CN112090953B - 一种异味土壤除异味用处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异味土壤除异味用处理装置及方法，其中异味土壤除异味用处理装置包括设置在预处理异味土壤表面的主管道，深入到预处理异味土壤内部的副管道，设置在预处理土壤一侧用于向管汇内注入热蒸汽的热空气泵机组，设置在所述热空气泵机组一侧用于向注气管汇内注入处理液的处理液机组，设置在主管道出口处的净化装置，本发明的一种异味土壤除异味处理方法，通过向铺设好的管汇内部注水注气的方式，对异味土壤中的异味进行清除，同时建立循环，对处理后的水进行净化再利用，使土壤里的异味被热蒸汽混合带出后吸附，提高了土壤异味处理的效率，减少了二次污染。

Description

一种异味土壤除异味用处理装置及方法

技术领域

本发明涉及异味土壤处理技术领域，具体是涉及一种异味土壤除异味用处理装置及方法。

背景技术

目前，我国土壤环境状况总体不容乐观，土壤污染率高，污染面积不断增大，对动植物尤其是农作物的生长产生了巨大的影响。其中，异味土壤修复的问题逐渐引起了人们的关注，工业废水的排放，生活垃圾的掩埋均会造成土壤异味严重，影响人们的生产生活。现有的土壤异味处理分为原位和异位两种，传统的异位处理，开挖、运输过程中剧烈扰动异味土壤，其散发的刺激性异味量增大，原位处理通常采用电动修复、土壤淋洗或微生物修复，无需开挖土壤，对土壤的干扰破坏小，但耗时长条件苛刻且淋洗化学药剂后提取的过程易造成二次污染。

专利CN206468044U公开了“一种平地土壤开挖异味屏蔽系统”，它主要包括前后设有卷帘门的拱形棚支架和铺设在平地的钢板，外围覆有棚膜、底部安装有滚轮，棚膜上设有进风管和出风装置，在保证棚膜内空气流通的同时，保证排放到外部环境的气体污染物被去除，做到挖掘施工对周边空气质量无影响，防止造成二次污染，异味扰民。但设备结构笨重不易搬运，耗能高，存在结构复杂使用不便等问题，给修复带来阻碍。

因此，需要提供一种高效节能的原位土壤异味修复技术，能够有效清除土壤异味且不会对土壤产生破坏，达到绿色环保治理的目的。

发明内容

本发明针对上述存在的问题提供了一种异味土壤除异味用处理装置及方法。

本发明的技术方案是：一种异味土壤除异味用处理装置，包括：

设置在预处理异味土壤表面的主管道，所述主管道包括位于其内上部的上水管、位于主管道底部的排水管，主管道底部等间距设有贯穿排水管的连接槽，所述连接槽两侧的排水管底部设有回水口，每个所述主管道横向等间距排列组成管汇系统，

纵向深入到预处理异味土壤内部的若干副管道，所述副管道与所述连接槽一一对接，所述副管道为内外双层套设结构，内层短于外层并与外层构成可供流体通过的空间，所述外层上均匀部设有用于土壤单向通过的网状孔，外层的外壁上对称设有若干分支管，副管道顶部通过连杆连接有展开装置，所述展开装置周向设有若干收纳槽，所述收纳槽对应的展开装置内部存放有可压缩的塑料薄膜，所述塑料薄膜靠近其外边缘处的正反两面均设有贴片，收纳槽外设有可上下滑动的挡块，

设置在预处理土壤一侧用于向主管道内注入热蒸汽的热空气泵机组，设置在所述热空气泵机组一侧用于向主管道内注入处理液的处理液机组，所述热空气泵机组和处理液机组通过管道与每个主管道的上水管相连，

设置在预处理土壤另一侧的净化装置，所述净化装置通过管道与每个主管道的排水管相连，

埋设在预处理异味土壤内的温度湿度传感器，其与控制柜电性连接，所述控制柜与热空气泵机组、处理液机组电性连接。

进一步地，每个所述分支管上下两端均设有仞角，可辅助副管道埋入土壤以及拆除更加方便。

进一步地，所述排水管与净化装置之间设有第一阀门和具有滤布的第二阀门，所述第二阀门后通过管线依次连接用于吸收混合气体的引风机、吸附装置、离心机，所述第一阀门和第二阀门之间设有分流管，所述分流管深入净化装置内部并通过管线依次连接缓冲搅拌罐、振动筛、净化桶，所述离心机一侧设有用于排出干燥空气的排气管，另一侧设有用于排出空气中水分的下水管，所述下水管与净化桶顶部相连，将液体和气体分流并对气体经行吸附过滤，分离出的水分可继续回收利用。

