CN113333447A - 土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于挥发性有机污染土壤修复技术领域，特别涉及一种土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置及其方法。该配套装置包括依次连通的抽提室、生物降解室、注气室及集气室；集气室与外部环境连通，用于收集原位污染土体中的挥发性有机污染物；注气室用于存储及向生物降解室内导入挥发性有机污染物；生物降解室对挥发性有机污染物进行微生物降解处置；抽提室用于将生物分解气体及未降解挥发性有机物导出。本发明可继续进行微生物降解处置，直至转变成低毒，乃至无毒的小分子或完全矿化为CO₂气体外排，从而实现污染物的完全去除，免去传统土壤气相抽提过程的尾气处理及吸附填料的再处置过程。

Description

土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置及其方法

技术领域

本发明属于挥发性有机污染土壤修复技术领域，特别涉及一种土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置及其方法。

背景技术

石油化工行业的不断发展带来了社会经济的持续飞跃，然而，人们在利用石油化工产业科技成果的同时，也不断给自然环境带来不同程度的污染压力。其中，土壤污染问题逐渐凸显，随着生态环境问题愈发得到重视，城市内及周边化工企业搬迁改造，使得目前仍然存在的石油化工行业厂区地块的污染问题不断暴露，严重阻碍了城市化发展进程与用地资源的开发再利用。特别针对于挥发性有机污染物污染场地的治理，鉴于有机污染物的挥发特征，传播扩散性强，在城市区域危害更大，其治理的需求性也愈发迫切。

为了高效快速地解决高浓度石油污染土壤的治理修复问题，在环境保领域，多种修复技术得到研发和应用，包括焚烧多相萃取、微生物修复、溶剂萃取、植物修复、电动修复、土壤气相抽提、光化学修复、热处理、土壤清洗等修复技术，涉及从原位到异位的多种方法。然而，目前还没有一种绝对安全可靠且高效快速的修复技术。从经济适用性的角度来讲，原位修复技术较异位修复措施优先度更高，但其修复的效率问题是限制原位修复技术应用的瓶颈问题之一。土壤气相抽提技术是针对挥发性有机污染土壤原位修复的主要技术储备之一，且在诸多工程应用中得到实践。由于土壤的异质性问题，以及原位状态下，土壤的压实与紧密程度所致，导致挥发性污染物的物质传输受到限制。对此，原位热解析技术得到更广泛的应用，即在土壤气相抽提的基础上通过加热措施，进一步促进挥发性污染物的脱附传输。尽管修复效果得到改善，但脱附效率仍然存在缺陷，特别是挥发性污染物脱附后通过尾气处理单元进行吸附处理，而并没有实现真正的降解去除，后续还有对吸附基质做进一步处理，甚至需要按照危险废物标准进行处置，增加处置成本。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套设备及其方法。该设备通过原位修复的方式促进污染土壤中挥发性有机污染物的快速解析脱附与降解去除，以突破传统土壤气相抽提技术传质性差、导热度低以及为彻底去除污染物的不足问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，包括依次连通的抽提室、生物降解室、注气室及集气室；

所述集气室与外部环境连通，用于收集原位污染土体中的挥发性有机污染物；所述注气室用于存储及向所述生物降解室内导入挥发性有机污染物；所述生物降解室对挥发性有机污染物进行微生物降解处置；所述抽提室用于将生物分解气体及未降解挥发性有机物导出。

所述抽提室、生物降解室、注气室及集气室由内到外依次设置；所述注气室的顶部通过导气管路与所述集气室和所述抽提室连通；

所述集气室与外部环境接触的侧壁上布设有多个集气孔；所述生物降解室的外壁上设有与所述注气室连通的多个注气孔；所述生物降解室的内壁上布设有与所述抽提室连通的多个抽气孔。

所述集气室为多个，且沿周向布设于所述注气室的外侧；

所述导气管路通过连通管路与各所述集气室的顶部连通。

所述集气室与所述注气室之间的导气管路上设有阀门A；所述抽提室与所述注气室之间的导气管路上设有阀门B；所述导气管路与所述注气室连通的一端设有风机。

所述抽提室和所述注气室的顶部均设有压力表；所述抽提室的顶部设有注液注气口。

所述的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，包括内管、中间管、外管及多个集气管；所述内管、中间管及外管由内到外依次套装，多个所述集气管沿周向设置于外管的外侧；所述集气管、中间管及内管通过连接梁依次连接；

