CN112517624A - 一种利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，包括：太阳能加热系统、辅热系统、原位淋洗系统及废气废液处理系统，太阳能加热系统包括淋洗液配制罐、太阳能集热板、淋洗液储存罐，太阳能集热板内有真空管加热器，配制好的淋洗液通过真空加热管加热升温，然后进入淋洗液储存罐，辅热系统包括加热棒和控制装置，起辅助加热淋洗液的作用，原位淋洗系统包括：可加热注射井、多相抽提井、保温层，通过注射井向土壤注入淋洗液，待淋洗液与污染土壤反应一段时间后，多相抽提井将含有机污染物的废弃淋洗液抽提至废气废液处理系统。本发明修复污染土壤的效率高，能够充分利用太阳能，既环保节能，又能结合热脱附与原位淋洗的优点。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤修复技术领域，特别是涉及一种利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统。
背景技术
原位淋洗技术可以在不进行土壤挖掘的基础上，向土壤中注入淋洗剂，使重金属或有机污染物从土壤中洗脱出来。常见的土壤有机污染物淋洗剂有表面活性剂、有机溶剂等；常见的土壤重金属污染淋洗剂有强酸、人工螯合剂等。原位淋洗技术具有方便，可大范围实施等优点，但当原位淋洗单独使用时其修复效率低，时间长，修复效果差。为提高修复效率，目前常采用复合修复技术，将热脱附方法与化学淋洗技术联合使用，提高对土壤有机物的修复效率，但二者联合使用时则有耗能高，实施成本昂贵，装置复杂等问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，处理污染土壤的效率高，同时能够充分利用太阳能，既环保节能，又能结合热脱附与原位淋洗的优点，高效处理有机污染物，还能通过太阳能加热系统控制修复场地及药剂的温度，强化淋洗剂传质与反应速率，提高处理效率，并刺激土著微生物生长，通过微生物降解未去除的低浓度有机污染物。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，包括：太阳能加热系统、辅热系统、原位淋洗系统以及废气废液处理系统；
所述太阳能加热系统包括：通过管道相连接的淋洗液配制罐、太阳能集热板及淋洗液储存罐，所述淋洗液配制罐顶部设置有试剂储存箱，所述试剂储存箱用于向所述淋洗液配制罐中添加试剂，所述太阳能集热板内设有真空管加热器，所述真空管加热器用于对配制好的淋洗液进行加热，所述淋洗液储存罐与淋洗液配制罐之间设置有循环管道，所述循环管道上设置有第一水泵；
所述辅热系统包括：设置于淋洗液储存罐中的加热棒以及控制加热棒运行的控制装置，当太阳能不能满足加热淋洗液时，辅热系统打开，确保淋洗液加热不受天气影响；
所述原位淋洗系统包括：间隔埋设于待修复污染土壤内的注射井与多相抽提井，所述注射井与淋洗液储存罐之间通过第一输送管道相连接，所述第一输送管道上设置有第二水泵，所述注射井为内外双层管道，外层管道壁上开设有若干淋洗液出口，内层管道可在所述外层管道内部上、下滑移以控制打开淋洗液出口的位置，所述多相抽提井将混合有机污染物的废弃淋洗液抽提至废气废液处理系统；
所述废气废液处理系统包括：气液分离装置、废气处理装置和废液处理装置。混有VOCs和SVOCs污染物的淋洗污水运输至气液分离装置，气体进一步运输至废气处理装置收集处理，而淋洗污水则进一步运输至废液处理系统进行处理，处理后的淋洗液再次回收利用。
在本发明一个较佳实施例中，所述淋洗液储存罐包括外罐和内胆，所述内胆为保温材质，所述外罐与内胆之间填充有保温材料。
在本发明一个较佳实施例中，所述淋洗液储存罐内设置有温度监测计。
在本发明一个较佳实施例中，若干所述淋洗液出口等间距设置在所述注射井的井管外壁。
在本发明一个较佳实施例中，所述内层管道套设于外层管道内部且与外层管道的内壁紧密贴合。
在本发明一个较佳实施例中，所述外层管道的底部密封，所述内层管道底部为开口结构。
在本发明一个较佳实施例中，所述多相抽提井和注射井布设的上方铺设有保温层，所述保温层为HDPE膜及浇灌水泥保温层。
在本发明一个较佳实施例中，所述注射井布设的深度浅于所述多相抽提井布设的深度。
在本发明一个较佳实施例中，所述多相抽提井通过第二输送管道与废气废液处理系统相连接，所述第二输送管道上设置有第三水泵。
在本发明一个较佳实施例中，所述多相抽提井与气液分离装置之间设有污染物浓度检测仪和智能控制仪，所述智能控制仪用于控制第二水泵的打开与关闭。
