CN115055506A - 一种污染土壤修复系统 - Google Patents
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- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
Abstract
本申请实施例涉及污染土壤修复技术领域，特别涉及一种污染土壤修复系统，包括：热处理组件，具有流体注入管，所述流体注入管的至少部分用于置入污染土壤并向污染土壤内注入流体；地热汲取组件，具有地热汲取件，所述地热汲取件的至少部分用于置入地下并汲取地热；其中，所述地热汲取件汲取的地热用于加热所述流体注入管向污染土壤内注入的流体。本申请实施例提供的污染土壤修复系统，在加热向污染土壤中注入的流体时，可降低所需消耗的电能或化石能源，利于保护环境。
Description
技术领域
本申请实施例涉及污染土壤修复技术领域，特别涉及一种污染土壤修复系统。
背景技术
随着科学技术的发展，人们的生活水平也随之提升。与此同时，保护环境乃至于对已被污染的环境修复越来越受到人们的重视。在修复已被污染的环境中，修复已被污染的土壤是较为重要的一环。
目前，针对被挥发性有机物和半挥发性有机物污染的土壤而言，常采用热流体处理的修复方式来修复污染土壤。热流体处理修复方式的主要原理是通过向污染土壤中注入加热后的流体来加热土壤从而提高污染土壤的温度，以改变土壤中的污染物的物理或化学性质，并使得原本位于污染土壤中的污染物混合至注入污染土壤中的流体，进而在混合有污染物的流体脱离土壤后，达到去除污染物的目的。
由于热流体处理修复方式具有耗时短、二次污染风险低、可同时处理多种污染物、对低渗透污染区具有较强的适用性等优点，已经被广泛地应用于修复被氯代烃类、石油烃类、苯系物类、无机汞和持久性有机污染物等污染的土壤。
然而，对于现有的热流体处理修复方式而言，其主要依靠电能或化石能源提供加热向污染土壤内注入的流体时所需消耗的能量。如此，在加热流体时所需消耗的电能或化石能源较多，不利于保护环境。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种污染土壤修复系统，在加热向污染土壤中注入的流体时，可降低所需消耗的电能或化石能源，利于保护环境。
为解决上述问题，本申请实施例提供一种污染土壤修复系统，包括：热处理组件，具有流体注入管，流体注入管的至少部分用于置入污染土壤并向污染土壤内注入流体；地热汲取组件，具有地热汲取件，地热汲取件的至少部分用于置入地下并汲取地热；其中，地热汲取件汲取的地热用于加热流体注入管向污染土壤内注入的流体。
本申请实施例提供的一种污染土壤修复系统，在实施热流体处理修复方式来修复污染土壤的过程中，可利用置入地下的地热汲取件汲取地热，并利用地热汲取件汲取的地热加热流体注入管向污染土壤内注入的流体，从而减少利用电能或化石能源加热向污染土壤内注入的流体时所需消耗的能量，进而在加热向污染土壤中注入的流体时，降低所需消耗的电能或化石能源，利于保护环境。
附图说明
图1为本申请一些实施方式提供的污染土壤修复系统的系统架构图。
具体实施方式
由背景技术可知，对于现有的热流体处理修复方式而言，其主要依靠电能或化石能源提供加热向污染土壤内注入的流体时所需消耗的能量。如此，在加热流体时所需消耗的电能或化石能源较多，不利于保护环境。
为解决上述问题，本申请发明人经研究发现，可将地热汲取件的至少部分用于置入地下并汲取地热，并利用地热汲取件汲取的地热加热流体注入管向污染土壤内注入的流体，从而减少利用电能或化石能源加热向污染土壤内注入的流体时所需消耗的能量，进而在加热向污染土壤中注入的流体时，降低所需消耗的电能或化石能源，利于保护环境。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
参见图1，本申请提供的污染土壤修复系统，包括：热处理组件110，具有流体注入管111，流体注入管111的至少部分用于置入污染土壤并向污染土壤内注入流体；地热汲取组件120，具有地热汲取件121，地热汲取件121的至少部分用于置入地下并汲取地热；其中，地热汲取件121汲取的地热用于加热流体注入管111向污染土壤内注入的流体。
对于热流体处理修复方式而言，根据是否需要对污染土壤的位置进行转移，将其划分为原位热流体处理修复方式和异位热流体处理修复方式。其中，原位热流体处理修复方式即为不转移污染土壤，直接对污染土壤进行修复；而异位热流体处理修复方式即为在对污染土壤修复之前，需在转移污染土壤所处的位置后，再对污染土壤进行修复。