所述内管的内部腔体为所述抽提室；所述内管和中间管之间的环形腔体为所述生物降解室；所述中间管和外管之间的环形腔体为所述注气室；所述集气管的内部腔体为所述集气室；

所述集气孔、注气孔及抽气孔依次设置于所述集气管、中间管及内管的侧壁上。

多个所述配套装置由下至上串联。

一种土壤气相抽提降解修复技术的原位应用方法，包括使用所述的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，该方法包括如下步骤：

1)在生物降解室内填充生物降解基质；

2)通过抽提室促进注气室内的挥发性有机污染物向生物降解室2内的导入；

3)在生物降解室内挥发性有机污染物在好氧环境和厌氧环境交替下进行生物降解；

4)生物降解产生的生物分解气体及未降解挥发性有机物导入抽提室，再由抽提室导入注气室内，形成气体循环；

或，由抽提室直接导出。

所述生物降解室内的生物降解基质中pH为5～9，含水量为10～20％，初始细菌微生物丰度达10⁸～10¹⁰CFU/g；

向所述生物降解室内导入O₂或H₂，实现挥发性有机物的好氧或厌氧降解过程；

向所述生物降解室内导入功能菌剂和营养物质，调节生物降解基质的理化性质。

在厌氧条件下进行生物降解过程时，所述生物降解室内氧化还原电位控制在低于50～100mV；

在有氧条件下进行生物降解过程时，所述生物降解室内氧化还原电位控制在高于100～150mV。

本发明所具有的优点及有益效果是：

1)本发明中所提供的配套装置可原位应用，并针对于挥发性有机物污染土壤通过强制气相导流的方式，实现强化的土壤中挥发性有机污染物原位脱附过程；

2)本发明中所提供的配套装置将强化脱附的挥发性有机污染物导入装置内，可继续进行微生物降解处置，直至转变成低毒，乃至无毒的小分子或完全矿化为CO₂气体外排，从而实现污染物的完全去除，免去传统土壤气相抽提过程的尾气处理及吸附填料的再处置过程；

3)本发明中所提供的配套装置中，生物降解室内可通过对氧分压的调控、营养物质的调节剂生物菌剂的补给，实现对脱附的挥发性有机污染物的厌氧与好氧交替降解过程，特别针对于高分子量、高环数的污染物分子，进行厌氧降解；针对中、小有机物分子，进行好氧的快速降解，直至完全矿化，有效增强处置效率与处置的安全性。

4)本发明中所提供的配套装置为套管式同心圆结构，并为单元式器械，可通过螺扣方式上、下连接，构成组合的装置系统，进行地下深层的污染土壤原位处置，乃至可进入地下水层针对地下水进行原地“抽出-处置”式的修复过程。

5)本发明中所提供的配套装置精准高效地将挥发性有机污染物的物理脱附与生物降解过程相结合，将土壤的抽提处置与降解去除联合技术(SVEDR)原位化应用，具有可观的市场应用前景与良好的应用推广价值。