进一步地，所述净化桶内部设有通过软管连接的除砂器，所述除砂器外底部固定设有排砂管，所述排砂管穿过净化桶底部并与净化桶底部滑动密封，除砂器外两侧设有出水管，除砂器的外壳为浮力材料制成，所述除砂器的外壳与隔板滑动连接，所述隔板底部开设有进水口，隔板一侧设有若干可旋转的蓄水仓，所述蓄水仓通过连杆与位于净化桶内中部的旋转杆连接，净化桶外一侧对应最上方蓄水仓处设有水泵，所述水泵连接回水管，所述回水管与处理液机组连接，通过浮力作用控制除砂器外壳上浮下沉遮挡进水口从而达到节流的目的。

一种异味土壤除异味处理方法，包括以下步骤：

步骤一：制备主管道和副管道，在预处理异味土壤一侧布设热空气泵机组、处理液机组，另一侧布设净化装置；

步骤二：将副管道等间距埋设在预处理异味土壤中，将主管道对接铺设在副管道上方，等间距埋设多组主、副管道，在预处理异味土壤中埋设温度湿度传感器并与热空气泵机组、处理液机组电性连接；

步骤三：将热空气泵机组、处理液机组与主管道入口处通过管路连接，将主管道出口处与净化装置通过管路连接，将回水管与处理液机组连接，注水试运行；

步骤四：开启处理液机组向管汇内注入处理液，一段时间后停止注入，启动热空气泵机组向管汇内注入热蒸汽，将土壤中的异味气体和水分混合驱替出，随后进入净化装置内，对水进行过滤后回注到处理液机组中，建立循环；

步骤五：拆除设备，将主管道、副管道依次拆除，将筛分出的洁净土壤铺设在处理好的土壤上方。

进一步地，所述步骤四中处理液的成分为柠檬酸铵、硫酸钠、多肽尿素、复合酵素、水，质量比为1:1:2:4:100，能够有效去除土壤中的异味，携带土壤中的重金属成分，改良土壤且成本低。

进一步地，所述步骤四中注入处理液时先关闭第一阀门和第二阀门，待处理液充满主管道后开启第一阀门，停注处理液开始注气前关闭第一阀门和第二阀门，待温度湿度传感器显示温度达到45-50℃时开启第一阀门和第二阀门，实现自动控制气水交替注入的周期。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的装置结构合理，操作方便，无需挖掘转移土壤即可对异味土壤进行处理修复，可在现场进行快速组装使用，高效便捷，提高了土壤异味处理效率。

(2)本发明装置的主管道及副管道使用完毕后可进行回收，绿色环保避免了二次污染，同时对污染源进行有效阻断，且土壤处理面积可调节，灵活性高。

(3)本发明的装置可对处理液进行净化过滤从而回收再利用，降低了成本，自动化程度高，运行稳定可靠，采用活性炭吸附装置对收集的混合气体进行吸附，不会对大气造成污染。

(4)本发明的方法采用气水交替注入以彻底清除土壤中的异味，配制的处理液对环境污染小，成本低，适合推广应用。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构外观图；

图2是本发明装置的整体结构主视图；

图3是本发明装置的主管道底部结构示意图；

图4是本发明装置的主管道和副管道对接结构示意图；

图5是本发明装置的副管道结构示意图；

图6是本发明装置的展开装置结构示意图；

图7是本发明装置的若干展开装置展开后连接效果图；

图8是本发明装置的净化装置内部结构示意图；

图9是本发明装置的净化桶结构示意图；

图10是本发明装置的净化桶内部结构示意图；

图11是本发明装置的净化桶后侧结构示意图。

其中，1-主管道，11-上水管，12-排水管，13-连接槽，14-回水口，15-第一阀门，16-第二阀门，17-分流管，2副管道，21-内层，22-外层，23-网状孔，24-分支管，25-展开装置，251-收纳槽，252-塑料薄膜，253-贴片，254-挡块，3-热空气泵机组，4-处理液机组，5-净化装置，51-引风机，52-吸附装置，53-缓冲搅拌罐，54-振动筛，55-净化桶，551-除砂器，552-排砂管，553-出水管，554-隔板，555-蓄水仓，556-旋转杆，557-水泵，558-回水管，56-离心机，561-排气管，562-下水管，6-控制柜，61-温度湿度传感器。

