CN204747064U - 挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置包括热空气通入装置、土壤反应器、土壤污染物成分分析装置、空气冷却器、气体后续生物处理装置、控制装置，热空气通入装置、土壤反应器、空气冷却器、气体后续生物处理装置依次连接，土壤污染物成分分析装置与土壤反应器连接。本实用新型采用箱式结构，方便拆卸和运输，可重复利用，对流出气体中的挥发性有机污染物进行生物处理，实现了微生物对有机污染物的降解，处理后的气体可直接排放，同时在恰当的位置设置温度探针、气体采集探针等，通过精细化控制系统，方便及时发现问题并及早解决，实现自动化控制。
Description
技术领域
本实用新型属于土壤修复领域，涉及一种挥发性有机物污染土壤异位处理的一体化装置。
背景技术
土壤异位修复技术的反应速率快，所需反应时间短，比土壤原位修复技术更快捷，适用于突发性土壤污染事故。所以目前对于面积不大的突发性土壤污染事故，基本上采用土壤异位修复技术。但是挥发性有机污染物异位修复技术也存在本身的一些问题：因为需要在污染现场建设大量的修复构筑物，所以土石方工程量较大，而且修复效果受水文地质条件、温度等外界因素的影响较大，导致修复效果不稳定。
土壤中的挥发性有机污染物作为一种特殊的土壤污染物，有其不同于其它污染物的污染特性，并因其成分复杂和危害性，被列为环境中潜在危害性大、应优先控制的毒害性污染物。因此必须对受挥发性有机污染物污染的土壤进行妥当处置，以保证生物及其环境的安全。
目前对受挥发性有机污染物污染的土壤进行的异位修复技术大都采用现场挖掘修复所用的构筑物。现有技术ZL201310687341.6公开了一种针对土壤中含砷有机物的多重联合修复系统及方法，在现场挖掘修复所用的构建物，可以有效实现对污染土壤的修复，但是工程成本高，且由于现场水文地质条件、温度等外部因素的制约，直接影响修复效果。
实用新型内容
为了解决现有技术中土石方工程量大、成本高，以及受水文地质条件制约的问题，综合考虑土壤异位修复的影响因素，本实用新型提供了一种更方便、可拆卸的、可重复使用的，且便于运输的一整套挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置。
本实用新型为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
一种挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置采用箱式结构，包括热空气通入装置、土壤反应器、土壤污染物成分分析装置、空气冷却器、气体后续生物处理装置、控制装置，所述热空气通入装置、土壤反应器、空气冷却器、气体后续生物处理装置依次连接，所述土壤污染物成分分析装置与土壤反应器连接。
与现有技术相比，本实用新型采用可整体移动的箱式一体化装置，本装置可现场组装，并可重复使用，因此降低了工程成本。本实用新型还增加了流出气体生物处理装置，对吹脱出的挥发性有机污染物进行生物滴滤塔或生物过滤塔处理，处理后的气体可直接排放。设置于土壤反应器连接的土壤污染物分析装置，一方面可以实时监测流出气体中的挥发性有机气体含量，根据预先绘制好的标准曲线，可得知不同时间段的处理效果，从而调整热空气的流量；另一方面可以根据实时监测的数据，通过预先编好的软件计算出某一时间段内累积挥发性有机污染物吹脱量，再根据原土壤中挥发性有机污染物含量即可得出此时土壤中挥发性有机污染物残余量。然后，参照国家相关标准，得知处理效果是否达标，从而控制该处理过程的结束，结合控制装置实现了全自动化控制，提高了效率。
本实用新型还做了如下改进：
为了产生均匀的空气量，所述土壤反应器内部设有多条空气管道，且该空气管道上设有均匀分布的小孔。
所述土壤反应器的上方设有可自由伸缩的第一温度探头，此探头可以深入土壤，对土壤中的温度实时监测与控制。
如上所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，所述土壤污染物成分分析装置包括位于土壤反应器的出气输送管道内的第一气体采集探针和土壤污染物成分分析仪。
如上所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，所述热空气通入装置包括空气泵、空气预热器、第一流量计，所述空气泵的出气端设置阀门。设置阀门和流量计，可以根据反应过程的实时监控数据，来实时调整空气量，从而达到更佳的处理效果。