附图说明

图1为本发明实施例提供的土壤气相抽提修复技术的原位应用配套装置的立体图；

图2为本发明实施例提供的土壤气相抽提修复技术的原位应用配套装置的纵剖面图；

图3为本发明实施例提供的土壤气相抽提修复技术的原位应用配套装置的俯视图；

图4为本发明实施例中集气管路横截面示意图；

图5为本发明实施例中生物降解室内管横截面示意图；

图6为本发明实施例中多段装置之间螺扣组合方式示意图；

图7为本发明实施例中生物降解室内微生物丰度变化特征曲线图；

图8为本发明实施例中生物降解室填料内氧化还原电位变化图；

图9为本发明实施例中生物降解室填料内气体中总VOCs含量变化特征曲线图；

图10为本发明实施例提供的应用土壤气相抽提修复技术原位应用配套装置进行处置的场地土壤中土壤气总VOCs含量变化特征曲线图。

图中：1为抽提室，2为生物降解室，3为注气室，4为集气室，5为导气管路，6为风机，7为连通管路，8为内管，9为中间管，10为外管，11为集气管，12为集气孔，13为注气孔，14为抽气孔，15为阀门A，16为阀门B，17为注液注气口，18为连接梁，20为原位污染土体，21为连接螺帽，22为连接螺栓，M为气路走向。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-2所示，本发明实施例中提供的一种土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，包括依次连通的抽提室1、生物降解室2、注气室3及集气室4，其中集气室4与外部环境连通，用于收集原位污染土体20中的挥发性有机污染物；注气室3用于存储及向生物降解室2内导入挥发性有机污染物；生物降解室2对挥发性有机污染物进行微生物降解处置；抽提室1用于将生物分解气体及未降解挥发性有机物导出。

本发明的实施例中，抽提室1、生物降解室2、注气室3及集气室4由内到外依次设置，集气室4与外部环境接触的侧壁上布设有多个集气孔12；注气室3的顶部通过导气管路5与集气室4和抽提室1连通；生物降解室2的外壁上布设有连通生物降解室2和注气室3的多个注气孔13；生物降解室2的内壁上布设有与抽提室1连通的多个抽气孔14。

进一步地，本实施例中，集气室4为多个，且沿周向布设于注气室3的外侧；导气管路5通过连通管路7与各集气室4的顶部连通。具体地，连通管路7为圆形结构。

在上述实施例的基础上，集气室4与注气室3之间的导气管路5上设有阀门A15；抽提室1与注气室3之间的导气管路5上设有阀门B16，导气管路5与注气室3连通的一端设有风机6。

进一步地，抽提室1和注气室3的顶部均设有压力表；抽提室1的顶部还设有注液注气口17。

如图1、图3所示，本发明的实施例中，土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，包括内管8、中间管9、外管10及多个集气管11；内管8、中间管9及外管10由内到外依次同轴套装，多个集气管11沿周向设置于外管10的外侧；其中内管8的内部腔体为抽提室1，内管8的侧壁上均匀布设有抽气孔14；内管8和中间管9之间的环形腔体为生物降解室2，中间管9和外管10之间的环形腔体为注气室3，中间管9的侧壁上均匀布设有多个注气孔13；集气管11的内部腔体为集气室4，集气管11的侧壁上均匀布设有多个集气孔12。

进一步地，集气管11、中间管9及内管8通过连接梁18依次连接，以便提高整体装置的强度。

如图3所示，本实施例中，通过构建由三层同心套管结构组成的土壤气相抽提降解修复技术应用的配套装置，用于挥发性有机污染物污染土壤的原位脱附降解治理过程。装置整体为圆柱体金属结构，内到外依次为抽提室1、生物降解室2、注气室3及集气室4，各结构室壁之间通过在内部利用钢筋拉梁连接，钢筋拉梁呈“十字型”结构连接固定。

其中，抽提室1为最内层柱形的内管8，其直径为5～20cm，当作为最末端装置时，内管8的底端死堵，顶端封闭，顶端中心处设计通气接头，可与外部导气管路5连接，顶端同时设有气体压力表，监控抽提室1的室内压力；内管8的侧壁上均匀布设有抽气孔14，内管8沿横切水平方向相邻两抽气孔14的夹角为36°。沿内管8的管体长度方向相邻两孔间距为10～15cm，但不限于此，抽气孔14的开孔孔径为0.5～1.5cm；抽提室1的顶端同时设有注液注气口17，用于物质注入。抽提室1用于促进挥发性污染物向生物降解室2内的导入与气体循环，同时，在气体阀门关闭的条件下，可通过抽提室顶端的注液注气口17向生物降解室2内输送液体与气体材料。

紧邻抽提室1的中间层柱形结构的中间管9设计为生物降解室2，生物降解室2顶部和底部两端均通过可开启式金属盖进行封闭，生物降解室2的厚度为50～150cm，但不限于此范围，中间管9侧壁上的注气孔13的开孔布设方式与孔径参数参照内壁抽气孔14开孔设计执行；生物降解室2的内部填充生物降解基质与降解材料，生物降解室2用于将导入其中的挥发性有机污染物进行生物代谢降解，彻底去除污染物。