在一些实施方式中，可利用本申请提供的污染土壤修复系统实施原位热流体处理修复方式以修复污染土壤，此时，则需将流体注入管111置入没有移动位置的污染土壤内。
在又一些实施方式中，可利用本申请提供的污染土壤修复系统实施异位热流体处理修复方式以修复污染土壤，此时，则需将流体注入管111置入移动位置后的污染土壤内。
在一些实施方式中，地热汲取件120为地热汲取管，地热汲取管(即地热汲取件120)与流体注入管111连通；其中，地热汲取管用于流通汲取地热的流体，并用于将汲取地热后的流体输送至流体注入管111以使流体经由流体注入管111注入污染土壤内。
这样一来，即可减少利用电能或化石能源加热流体注入管111注入污染土壤内的流体时所需消耗的能量，进而在加热向污染土壤中注入的流体时，降低所需消耗的电能或化石能源，利于保护环境。
具体的，当位于地热汲取管121内且汲取地热后的流体的温度还需再利用电能或化石能源进行二次加热时，则可利用电能或化石能源二次加热汲取地热后的流体，并使二次加热后流体经由流体注入管111注入污染土壤内。
而当位于地热汲取管121内且汲取地热后的流体的温度无需再利用电能或化石能源进行二次加热，即可经由流体注入管111直接注入污染土壤内。如此，本实施方式提供的修复系统则无需消耗电能或化石能源即可对污染土壤进行修复。
在一些实施方式中，修复系统还包括：能源转换组件130；地热汲取管经由能源转换组件130与流体注入管111连通；能源转换组件130具有控温组件131，控温组件131用于控制向流体注入管111输送的流体的温度。
这样一来，当位于地热汲取管121内且汲取地热后的流体的温度过高时，可通过控温组件131降低流体的温度以使得流体的温度处于预设温度后，再将降低温度后的流体经由流体注入管111注入污染土壤内。
具体的，预设温度是指在利用热流体处理修复方式修复污染土壤的过程中，向污染土壤内注入的流体的最佳温度值。需要说明的是，最佳温度值会受污染土壤的污染物的种类、污染土壤的环境、向污染土壤内注入的流体的种类等因素的影响而产生变化，故本申请对最佳温度值的具体数值不做限定。还需说明的是，最佳温度值可以是一个点值(如：100摄氏度、200摄氏度)，也可以是一个范围值(如：100摄氏度至170摄氏度之间)。
在一些实施方式中，修复系统也包括：能源转换组件130；地热汲取件111仍为地热汲取管，地热汲取管用于流通汲取地热的流体；能源转换组件130用于将地热汲取管汲取地热后的流体的热能转换至流体注入管111向污染土壤内注入的流体。
如此，即可减少利用电能或化石能源加热流体注入管111注入污染土壤内的流体时所需消耗的能量，进而在加热向污染土壤中注入的流体时，降低所需消耗的电能或化石能源，利于保护环境。
在一些实施方式中，能源转换组件130具有换热组件132，换热组件132用于将地热汲取管汲取地热后的流体的热能转换至流体注入管111向污染土壤内注入的流体。
此外，在此实施方式中，能源转换组件130还可具有控温组件131，控温组件131用于控制转换至流体注入管111向污染土壤内注入的流体的热量。如此，可避免经由地热汲取件121汲取的地热加热后的、且需经由流体注入管111向污染土壤内注入的流体的温度过高。
在一些实施方式中，地热汲取管与流体注入管111连通；地热汲取管用于将汲取地热后的流体输送至流体注入管111以使流体经由流体注入管111注入污染土壤内。且修复系统还包括能源转换组件130，能源转换组件130用于将地热汲取管汲取地热后的流体的热能转换至流体注入管111向污染土壤内注入的流体。
在一些实施方式中，地热汲取组件120还包括：集水器122以及分水器123，地热汲取管的出口与集水器122连通，集水器122用于将位于地热汲取管内、且汲取地热后的流体抽至换热组件132处，并利用换热组件132将地热汲取管汲取地热后的流体的热能转换至流体注入管111向污染土壤内注入的流体。经由换热组件132换热后的、且原本位于地热汲取管内的流体输送至分水器123处。分水器123具有两个出口，分水器123的一个出口与流体注入管111连通并用于供流体注入管111抽取位于分水器123内且温度值为预设温度的流体，分水器123的另一个出口与地热汲取管的入口连通并将温度低于预设温度的流体排入地热汲取管内，以便于排入地热汲取管内的流体汲取地热。
需要说明的是，集水器122与分水器123可为两个相互独立的器件，集水器122与分水器123也可为一个器件，本申请对此不做限定。