具体实施方式

如图1-7所示的一种异味土壤除异味用处理装置，包括：

设置在预处理异味土壤表面的主管道1，主管道1包括位于其内上部的上水管11、位于主管道1底部的排水管12，主管道1底部等间距设有贯穿排水管12的连接槽13，连接槽13两侧的排水管12底部设有回水口14，每个主管道1横向等间距排列组成管汇系统；纵向深入到预处理异味土壤内部的若干副管道2，副管道2与连接槽13一一对接，副管道2为内外双层套设结构，内层21短于外层22并与外层22构成可供流体通过的空间，外层22上均匀部设有用于土壤单向通过的网状孔23，外层22的外壁上对称设有若干分支管24，每个分支管24上下两端均设有仞角，副管道2顶部通过连杆连接有展开装置25，展开装置25周向设有若干收纳槽251，收纳槽251对应的展开装置25内部存放有压缩的塑料薄膜252，每个塑料薄膜252靠近其外边缘处的正反两面均设有贴片253，收纳槽251外设有可上下滑动的挡块254。

设置在预处理土壤一侧用于向主管道1内注入热蒸汽的热空气泵机组3，设置在热空气泵机组3一侧用于向主管道1内注入处理液的处理液机组4，热空气泵机组3为市售WNS型燃油/气蒸汽锅炉，处理液机组4为市售50WQ6-22-1.5型循环泵，热空气泵机组3和处理液机组4通过管道与每个主管道1的上水管11相连。

如图1、8-11所示的设置在预处理土壤另一侧的净化装置5，净化装置5通过管道与每个主管道1的排水管12相连，排水管12与净化装置5之间设有第一阀门15和具有滤布的第二阀门16，第二阀门16后通过管线依次连接用于吸收混合气体的引风机51、吸附装置52、离心机56，第一阀门15和第二阀门16之间设有分流管17，分流管17深入净化装置5内部并通过管线依次连接缓冲搅拌罐53、振动筛54、净化桶55，离心机56一侧设有用于排出干燥空气的排气管561，另一侧设有用于排出空气中水分的下水管562，下水管562与净化桶55顶部相连。净化桶55内部设有通过软管连接的除砂器551，除砂器551外底部固定设有排砂管552，排砂管552穿过净化桶55底部并与净化桶55底部滑动密封，除砂器551外两侧设有出水管553，除砂器551的外壳为浮力材料制成，除砂器551的外壳与隔板554滑动连接，隔板554底部开设有进水口，隔板554一侧设有若干可旋转的蓄水仓555，蓄水仓555通过连杆与位于净化桶55内中部的旋转杆556连接，净化桶55外一侧对应最上方蓄水仓555处设有水泵557，水泵连接回水管558，回水管558与处理液机组4连接。引风机51为市售W2E200-HK38-01风机，吸附装置52内部设有市售活性炭吸附板，离心机56为市售DFGZ全自动刮刀离心机，振动筛54为市售AJS603振动筛，除砂器551为市售DN350旋流除砂器，浮力材料为轻质低密度泡沫，水泵557为市售DSB型低压连续输送泵。

埋设在预处理异味土壤内的温度湿度传感器61，其与控制柜6电性连接，控制柜6与热空气泵机组3、处理液机组4电性连接，控制柜6为市售S7-200PLC控制器。

一种异味土壤除异味处理方法，包括以下步骤：

步骤一：制备主管道1和副管道2，在预处理异味土壤一侧布设热空气泵机组3、处理液机组4，另一侧布设净化装置5；

步骤二：将副管道2等间距埋设在预处理异味土壤中，将主管道1对接铺设在副管道2上方，等间距埋设多组主、副管道1、2，在预处理异味土壤中埋设温度湿度传感器61并与热空气泵机组3、处理液机组4电性连接；