装置外层设计为注气室3，注气室3内壁与生物降解室2外壁共用，即，注气室3与生物降解室2之间通过中间管9分隔，并共用其壁上注气孔13；注气室3外壁布设若干集气室4，集气室4亦为集气管11，集气管11采用圆柱体金属管，嵌入注气室3的外壁内，呈“集气管11的一部分在注气室外壁外侧，一部分在内侧”的布设方式，注气室2的外壁穿过集气室4柱形管横切面圆心，但不限于此，注气室2的内壁至每个集气室4的柱体外壁的最近距离为5～20cm，注气室2的厚度亦为5～20cm；注气室2顶部和底部两端均通过可开启式金属盖进行封闭，其中顶端中心处设计通气接头，可与外部导气管路5连接，顶端同时设有气体压力表，监控注气室2的室内压力。注气室3用于存储挥发性有机污染物，并通过注气孔13向生物降解室2内导入挥发性有机污染物。

集气管11的柱形管直径设计为10～20cm，位于注气室2的外壁外侧的柱形管管壁表面部分开集气孔12，沿柱形管横切水平方向相邻两集气孔12的夹角为50°，如图4所示；沿管体长度方向相邻两孔间距为10～15cm，相邻两集气管11与装置中心轴在同一水平面上中心点的连线间夹角为36°，如图3所示。上述参数为装置较优参数，但不限于此；集气管11的顶端封闭，顶端中心处设计通气接头，与外部导气管路5连接。集气室4用于促进并收集污染土壤中挥发性有机污染物进入装置系统。

导气管路5用于装置内部气体导流使用，设计直径为5～10cm，分别连接集气室4的顶端接口、注气室3的顶端接口与抽提室1的顶端接口，其中，集气室接口与注气室接口之间及抽提室接口与注气室接口之间分别设置气路阀门A15和阀门B16。外部的导气管路5用于强制污染土壤中挥发性有机物的脱附与引导气体进入装置的生物降解室2内完成生物降解构成，同时还用于液体材料与气体材料的注入补给；具体而言：当阀门A15开启，阀门B16关闭时，促进污染土壤中挥发性污染物脱附并进入集气室4、注气室3，并最终进入生物降解室2；当阀门B16开启时，促进生物代谢产生的气体及难降解气体排出生物降解室2，以及新鲜污染气体持续进入生物降解室2；当阀门B16关闭时，可开启注液注气口17，向抽提室1内注入液体或气体材料。装置内部气体压力可通过分别设置于注气室3和抽提室2顶部的气体压力表进行实时监测。

如图2所示，本发明的工作原理是：原位污染土体20中挥发性有机物从土壤中脱附沿集气室4外壁上的集气孔12进入集气室4内，再通过集气室4顶部导气口经由导气管路5进入注气室3；同时，抽提室1内气体通过抽提室顶部导气口经由导气管路5进入注气室3，抽提室1内形成负压，促进生物降解室2内气体脱附进入抽提室1，生物降解室2内形成负压后，进一步促进注气室3内气体进入生物降解室2，从而形成气路循环；气体循环的动力来源于注气室3顶端导气口处连接的风机6，通过风机压力实现土壤中挥发性污染物脱附与进入装置进行降解；此外，在通过抽提室1顶端的注液注气口17向生物降解层内输送液体与气体材料时，可通过风机6反向供气，将抽提室1内液体或气体物质强制输送至生物降解室2内。

生物降解室2内部填充生物降解基质与降解材料，所填充的生物降解基质可为草炭土与挥发性有机污染物降解功能菌剂的混合物，降解功能菌剂优选兼性细菌微生物，并保持生物降解室基质中pH5～9、含水量10～20％、初始细菌微生物丰度达10⁸～10¹⁰CFU/g基质，以及在进行缺氧条件下的生物降解过程时，生物降解室2内氧化还原电位控制在低于50～100mV的条件，在进行有氧条件下的生物降解过程时，生物降解室2内氧化还原电位控制在高于100～150mV的条件。可利用向生物降解室2中注入O₂或H₂，实现生物降解室2内功能微生物对挥发性有机污染物的好氧或厌氧代谢降解；还可注入营养盐、碳源、酸碱调节剂等营养物质及功能菌剂，注入物还可带一定温度，从而调节生物降解室2内的微生物生长代谢环境，优化土壤气相抽提修复技术原位应用配套装置的应用效果。