在一些实施方式中，地热汲取管用于置入地下的部分管路邻近流体注入管111设置。在一个例子中，地热汲取管用于流通未汲取地热前的流体的部分管路邻近流体注入管111设置，如此，可使得位于地热汲取管用于流通未汲取地热前的流体的部分管路内的流体可先吸收流经流体注入管111内的流体散发的热量，从而预加热该部分流体。
在一些实施方式中，修复系统还包括：太阳能吸热组件140，具有太阳能吸热件141，太阳能吸热件141用于吸收太阳辐射并将吸收的太阳辐射转换为热能；其中，太阳能吸热件141转换出的热能用于加热流体注入管111向污染土壤内注入的流体。
如此，可利用太阳能吸热件141转换出的热能加热流体注入管111向污染土壤内注入的流体，从而进一步减少利用电能或化石能源加热需注入污染土壤内的流体时所需消耗的能量，进而在加热向污染土壤中注入的流体时，降低所需消耗的电能或化石能源，进一步利于保护环境。
在一些实施方式中，太阳能吸热组件140还具有蓄热水箱142，太阳能吸热件141为太阳能吸热板，太阳能吸热板(即太阳能吸热件141)用于利用其转换出的热能加热蓄热水箱142内存放的液体。
进一步的，蓄热水箱142与流体注入管111连通，并用于将太阳能吸热板加热的液体经由流体注入管111输送至污染土壤内，和/或，蓄热水箱142用于将太阳能吸热板加热的液体输送至能源转换组件130，并利用能源转换组件130将太阳能吸热板加热的液体的热能转换至向流体注入管111输送的流体。
在一个例子中，蓄热水箱142经由能源转换组件130与流体注入管111连通，能源转换组件130的控温组件131用于控制蓄热水箱142向流体注入管111输送的液体的温度。
在又一个例子中，蓄热水箱142用于将太阳能吸热板加热的液体输送至换热组件132，并利用换热组件132将太阳能吸热板加热的液体的热能转换至向流体注入管111输送的流体。在此例子中，还可同时利用控温组件131用于控制向流体注入管111输送的液体的温度。
在一些实施方式中，热处理组件110还具有流体加热装置112，流体加热装置112用于加热向流体注入管111内输送的流体。具体的，当被地热汲取件121汲取的地热加热后的流体的温度未达到预设温度时，可利用流体加热装置112进一步加热被地热汲取件121汲取的地热加热后的流体。此外，当被太阳能吸热件141转换出的热能加热后的流体的温度未达到预设温度时，也可利用流体加热装置112进一步加热被地热汲取件121汲取的地热加热后的流体。
需要说明的是，本申请对流体注入管111向污染土壤内注入的流体的具体类型不做限定，流体可以是加热后的液体、气体。相应的，本申请对地热汲取管内流通的流体的具体类型也不做限定，其可以是加热后的液体、气体。
在一些实施方式中，流体注入管111向污染土壤内注入的流体为热空气。此时，蓄热水箱142用于将太阳能吸热板加热的液体输送至能源转换组件130，并利用能源转换组件130将太阳能吸热板加热的液体的热能转换至向流体注入管111输送的空气。
在一些实施方式中，流体注入管111用于向污染土壤输送蒸汽。在此实施方式中，热处理组件110还具有抽提井113、气液分离装置114、废气处理装置115以及污水处理装置116，抽提井113用于抽取污染土壤中的流体、并将抽取的流体输送至气液分离装置114，气液分离装置114用于对抽提井113抽取的流体中的气体和液体进行分离，气液分离装置114还用于将分离出的气体输送至废气处理装置115、并将分离出的液体输送至污水处理装置116，废气处理装置115用于对气液分离装置114输送的气体进行处理，污水处理装置116用于对气液分离装置114输送的液体进行处理。
废气处理装置115用于对气液分离装置114输送的气体进行处理即为，废气处理装置115对气液分离装置114输送的气体进行处理以处理掉气体中夹杂的污染物，从而避免夹杂有污染物的气体污染环境。在一些例子中，废气处理装置115中可具有用于吸附污染物的吸附材料，如此，可通过吸附材料吸附污染物来处理掉气体中夹杂的污染物。
污水处理装置116用于对气液分离装置114输送的液体进行处理即为，污水处理装置116对气液分离装置114输送的液体进行处理以处理掉液体中夹杂的污染物，从而避免夹杂有污染物的液体污染环境。在一些例子中，污水处理装置116为利用电解法去除液体中的污染物的装置，污染物被电解化为CO2(CO2：二氧化碳)和H2O(H2O：水)，具有氧化能力强，无二次污染，易于控制的特点。进一步的，污水处理装置116还设有废渣排放口(图中未示出)，废渣排放口用于排放污水处理装置116电解处理污染物后产生的沉淀物。
