，可实现对污染场地的高效治理，即降低了加热时间和能耗，节约运行成本。
以上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)
1.一种复合有机污染场地的原位修复方法，其特征在于，包括：
获取场地中不同深度区域的渗透率；
高渗透性的深度区域采用蒸汽强化气相抽提进行原位修复；
低渗透性的深度区域采用原位热脱附进行原位修复。
2.如权利要求1所述的原位修复方法，其特征在于，高渗透性的深度区域包括砂层、砾石层、卵石层和水层中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的原位修复方法，其特征在于，低渗透性的深度区域包括淤泥层和粘土层中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的原位修复方法，其特征在于，所述蒸汽强化气相抽提，包括：
建设蒸汽注入井和抽提井；
将120～140℃、20～50kPa的蒸汽注入到土壤中，同时对土壤进行保温；
对蒸汽和污染物进行抽提处理。
5.如权利要求1所述的原位修复方法，其特征在于，所述原位热脱附，包括：
建设加热井和抽提井；
将土壤加热至预设温度，同时对土壤进行保温；
对蒸汽和污染物进行抽提处理。
6.如权利要求5所述的原位修复方法，其特征在于，将土壤加热至预设温度的加热方法，包括：电阻加热法、电热传导加热法、燃气热传导加热法、射频加热法以及电磁加热法中的一种或多种。
7.一种复合有机污染场地的原位修复系统，其特征在于，包括：
渗透率检测仪，用于获取场地中不同深度区域的渗透率；
蒸汽注入系统，用于向高渗透性深度区域的土壤或水内注入蒸汽，进行原位修复；
原位热脱附系统，用于对低渗透性深度区域的土壤进行加热，进行原位修复；
抽提系统，用于将蒸汽注入系统和原位热脱附系统在原位修复过程中产生的蒸汽和污染物进行抽提处理。
8.如权利要求7所述的原位修复系统，其特征在于，所述蒸汽注入系统，包括：蒸汽注入井和覆盖保温系统；
通过所述蒸汽注入井将120～140℃、20～50kPa的蒸汽注入到土壤中，同时通过覆盖保温系统对土壤进行保温。
9.如权利要求8所述的原位修复系统，其特征在于，所述原位热脱附系统，包括：电阻加热系统、电热传导加热系统、燃气热传导加热系统、射频加热系统以及电磁加热系统中的一种或多种；
通过所述电阻加热系统、电热传导加热系统、燃气热传导加热系统、射频加热系统以及电磁加热系统中的一种或多种将土壤加热至预设温度，同时对土壤进行保温。
10.如权利要求7所述的原位修复系统，其特征在于，所述抽提系统包括：抽提井、风机、尾气处理系统和废水处理系统；
所述抽提井包括竖向多相抽提井、水平气相抽提井及配套管道，所述抽提井与所述尾气处理系统和废水处理系统。
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