步骤三：将热空气泵机组3、处理液机组4与主管道1入口处通过管路连接，将主管道1出口处与净化装置5通过管路连接，将回水管558与处理液机组4连接，注水试运行；

步骤四：开启处理液机组4向管汇内注入处理液，注入处理液时先关闭第一阀门15和第二阀门16，待处理液充满主管道后开启第一阀门15，一段时间后停止注入，停注处理液开始注气前关闭第一阀门15和第二阀门16，启动热空气泵机组3向管汇内注入热蒸汽，待温度湿度传感器61显示温度达到45-55℃时开启第一阀门15和第二阀门16，将土壤中的异味气体和水分混合驱替出，随后进入净化装置5内，对水进行过滤后回注到处理液机组4中，建立循环；处理液的成分为柠檬酸铵：硫酸钠：多肽尿素：复合酵素：水(质量比)＝1:1:2:4:100。

步骤五：拆除设备，上提主管道1使其与副管道2分离，随后移除主管道1并分别将各个副管道2拔出，将筛分出的洁净土壤铺设在处理好的土壤上方。

本发明装置的工作原理及方法为：

实施例一

步骤一：制备主管道1和副管道2，布设装置组件，在预处理异味土壤一侧布设热空气泵机组3、处理液机组4，另一侧布设净化装置5，并在开展修复前，在异味土壤待修复区域边界及区域内部采集土壤气体样品，检测修复前的臭气浓度；

步骤二：将副管道2等间距埋设在预处理异味土壤中，将主管道1穿过每个副管道2的连杆中间，将连接槽13对准副管道2内层21进行卡接，卡接完成后滑动挡块254，拉出塑料薄膜252，使塑料薄膜252伸长并展开，每个副管道2展开装置25上的贴片253分别与相邻副管道2展开装置25上的贴片253连接，从而使每个副管道2上的塑料薄膜252平铺后连成一片可阻挡异味扩散的区域，布置多排管汇，能够使塑料薄膜252平铺后覆盖整个预处理异味土壤，以切断污染源，在预处理异味土壤中埋设温度湿度传感器61并与热空气泵机组3、处理液机组4电性连接；

步骤三：将热空气泵机组3、处理液机组4与主管道1入口处通过管路连接，将主管道1出口处与净化装置5通过管路连接，将回水管558与处理液机组4连接，注水试运行，各个管路及接头处不漏水且可以完成水循环则设备运转正常；

步骤四：(1)开启处理液机组4向管汇内注入处理液，注入处理液时先关闭第一阀门15和第二阀门16，待处理液充满主管道后开启第一阀门15，注处理液时间为3h，处理液经各个引流槽13进入各个内层21，随后进入内层21与外层22的预留空间内上反至回水口14进入排水管12，上反过程中土壤由只能单向通过的网状孔23进入到预留空间内，网状孔23可以阻止处理液和土壤倒流，使处理液源源不断携带走一部分进入到预留空间内的土壤，随后处理液与土壤由分流管17进入缓冲搅拌罐53内，去除大块的泥浆防止堵塞，随后进入振动筛54内筛分出石块、金属、植物根系等，筛分后的泥浆由软管进入除砂器551内，将其中的泥沙颗粒由排砂管552排出，排砂管552与净化桶55底部滑动密封，过滤后的水分由两侧出水管553排出，随着净化桶55一侧水位上涨，除砂器551外壳在浮力作用下被托起，漏出进水口，排砂管552随除砂器551一同起升，水流量越大则在浮力作用下进水口打开程度越多，水流进入蓄水仓555内，装有水的蓄水仓555在旋转杆556的带动下由净化桶55底部上升至顶部，转动抬升过程中与设有吸附功能的净化桶55内壁充分接触，吸收掉水中的恶臭物质残留，随后经水泵557抽至回水管558，回到处理液机组4循环再利用；