此外，在此实施方式中，污水处理装置116还用于将其处理后的液体向流体注入管道111输送。由于污水处理装置116处理后的液体不含有污染物，因此可再次利用此液体、并加热此液体形成向污染土壤内注入的蒸汽从而节约资源。具体的，污水处理装置116可用于将其处理后的液体经由地热汲取组件120和/或太阳能吸热组件140加热后向流体注入管道111输送，污水处理装置116也可用于将其处理后的液体经由流体加热装置112加热后向流体注入管道111输送，本申请对此不做限定。
另外，在此实施方式中，可将流体注入管111设置在抽提井113外周侧，以便于抽提井113从污染土壤中抽取流体。
进一步的，在此实施方式中，还可在污染土壤上方设置密封膜(图中未示出)，从而避免污染土壤中的气体直接溢出污染土壤，利用环境保护。
需要说明的是，在本申请提供的污染土壤修复系统在使用过程中，当某些组件需要补充流体时，可开设其他流体注入口以向需补充流体的组件补充流体。例如，当地热汲取管内的流体输送至流体注入管111内后，则需向地热汲取管补充流体以便于汲取地热。还需说明的是，当某些组件需要补充的流体为液体时，则可通过上述的污水处理装置116处理后的液体进行补充，也可额外连接其他供水管路，在此不再赘述。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种污染土壤修复系统，其特征在于，包括：
热处理组件，具有流体注入管，所述流体注入管的至少部分用于置入污染土壤并向污染土壤内注入流体；
地热汲取组件，具有地热汲取件，所述地热汲取件的至少部分用于置入地下并汲取地热；
其中，所述地热汲取件汲取的地热用于加热所述流体注入管向污染土壤内注入的流体。
2.根据权利要求1所述的修复系统，其特征在于，
所述地热汲取件为地热汲取管，所述地热汲取管与所述流体注入管连通；
其中，所述地热汲取管用于流通汲取地热的流体，并用于将汲取地热后的流体输送至所述流体注入管以使流体经由所述流体注入管注入污染土壤内。
3.根据权利要求2所述的修复系统，其特征在于，还包括：能源转换组件；
所述地热汲取管经由所述能源转换组件与所述流体注入管连通；
所述能源转换组件具有控温组件，所述控温组件用于控制向所述流体注入管输送的流体的温度。
4.根据权利要求1所述的修复系统，其特征在于，还包括：能源转换组件；
所述地热汲取件为地热汲取管，所述地热汲取管用于流通汲取地热的流体；
所述能源转换组件用于将所述地热汲取管汲取地热后的流体的热能转换至所述流体注入管向污染土壤内注入的流体。
5.根据权利要求4所述的修复系统，其特征在于，
所述能源转换组件具有换热组件以及控温组件，所述换热组件用于将所述地热汲取管汲取地热后的流体的热能转换至所述流体注入管向污染土壤内注入的流体上，所述控温组件用于控制转换至所述流体注入管向污染土壤内注入的流体的热量。
6.根据权利要求1所述的修复系统，其特征在于，
所述地热汲取件为地热汲取管，所述地热汲取管用于流通汲取地热的流体，所述地热汲取管用于置入地下的部分管路邻近所述流体注入管设置。
7.根据权利要求1所述的修复系统，其特征在于，还包括：
太阳能吸热组件，具有太阳能吸热件，所述太阳能吸热件用于吸收太阳辐射并将吸收的太阳辐射转换为热能；
其中，所述太阳能吸热件转换出的热能用于加热所述流体注入管向污染土壤内注入的流体。
8.根据权利要求7所述的修复系统，其特征在于，
所述太阳能吸热组件还具有蓄热水箱，所述太阳能吸热件为太阳能吸热板，所述太阳能吸热板用于利用其转换出的热能加热所述蓄热水箱内存放的液体；
所述蓄热水箱与所述流体注入管连通，并用于将所述太阳能吸热板加热的液体经由所述流体注入管输送至污染土壤内，和/或，所述蓄热水箱用于将所述太阳能吸热板加热的液体输送至能源转换组件，并利用所述能源转换组件将所述太阳能吸热板加热的液体的热能转换至向所述流体注入管输送的流体。
9.根据权利要求1所述的修复系统，其特征在于，
所述热处理组件还具有流体加热装置，所述流体加热装置用于加热向所述流体注入管内输送的流体。
10.根据权利要求1所述的修复系统，其特征在于，
所述热处理组件还具有抽提井、气液分离装置、废气处理装置以及污水处理装置，所述流体注入管用于向污染土壤输送蒸汽，所述抽提井用于抽取污染土壤中的流体、并将抽取的流体输送至所述气液分离装置，所述气液分离装置用于对所述抽提井抽取的流体中的气体和液体进行分离，所述气液分离装置还用于将分离出的气体输送至所述废气处理装置、并将分离出的液体输送至所述污水处理装置，所述废气处理装置用于对所述气液分离装置输送的气体进行处理，所述污水处理装置用于对所述气液分离装置输送的液体进行处理。
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