本发明的有益效果是：本发明的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，当淋洗液注入土壤后使既加热土壤进行热脱附，又能有效淋洗污染物，该系统具有以下特点：1.加热可以对VOCs进行热脱附，使其挥发清除；2.加热对于SVOCs可以起到增溶作用，提高淋洗效果；3.加热也可以强化对重金属淋洗效果；4.加热提高土壤温度、淋洗液中添加营养物质，可刺激微生物生长，加速残留有机污染物的降解；5.该系统适合处理有机和重金属复合污染土壤；6.该系统是一种绿色节能可持续的修复模式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明一种利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例包括：一种利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，包括：太阳能加热系统、辅热系统、原位淋洗系统以及废气废液处理系统；
所述太阳能加热系统包括：通过管道相连接的淋洗液配制罐1、太阳能集热板2及淋洗液储存罐3，所述淋洗液配制罐顶部设置有试剂储存箱4，试剂储存箱用于向所述淋洗液配制罐中添加试剂，太阳能集热板内设有真空管加热器，配制好的淋洗液通过真空加热管加热升温，然后进入淋洗液储存罐，淋洗液储存罐包括外罐和内胆，所述内胆为保温材质，所述外罐与内胆之间填充有保温材料，淋洗液储存罐与淋洗液配制罐之间设置有循环管道5，所述循环管道上设置有第一水泵6，另外，淋洗液储存罐内设置有温度监测计7，当温度监测计检测到淋洗液温度未到设定值时，控制系统打开第一水泵，淋洗液经循环管道再次进入淋洗液配置罐，而后进入太阳能集热板的真空管加热器进一步加热，若检测到温度达到设定值，淋洗液则储存在储存罐中以备淋洗使用，加热后的淋洗液不仅能够除去挥发温度较低的有机污染物，还能提高淋洗液的洗脱效率。
所述辅热系统包括：设置于淋洗液储存罐中的加热棒8以及控制加热棒运行的控制装置9，控制装置可以为控制加热棒开启或关闭的控制开关，当太阳能不能满足加热淋洗液时，辅热系统打开，确保淋洗液加热不受天气影响。
所述原位淋洗系统包括：间隔埋设于待修复污染土壤内的注射井18与多相抽提井10，所述注射井与淋洗液储存罐之间通过第一输送管道11相连接，第一输送管道上设置有第二水泵12，所述注射井为内外双层管道，外层管道的壁上等间距开设有若干淋洗液出口，内层管道可在所述外层管道内部上、下滑移以控制打开淋洗液出口的位置，所述多相抽提井将混合有机污染物的废弃淋洗液抽提至废气废液处理系统。
具体的，所述内层管道套设于外层管道内部且与外层管道的内壁紧密贴合，注射井布设的深度浅于多相抽提井布设的深度，外层管道的底部密封，侧面开设淋洗液出口，内层管道底部为开口结构，储备在淋洗液储存罐中已经加热好的淋洗液经第二水泵运输至注射井，通过注射井向待处理污染土壤注射淋洗液，待淋洗液与污染土壤反应一段时间后，多相抽提井将混合有有机污染物的废弃淋洗液抽提至废气废液处理系统，在抽提井与废气废液处理系统之间设有污染物浓度检测仪13和智能控制仪14，智能控制仪用于控制第二水泵的打开与关闭，当污染物浓度低于设定值时，废弃淋洗液直接抽提至废气废液处理系统，淋洗结束；若检测出的污染物浓度高于设定值，自动控制系统将运行储存罐与注射井之间的第二水泵再次进行淋洗液注射，多相抽提井和注射井布设的上方铺设保温层15，保温层铺设HDPE膜及浇灌水泥，其功能除保温外还有防止有机污染物挥发的作用。
所述多相抽提井通过第二输送管道16与废气废液处理系统相连接，所述第二输送管道上设置有第三水泵17，所述废气废液处理系统包括：气液分离装置19、尾气处理装置20和废液处理装置21，混有VOCs和SVOCs污染物的淋洗污水运输至气液分离装置，气体进一步运输至废气处理装置收集处理，而淋洗污水则进一步运输至废液处理系统进行处理，处理后的淋洗液再次回收利用。
工作原理：药剂从试剂储存箱加入淋洗液配制罐，在淋洗液配制罐中将溶液混合均匀，混匀后的淋洗液进入太阳能集热板，淋洗液在真空管中加热升温，而后经管道运输进入淋洗液储存罐，淋洗液储存罐中设有温度监测计实时测定经太阳能加热后的淋洗液的温度，当温度达到设定值时，淋洗液在第二水泵的作用下进入注射井，若淋洗液温度经温度监测计测定后未达到设定值，那么淋洗液储存罐中的淋洗液将由第一水泵再运输回淋洗液配制罐，通过太阳能集热板进一步进行加热，当受天气影响，太阳能集热板不能满足淋洗液加热时，控制装置开启加热棒，对淋洗液进行加热，为了保持所修复土壤的温度，在修复范围的地面上铺设有保温层，按流程淋洗土壤后的淋洗废液将由多相抽提井抽出，运输至气液分离装置，在多相抽提井与气液分离装置之间设有污染物浓度检测仪和智能控制仪，当污染物浓度检测仪检测到废液当中污染物含量过高时，智能控制仪将自动控制水泵继续向注射井运输淋洗液，直到所检测到的污染物含量低于设定值，于气液分离装置中分离的废气和淋洗废液将分别进入废气处理装置和废液处理装置进行进一步的处理，以保证不对环境产生二次污染，而经处理的淋洗液可再次回收利用。
