CN204710846U - 一种蒸汽强化热脱附及气相抽提土壤修复系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种蒸汽强化热脱附及气相抽提土壤修复系统，属于环境技术领域；用于修复被挥发性和半挥发性有机物污染的土壤，彻底收集有机污染物，提高污染综合去除率。本实用新型特征在于，所述系统污染土壤区域铺设覆盖层，覆盖层采用水泥砂浆层和碎石层的双层机构，碎石层内铺设与地面平行的上层收集管网；上层收集管网与气液两相抽取井出口相连通，以全面彻底收集所有气相污染组分，提高有机污染物去除率；利用气相抽提和液相抽提相结合，能够收集从污染土壤中解吸出来的气体污染组分和液相污染组分。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境技术领域，特别是涉及一种蒸汽强化热脱附及气相抽提土壤修复系统。
背景技术
大量有毒有害化学品由于使用不当、管理不善，进入了土壤环境，造成土壤的污染。例如，在石油化工企业、煤化工企业以及各种有机化工企业中，由于储存有机原料或产品的容器、输送管道等泄漏，造成土壤污染。土壤中的污染物由于可以通过直接摄入、呼吸和皮肤接触等各种途径进入人体，公众的健康安全受到了严重威胁。因此，污染土壤应及时得到修复。
在污染场地修复领域，对有机物污染土壤修复的技术包括物理修复、化学修复、生物修复等，其中土壤气相抽提SVE(soil vapor extraction)技术属于物理修复范畴，此技术通过气相抽提不断地将污染土壤间隙的气化态污染物抽出地面，进行无害化处理。
SVE技术的修复效果受到土壤渗透性、含水率、组成以及污染物的蒸汽压、环境温度等因素影响；为提高SVE技术的修复效果，多种SVE增强技术得到了研究和发展，其中高温蒸汽注入技术通过直接加热污染土壤到足够高的温度，使有机污染物迅速从污染土壤中解吸挥发出来。
专利CN 202490819 U公开了一种“有机污染土壤的原位修复装置”，包括蒸汽注入系统、土壤抽提系统、监测系统及地面废气废水处理系统，用于对有机污染土壤的去污处理；但是该装置仅利用抽提井对含有机污染物的蒸汽进行抽提，抽提井所能收集的蒸汽仅局限于抽提井周围，覆盖范围小，污染物收集不彻底，去除效果受到了限制。
实用新型内容
为了克服目前土壤修复设备存在的缺陷和热强化SVE系统的不足，本实用新型提供了一种蒸汽强化热脱附及气相抽提土壤修复系统，利用蒸汽加热被挥发性和半挥发性有机物污染的土壤，彻底收集有机污染物，提高污染综合去除率。
本实用新型解决关键技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型涉及一种蒸汽强化热脱附及气相抽提土壤修复系统，其特征在于，所述系统污染土壤区域铺设覆盖层，覆盖层为双层机构，上层为水泥砂浆层，下层为碎石层；碎石层内铺设与地面平行的上层收集管网，上层收集管网与气液两相抽取井出口相连通。
本实用新型涉及一种蒸汽强化热脱附及气相抽提土壤修复系统，其特征在于，所述系统包括抽提系统、污染物处理系统以及下层蒸汽注入系统；
本实用新型抽提系统由气相抽提和液相抽提组成，气相抽提系统的管道和装置连接顺序，碎石层(12)→上层收集管网(3)→气液两相抽取井(2)→抽取管道(5)→真空抽取泵(6)→气液旋流分离器(13)→活性炭吸附装置(7)；液相抽提系统的管道和装置连接顺序，气液两相抽取井(2)→潜水泵(4)→废液管道(15)→废液收集器(8)→废液处理系统(9)；气液旋流分离器(13)通过液相输送管道与废液收集器(8)相连通；气液两相抽取井，井口装设真空表和温度计，井深与污染土壤底层深度平齐；深度位于污染土壤的井筒段采用筛孔结构，井筒外围填充砂石；气液两相抽取井内底端安装潜水泵；
污染物处理系统由气液旋流分离器、活性炭吸附装置、废液收集器和废液处理系统组成；
下层蒸汽注入系统由蒸汽锅炉、蒸汽输送管道、蒸汽注射井组成，管道和装置的连接顺序，蒸汽发生锅炉(10)→蒸汽输送管(11)→蒸汽注射井(1)；蒸汽注射井口装设压力表和温度计，深度超过污染土壤区域(18)，蒸汽注射井位于污染土壤及以下的井筒段为筛孔结构，井筒外围填充砂石。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型适用于修复治理受到挥发性和半挥发性有机物污染的土壤，具有修复时间短、去除率高的特点，尤其适用于受到苯系物、氰化物、农药、多环芳烃、多氯联苯、二噁英和石油类污染的土壤；也可以用于修复治理被重金属、除草剂等污染的土壤。
本实用新型利用气相抽提和液相抽提相结合的结构，能够收集从污染土壤中解吸出来的气体污染组分和液相污染组分。
本实用新型利用与地面平行的上层收集管网与气液两相抽取井出口相连通，既能收集污染土壤深处的污染物，也可以收集污染土壤表面的污染物，能够彻底收集所有气相污染组分，提高了有机污染物去除率。
附图说明