在上述实施例的基础上，将多个土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置由下至上串联连接。如图6所示，设备整体呈单元式依靠连接螺帽21和连接螺栓22的螺扣上、下组合连接，每一单元装置长度可为1～3m，但不限于此范围。污染土壤中的挥发性有机污染物借助集气室外壁孔道进入装置内，借助外部导气管路进入注气室，通过气泵动力导入生物降解室内，实现挥发性有机污染物从污染土壤内的脱附到生物代谢降解；同时，可通过抽提室将生物分解气体及未降解挥发性有机物导出，并可向生物降解室2内导入O₂、H₂、功能菌剂及营养物质，通过调节生物降解室内的填料理化性质，实现挥发性有机物的厌氧和好氧降解过程，从而达到挥发性有机物从污染土壤中彻底脱除并矿化降解的目的，完成污染土壤的治理修复。

由多个单元串联构成组合的装置系统，进行地下深层的污染土壤原位处置，乃至可进入地下水层针对地下水进行原地“抽出-处置”式的修复过程。

一种土壤气相抽提降解修复技术的原位应用方法，包括上述任一之一实施例中的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，该方法包括如下步骤：

1)在生物降解室2内填充生物降解基质；生物降解室2内的生物降解基质中pH为5～9，含水量为10～20％，初始细菌微生物丰度达10⁸～10¹⁰CFU/g；

2)通过抽提室1促进注气室3内的挥发性有机污染物向生物降解室2内的导入；

3)在生物降解室2内挥发性有机污染物在好氧环境和厌氧环境交替下进行生物降解；向生物降解室2内导入O₂或H₂，实现挥发性有机物的好氧或厌氧降解过程；在厌氧条件下进行生物降解过程时，生物降解室2内氧化还原电位控制在低于50～100mV；在有氧条件下进行生物降解过程时，生物降解室2内氧化还原电位控制在高于100～150mV；

向生物降解室2内导入功能菌剂和营养物质，调节生物降解基质的理化性质；

4)生物降解产生的生物分解气体及未降解挥发性有机物导入抽提室1，再由抽提室1导入注气室3内，形成气体循环；

或，由抽提室1直接导出。

实施例

某搬迁化工厂污染场地的原位治理修复与SVEDR技术配套装置的应用

某北方地区化工厂为配合城市整体规划设计，实施厂区搬迁，原厂区遗留场地通过场地调查评估后，确定存在挥发性有机污染物的污染问题，经现场踏勘，存在较为明显的苯系物类及六六六等有机农药类的刺激性气味，采用手持式PID进行现场挥发性有机污染物含量检测，场地上空垂直地面1m距离范围VOCs含量浓度超2000ug/m³，在现场通过喷洒气味抑制剂的方式辅助进行场地钻孔检测，场地内8m以上位置的平均土壤气中VOCs含量浓度达31787ug/m³，存在严重的挥发性有机污染物污染超标问题，并具有污染扩散的人体健康风险。综上可见，场地污染的区域总面积为1500m²，拟采用土壤气相抽提降解修复技术进行原位治理。