综上所述，本发明指出的一种利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统具有以下益处：
（1）将太阳能利用到原位淋洗修复技术当中，加热系统简单，可充分利用太阳能，环保节能，不产生二次污染；
（2）结合热脱附与原位淋洗的特点，能高效处理有机污染物。加热后的淋洗液不仅能够除去挥发温度较低的有机污染物，还能提高淋洗液的洗脱效率，极大降低了淋洗液的使用成本；
（3）可选择环境友好型淋洗液，在消除重金属的毒害作用后，通过太阳能控制场地及药剂的温度，刺激土著微生物生长，通过微生物降解淋洗难以去除的有机物污染物。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，包括：太阳能加热系统、辅热系统、原位淋洗系统以及废气废液处理系统；
所述太阳能加热系统包括：通过管道相连接的淋洗液配制罐、太阳能集热板及淋洗液储存罐，所述淋洗液配制罐顶部设置有试剂储存箱，所述试剂储存箱用于向所述淋洗液配制罐中添加试剂，所述太阳能集热板内设有真空管加热器，所述真空管加热器用于对配制好的淋洗液进行加热，所述淋洗液储存罐与淋洗液配制罐之间设置有循环管道，所述循环管道上设置有第一水泵；
所述辅热系统包括：设置于淋洗液储存罐中的加热棒以及控制加热棒运行的控制装置；
所述原位淋洗系统包括：间隔埋设于待修复污染土壤内的注射井与多相抽提井，所述注射井与淋洗液储存罐之间通过第一输送管道相连接，所述第一输送管道上设置有第二水泵，所述注射井为内外双层管道，外层管道的壁上开设有若干淋洗液出口，内层管道可在所述外层管道内部上、下滑移以控制打开淋洗液出口的位置，所述多相抽提井将混合有机污染物的废弃淋洗液抽提至废气废液处理系统；
所述废气废液处理系统包括：气液分离装置、废气处理装置和废液处理装置；
混有VOCs和SVOCs污染物的淋洗污水运输至气液分离装置，气体进一步运输至废气处理装置收集处理，而淋洗污水则进一步运输至废液处理系统进行处理，处理后的淋洗液再次回收利用。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，所述淋洗液储存罐包括外罐和内胆，所述内胆为保温材质，所述外罐与内胆之间填充有保温材料。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，所述淋洗液储存罐内设置有温度监测计。
4.根据权利要求1所述的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，若干所述淋洗液出口等间距设置在所述注射井的井管外壁。
5.根据权利要求1所述的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，所述内层管道套设于外层管道内部且与外层管道的内壁紧密贴合。
6.根据权利要求5所述的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，所述外层管道的底部密封，所述内层管道底部为开口结构。
7.根据权利要求1所述的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，所述多相抽提井和注射井布设的上方铺设有保温层，所述保温层为HDPE膜及浇灌水泥保温层。
8.根据权利要求1所述的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，所述注射井布设的深度浅于所述多相抽提井布设的深度。
9.根据权利要求1所述的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，所述多相抽提井通过第二输送管道与废气废液处理系统相连接，所述第二输送管道上设置有第三水泵。
10.根据权利要求1所述的利用太阳能进行热淋洗修复污染土壤的系统，其特征在于，所述多相抽提井与气液分离装置之间设有污染物浓度检测仪和智能控制仪，所述智能控制仪用于控制第二水泵的打开与关闭。
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