图1为蒸汽强化热脱附及气相抽提土壤修复系统；图2为液体污染物收集井；图3为上层收集管网、蒸汽注射井、抽取井、液体污染物收集井的平面布置。
蒸汽注射井(1)、气液两相抽取井(2)、上层收集管网(3)、潜水泵(4)、抽取管道(5)、真空抽取泵(6)、活性炭吸附装置(7)、废液收集器(8)、废液处理系统(9)、蒸汽发生锅炉(10)、蒸汽输送管(11)、碎石层(12)、气液旋流分离器(13)、监测仪(14)、液相抽取管(15)、井口密封填料(16)、水泥砂浆层(17)、污染土壤区域(18)。
具体实施方式
本实用新型利用蒸汽加热被挥发性和半挥发性有机物污染的土壤，彻底收集有机污染物，提高污染物综合去除率。
本实用新型采用围墙或围栏将需要修复的污染土壤区域圈起，根据污染程度和区域不同，采用合理平面布置，分别设置不同深度的蒸汽注射井(1)、气液两相抽取井(2)。
本实用新型污染土壤区域覆盖层结构，污染土壤区域(18)表面先铺碎石层，碎石层(12)内装设与地面平行的上层收集管网(3)，上层收集管网(3)与气液两相抽取井(2)筒相连通；碎石层上面浇注厚度20～100mm水泥砂浆层(17)。这种结构既防止环境空气直接进入污染土壤，也避免污染物挥发进入环境空气。
本实用新型采用中压蒸汽发生锅炉(10)产生温度400～500℃的水蒸气，通过蒸汽管道(11)压送进入蒸汽注射井(1)，井内蒸汽通过井筒筛孔进入污染土壤，对有机污染物和土壤加热，促进有机污染物从土壤颗粒脱附；有机污染物随着真空梯度逐渐减小而向气液两相抽取井(2)和土壤表面的上层收集管网(3)扩散，最终由真空抽取泵(6)抽吸，通过抽取管道(5)输送至气液旋流分离器(13)。污染物温度由深处到达土壤表面，温度由400℃降低到150℃左右。
部分污染物由于温度的逐渐降低由气态而重新液化，也有部分污染物不能被完全气化，但能够随着蒸汽的定向迁移进入气液两相抽取井(2)，这些污染物将被截留至气液两相抽取井(2)内，定期被潜水泵(4)抽取，通过液相抽取管(15)输送至废液收集器(8)，进入废液处理系统(9)无害化处理。
下面结合附图对本实用新型进一步说明，
如图1所示，本实用新型蒸汽注射井(1)通过蒸汽输送管(11)管道与蒸汽发生锅炉(10)相连通。
气液两相抽取井(2)顶端与碎石层(12)内的上层收集管网(3)连通，然后由输送管道与真空风机(6)相连。污染土壤被蒸汽直接加热，有机污染物从土壤颗粒解吸；由于气液两相抽取井(2)和碎石层(12)处气压较低，所以有机污染物随着蒸汽向气液两相抽取井(2)和上方定向移动，部分有机污染物以气体挥发状态抽出，但也有部分有机污染物以液体状态汇集到气液两相抽取井(2)内，气液两相抽取井底部安装潜水泵，通过潜水泵(4)抽入废液收集器(8)，然后输送至废液处理系统(9)进行无害化处理。
蒸汽注射井(1)、气液两相抽取井(2)井口外围采用膨胀填料(16)密封，避免地面空气进入和防止污染物进入环境空气。井口装设压力表和温度计等检测仪表(14)，用于对井内真空度、压力、温度的检测。
大部分污染物混合气体通过气液旋流分离器(13)分离，气相进入活性炭吸附装置(7)进行无害化处理后达标排放；气液旋流分离器(13)的液相组分被收集到废液收集器(8)，然后输送至废液处理系统(9)进行无害化处理，达标后排放。
Claims (2)
1.一种蒸汽强化热脱附及气相抽提土壤修复系统，其特征在于，所述系统包括抽提系统、污染物处理系统以及下层蒸汽注入系统；
抽提系统由气相抽提和液相抽提组成，气相抽提系统的管道和装置连接顺序，碎石层(12)→上层收集管网(3)→气液两相抽取井(2)→抽取管道(5)→真空抽取泵(6)→气液旋流分离器(13)→活性炭吸附装置(7)；液相抽提系统的管道和装置连接顺序，气液两相抽取井(2)→潜水泵(4)→废液管道(15)→废液收集器(8)→废液处理系统(9)；气液旋流分离器(13)通过液相输送管道与废液收集器(8)相连通；气液两相抽取井，井口装设真空表和温度计，井深与污染土壤底层深度平齐；深度位于污染土壤的井筒段采用筛孔结构，井筒外围填充砂石；气液两相抽取井内底端安装潜水泵；
污染物处理系统由气液旋流分离器、活性炭吸附装置、废液收集器和废液处理系统组成；
下层蒸汽注入系统由蒸汽锅炉、蒸汽输送管道、蒸汽注射井组成，管道和装置的连接顺序，蒸汽发生锅炉(10)→蒸汽输送管(11)→蒸汽注射井(1)；蒸汽注射井口装设压力表和温度计，深度超过污染土壤区域(18)，蒸汽注射井位于污染土壤及以下的井筒段为筛孔结构，井筒外围填充砂石。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽强化热脱附及气相抽提土壤修复系统，其特征在于：所述系统污染土壤区域铺设覆盖层，覆盖层为双层机构，上层为水泥砂浆层，下层为碎石层；碎石层内铺设与地面平行的上层收集管网，上层收集管网与气液两相抽取井出口相连通。
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