首先，根据场地概况进行总体设计，按每225m²一台装置的布设密度，进行本发明提供的配套装置布设，所安装的设备装置参数包括(表1)：

表1

装置单元长2m，共由4个单元通过螺扣方式连接而成，装置单元内抽提室1的直径为8cm，抽提室柱形体壁沿横切面水平分布的相邻孔(抽气孔14)夹角为36°，如图3所示；沿管体长度的纵向气孔间距为10cm，气孔直径为1.0cm；生物降解室2的厚度为50cm，生物降解室2的外壁开孔(注气孔13)，开孔参数与抽提室1壁完全一致；注气室3的厚度范围为5～10cm，外壁无孔；最外侧为集气室4嵌入注气室3的外壁中，注气室3的外壁穿过集气室4的横截面圆心，集气室4暴露在注气室3外壁外侧的表面区域开孔(集气孔12)，沿集气室柱形管横切面水平分布的相邻孔夹角为50°，如图4所示；沿管体长度的纵向气孔间距为10cm，气孔直径为1.0cm；装置整体的总直接范围为128～138cm；在抽提室1、注气室3和集气室4的顶端开设导气口，并在集气室4和注气室3连接的导气管路5之间开设阀门A15，在抽提室1和注气室3连接的导气管路5之间开设阀门B16，并在抽提室1上端开设注液注气口17；注气室3的上端导气口外连接气泵，气泵出气口端连接注气室导气口，气泵抽气端分别连接集气室4与抽提室1，气泵可置于生物降解室密封顶部；同时，在注气室3的顶端与抽提室1的顶端设置气体压力表；在装置的正上方安置可自如开启的如井盖似的顶盖，并与地面保持水平；各结构室壁之间通过在内部利用钢筋拉梁连接，钢筋拉梁呈“十字型”结构连接固定。

装置的安装流程为：在既定的装置安置位置进行钻井清挖，至8.5m深度后，将每一个装置单元竖向安置入井口内，通过螺扣方式连接；每个装置单元安置到井内后填入生物降解室2内的填料；在最顶端的装置单元上方安置外部导气管路5与气泵，并预留注气注液口17后，安设可自如开启的如井盖似的顶盖，并与地面保持水平，在装置系统需要进行调控时，开启顶盖，调控后关闭顶盖。

装置安置完成后开始启动土壤气相抽提降解处置的系统运行管理。在生物降解室内初始填入的填料为草炭土，其中混入多种VOCs降解兼性功能微生物，包括Staphylococcus sp.JWDH4-5、Acinetobacter sp.JWDH5-1、Achromobacter sp.JWDH7-5、Novosphingobium sp.JWDH5-5及Pseudomonas sp.JWDH6-5等菌株，使得初始的功能微生物丰度达5×10⁹CFU/g基质，将混入菌株的草炭土基质混合均匀后，灌入生物降解室内，并保持生物降解室基质中达pH8.2、含水量19％；在系统运行至160d和280d时，功能微生物总丰度已<10⁸CFU/g基质，如图7所示；两次通过注液注气口17向抽提室1内灌入功能微生物液体菌剂，并通过关闭阀门A15、开启阀门B16与气泵，助力菌液进入生物降解室2内。在修复过程中，在处置过程中每20d进行微生物丰度监测，每40d进行生物降解室基质内氧化还原电位监测，每5d利用手持式PID进行一次VOCs总体含量浓度测定。修复初期，为好氧降解阶段，当氧化还原电位低于100mV时，即处置达到80d时，生物降解室基质内氧化还原单位达到85mV，如图8所示；即为了转为并维持厌氧生物代谢降解状态，通过注液注气口17，在阀门B17关闭的条件下，向抽提室1内通入H₂，并使其进入生物降解室基质内；当处置系统运行至240d时，人为将降解系统转为生物好氧降解过程，向抽提室内通入O₂，并在320d时再次通入O₂，保持生物降解室基质内氧化还原电位达到150mV以上，如图8所示；在修复系统运行至200d时，注入无机盐营养液，内含无机离子与可溶性碳源。

在系统完整运行过程中，针对生物降解室填料基质内气体TVOCs的含量及装置整体相邻土壤气内TVOCs的含量进行监测，结果表明，随着好氧/厌氧/好氧的交替处置过程变化，填料基质内气体TVOCs的含量出现两个波峰，并随后被生物降解，含量下降，如图9所示；场地土壤内土壤气的含量程持续快速的下降趋势，在处理360d后，土壤气内TVOCs含量浓度降低到5348ug/m³，如图10所示。

综上表明，通过本发明提供的土壤气相抽提修复技术原位应用配套装置，可以良好的实现强化的土壤气相抽提降解原位修复技术的处置应用；通过气相抽提方式，实现了强化挥发性污染物在土壤中的脱附过程，通过将脱附的挥发性有机物强制注入生物降解室内，实现了强化污染物与微生物的接触与生物可利用性，并通过好氧/厌氧/好氧的降解调控过程，实现TVOCs的深度降解。本装置将挥发性有机物脱附过程与生物降解过程相耦合，实现了针对挥发性有机物污染场地的高效、安全综合治理修复。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，其特征在于，包括依次连通的抽提室(1)、生物降解室(2)、注气室(3)及集气室(4)；