(2)停止处理液机组4，关闭第一阀门15和第二阀门16，开启热空气泵机组3向管汇内注入热蒸汽，待温度湿度传感器61显示温度达到45℃时开启第一阀门15和第二阀门16，持续3h，当温度超过80℃时温度湿度传感器61传递信号到控制柜6，暂停热空气泵机组3，30min后自动开启，热蒸汽经连接槽13进入内层21，同时臭气由网状孔12进入预留空间内，与热蒸汽混合上升进入排水管12内排出，一部分热蒸汽又通过分支管24进入到土壤内，对土壤起到一定的疏松和处理作用，同时促进每个副管道2之间的气体流动，使更多的臭气进入到副管道2中，同时也将土壤及副管道内残留的水分驱替出，混合后的气体经过滤布初步过滤后被引风机51吸引，又进入吸附装置52内进行活性炭吸附去除其中的有毒有害气体，随后进入离心机56，脱出的水分由下水管562进入净化桶55，干燥的纯净气体由排气管561排入大气；

(3)重复步骤四(1)-(2)循环2次，在处理后的异味土壤区域边界及区域内部采集土壤气体样品，检测处理后的臭气浓度。

步骤五：拆除设备，分离相连的贴片253收起塑料薄膜252下放挡块254遮挡，将主管道1整体托起，随后将主管道1抽取出，将每个副管道2在其仞角的辅助下提出地面，将除砂器551筛分出的洁净土壤铺设在处理好的土壤上方。

实施例二

本实施例处理方法及装置与实施例一基本相似，其主要不同之处在于：

步骤四：(1)注处理液时间为2h，(2)注热蒸汽持续时间为2h，(3)重复步骤四(1)-(2)循环3次。

实施例三

本实施例处理方法及装置与实施例一基本相似，其主要不同之处在于：

步骤四：(1)注处理液时间为1.5h，(2)注热蒸汽持续时间为1.5h，(3)重复步骤四(1)-(2)循环4次。

实施例四

本实施例处理方法及装置与实施例一基本相似，其主要不同之处在于：

步骤四：(1)注处理液时间为1.2h，(2)注热蒸汽持续时间为1.2h，(3)重复步骤四(1)-(2)循环5次。

实验例

在实施例一至四处理后的异味土壤区域边界及区域内部采集土壤气体样品，检测处理后的臭气浓度，检测方法如下所示：

根据GB/T 14675-1993《三点比较式臭带法》标准，先将三只无臭带中的两只充入无臭空气，另一只则按一定稀释比例充入无臭空气和被测恶臭气体，利用色谱仪确定恶臭气体的物质浓度。

测试结果如表1所示：

表1实施例一至四中土壤检测处理前后的臭气浓度

从表1可以看出：

当向土壤中注入处理液和注入热蒸汽的总时间相同时，改变交替注入的次数，则交替注入的次数越多处理后的恶臭气体浓度越低，恶臭物质去除率越高，即处理效果越好；

对比国家恶臭污染物厂界标准《恶臭污染物排放标准》(GB 14544-93)，气体浓度均达标。

Claims (7)

1.一种异味土壤除异味用处理装置，其特征在于，包括：

设置在预处理异味土壤表面的主管道(1)，所述主管道(1)包括位于其内上部的上水管(11)、位于主管道(1)底部的排水管(12)，主管道(1)底部等间距设有贯穿排水管(12)的连接槽(13)，所述连接槽(13)两侧的排水管(12)底部设有回水口(14)，每个所述主管道(1)横向等间距排列组成管汇系统，

纵向深入到预处理异味土壤内部的若干副管道(2)，所述副管道(2)与所述连接槽(13)一一对接，所述副管道(2)为内外双层套设结构，内层(21)短于外层(22)并与外层(22)构成可供流体通过的空间，所述外层(22)上均匀部设有用于土壤单向通过的网状孔(23)，外层(22)的外壁上对称设有若干分支管(24)，副管道(2)顶部通过连杆连接有展开装置(25)，所述展开装置(25)周向设有若干收纳槽(251)，所述收纳槽(251)对应的展开装置(25)内部存放有可压缩的塑料薄膜(252)，所述塑料薄膜(252)靠近其外边缘处的正反两面均设有贴片(253)，收纳槽(251)外设有可上下滑动的挡块(254)，