所述集气室(4)与外部环境连通，用于收集原位污染土体(20)中的挥发性有机污染物；所述注气室(3)用于存储及向所述生物降解室(2)内导入挥发性有机污染物；所述生物降解室(2)对挥发性有机污染物进行微生物降解处置；所述抽提室(1)用于将生物分解气体及未降解挥发性有机物导出。

2.根据权利要求1所述的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，其特征在于，所述抽提室(1)、生物降解室(2)、注气室(3)及集气室(4)由内到外依次设置；所述注气室(3)的顶部通过导气管路(5)与所述集气室(4)和所述抽提室(1)连通；

所述集气室(4)与外部环境接触的侧壁上布设有多个集气孔(12)；所述生物降解室(2)的外壁上设有与所述注气室(3)连通的多个注气孔(13)；所述生物降解室(2)的内壁上布设有与所述抽提室(1)连通的多个抽气孔(14)。

3.根据权利要求2所述的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，其特征在于，所述集气室(4)为多个，且沿周向布设于所述注气室(3)的外侧；

所述导气管路(5)通过连通管路(7)与各所述集气室(4)的顶部连通。

4.根据权利要求2所述的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，其特征在于，所述集气室(4)与所述注气室(3)之间的导气管路(5)上设有阀门A(15)；所述抽提室(1)与所述注气室(3)之间的导气管路(5)上设有阀门B(16)；所述导气管路(5)与所述注气室(3)连通的一端设有风机(6)。

5.根据权利要求2所述的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，其特征在于，所述抽提室(1)和所述注气室(3)的顶部均设有压力表；所述抽提室(1)的顶部设有注液注气口(17)。

6.根据权利要求2所述的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，其特征在于，包括内管(8)、中间管(9)、外管(10)及多个集气管(11)；所述内管(8)、中间管(9)及外管(10)由内到外依次套装，多个所述集气管(11)沿周向设置于外管(10)的外侧；所述集气管(11)、中间管(9)及内管(8)通过连接梁(18)依次连接；

所述内管(8)的内部腔体为所述抽提室(1)；所述内管(8)和中间管(9)之间的环形腔体为所述生物降解室(2)；所述中间管(9)和外管(10)之间的环形腔体为所述注气室(3)；所述集气管(11)的内部腔体为所述集气室(4)；

所述集气孔(12)、注气孔(13)及抽气孔(14)依次设置于所述集气管(11)、中间管(9)及内管(8)的侧壁上。

7.根据权利要求1-6任一项所述的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，其特征在于，多个所述配套装置由下至上串联。

8.一种土壤气相抽提降解修复技术的原位应用方法，其特征在于，包括使用权利要求1-7任一项所述的土壤气相抽提降解修复技术的原位应用配套装置，该方法包括如下步骤：

1)在生物降解室(2)内填充生物降解基质；

2)通过抽提室(1)促进注气室(3)内的挥发性有机污染物向生物降解室2内的导入；

3)在生物降解室(2)内挥发性有机污染物在好氧环境和厌氧环境交替下进行生物降解；

4)生物降解产生的生物分解气体及未降解挥发性有机物导入抽提室(1)，再由抽提室(1)导入注气室(3)内，形成气体循环；

或，由抽提室(1)直接导出。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述生物降解室(2)内的生物降解基质中pH为5～9，含水量为10～20％，初始细菌微生物丰度达10⁸～10¹⁰CFU/g；

向所述生物降解室(2)内导入O₂或H₂，实现挥发性有机物的好氧或厌氧降解过程；

向所述生物降解室(2)内导入功能菌剂和营养物质，调节生物降解基质的理化性质。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

在厌氧条件下进行生物降解过程时，所述生物降解室(2)内氧化还原电位控制在低于50～100mV；

在有氧条件下进行生物降解过程时，所述生物降解室(2)内氧化还原电位控制在高于100～150mV。

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