设置在预处理土壤一侧用于向主管道(1)内注入热蒸汽的热空气泵机组(3)，设置在所述热空气泵机组(3)一侧用于向主管道(1)内注入处理液的处理液机组(4)，所述热空气泵机组(3)和处理液机组(4)通过管道与每个主管道(1)的上水管(11)相连，

设置在预处理土壤另一侧的净化装置(5)，所述净化装置(5)通过管道与每个主管道(1)的排水管(12)相连，

埋设在预处理异味土壤内的温度湿度传感器(61)，其与控制柜(6)电性连接，所述控制柜(6)与热空气泵机组(3)、处理液机组(4)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种异味土壤除异味用处理装置，其特征在于，每个所述分支管(24)上下两端均设有仞角。

3.根据权利要求1所述的一种异味土壤除异味用处理装置，其特征在于，所述排水管(12)与净化装置(5)之间设有第一阀门(15)和具有滤布的第二阀门(16)，所述第二阀门(16)后通过管线依次连接用于吸收混合气体的引风机(51)、吸附装置(52)、离心机(56)，所述第一阀门(15)和第二阀门(16)之间设有分流管(17)，所述分流管(17)深入净化装置(5)内部并通过管线依次连接缓冲搅拌罐(53)、振动筛(54)、净化桶(55)，所述离心机(56)一侧设有用于排出干燥空气的排气管(561)，另一侧设有用于排出空气中水分的下水管(562)，所述下水管(562)与净化桶(55)顶部相连。

4.根据权利要求3所述的一种异味土壤除异味用处理装置，其特征在于，所述净化桶(55)内部设有通过软管连接的除砂器(551)，所述除砂器(551)外底部固定设有排砂管(552)，所述排砂管(552)穿过净化桶(55)底部并与净化桶(55)底部滑动密封，除砂器(551)外两侧设有出水管(553)，除砂器(551)的外壳为浮力材料制成，所述除砂器(551)的外壳与隔板(554)滑动连接，所述隔板(554)底部开设有进水口，隔板(554)一侧设有若干可旋转的蓄水仓(555)，所述蓄水仓(555)通过连杆与位于净化桶(55)内中部的旋转杆(556)连接，净化桶(55)外一侧对应最上方蓄水仓(555)处设有水泵(557)，所述水泵连接回水管(558)，所述回水管(558)与处理液机组(4)连接。

5.一种异味土壤除异味处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：制备主管道(1)和副管道(2)，在预处理异味土壤一侧布设热空气泵机组(3)、处理液机组(4)，另一侧布设净化装置(5)；

步骤二：将副管道(2)等间距埋设在预处理异味土壤中，将主管道(1)对接铺设在副管道(2)上方，等间距埋设多组主、副管道(1、2)，在预处理异味土壤中埋设温度湿度传感器(61)并与热空气泵机组(3)、处理液机组(4)电性连接；

步骤三：将热空气泵机组(3)、处理液机组(4)与主管道(1)入口处通过管路连接，将主管道(1)出口处与净化装置(5)通过管路连接，将回水管(558)与处理液机组(4)连接，注水试运行；

步骤四：开启处理液机组(4) 向管汇内注入处理液，一段时间后停止注入，启动热空气泵机组(3)向管汇内注入热蒸汽，将土壤中的异味气体和水分混合驱替出，随后进入净化装置(5)内，对水进行过滤后回注到处理液机组(4)中，建立循环；

步骤五：拆除设备，将主管道(1)、副管道(2)依次拆除，将筛分出的洁净土壤铺设在处理好的土壤上方。

6.根据权利要求5所述的一种异味土壤除异味处理方法，其特征在于，所述步骤四中处理液的成分为柠檬酸铵、硫酸钠、多肽尿素、复合酵素、水，质量比为1:1:2:4:100。

7.根据权利要求5所述的一种异味土壤除异味处理方法，其特征在于，所述步骤四中注入处理液时先关闭第一阀门(15)和第二阀门(16)，待处理液充满主管道后开启第一阀门(15)，停注处理液开始注气前关闭第一阀门(15)和第二阀门(16)，待温度湿度传感器(61)显示温度达到45-55℃时开启第一阀门(15)和第二阀门(16)。

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