如上所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，所述气体后续生物处理装置可以采用滴滤方式或者过滤方式。其中滴滤方式为：所述气体后续生物处理装置包括生物滴滤塔、和为生物滴滤塔供给菌液的储液槽，所述生物滴滤塔下部的废液出口与储液槽的废液收集口连接，所述储液槽的菌液出口通过菌液喷淋管道与生物滴滤塔的上部连接。生物滴滤塔集废气的吸收与液相的再生为一体，塔内增设附着微生物的火山岩填料，为微生物的生长、挥发性有机污染物的降解提供条件。储液槽收集废液的同时用作菌液培养箱，节省了空间，且将喷淋液循环使用，节约了成本。
进一步的，所述储液槽的内部设有pH值探头、第二温度探头、第一溶解氧仪；所述菌液喷淋管道上设有第二流量计；所述生物滴滤塔的气体排出口设有第二气体采集探针。塔顶的气体排出口设有气体采集探针，能够实时监测处理后气体中的挥发性有机污染物的含量，根据出气质量及时控制喷淋液浓度，从而控制火山岩填料上的生物量。
如上所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，气体后续生物处理装置的另一种处理方式为过滤方式。所述气体后续生物处理装置包括生物过滤塔、为生物过滤塔中的滤料提供水分的增湿液槽，所述增湿液槽的液体出口与生物过滤塔上部的液体入口连接，所述生物过滤塔下部的液体出口与增湿液槽的液体入口连接。
进一步的，所述增湿液槽与生物过滤塔之间的液体输送管道设有第三流量计，所述生物过滤塔设有第二溶解氧仪。
如上所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，所述空气冷却器和气体后续生物处理装置之间连接有水洗装置。水洗装置能够过滤流出气体中的易溶杂质，提高后续处理效果。
本实用新型的技术效果为：
1)综合考虑了土壤异位修复过程所需要检测的指标，整合了电脑控制装置、参数监测装置、参数控制装置，实现了整个运行过程的精细化控制。特别是，用于测试土壤挥发性有机污染物成分的各探针的使用，一方面可以实时监测流出气体中的挥发性有机气体含量，根据预先绘制好的标准曲线，可得知不同时间段的处理效果，从而调整热空气的流量。另一方面可以根据实时监测的数据，通过预先编好的软件计算出某一时间段内累积挥发性有机污染物吹脱量，再根据原土壤中挥发性有机污染物含量即可得出此时土壤中挥发性有机污染物残余量。然后，参照国家相关标准，得知处理效果是否达标，从而控制该处理过程的结束，实现了全自动化控制，提高了效率；
2)热空气通入装置阀门和流量计，可以根据反应过程的实时监控数据，来实时调整空气量，从而达到更佳的处理效果；
3)利用水洗装置过滤流出气体中的易溶杂质，提高后续处理效果；
4)对流出气体中的挥发性有机污染物进行生物处理，实现了微生物对有机污染物的降解，处理后的气体可直接排放；
5)采用可拆卸的一体化装置，便于灵活运输，大大降低了土壤异位修复的工程量和成本，且可重复利用。
附图说明
图1为实施例1所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置；
图2为实施例2所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置；
其中：空气泵1、阀门2、空气预热器3、土壤反应器4、空气冷却器5、生物滴滤塔6、储液槽7、pH值探头8、第一溶解氧仪9、第一温度探头10、第二控制面板11、第二流量计12、空气管道13、第一流量计14、第一气体采集探针15、第一控制面板18、第二气体采集探针19、水洗装置20、生物过滤塔21、增湿液槽22、进水管23、第三流量计24、循环泵25、外排管26、第二溶解氧仪27。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
结合图1说明本实施方式，如图1所示，本实用新型的用生物滴滤塔处理土壤挥发性有机物的土壤异位修复方法是：第一步，将被污染土壤送入土壤反应器4中与经空气预热器3加热到50～300℃的热风接触使吸附在被污染土壤表面的挥发性有机污染物脱附；第二步，将携带有脱附后的挥发性有机物的热风经过空气冷却器5和水洗装置20后从生物滴滤塔6底部送入生物滴滤塔6，在流动过程中与已经挂膜的生物滤料接触而被净化，与生物滴滤塔6顶部的喷淋液发生逆流，净化后的气体由塔顶排出。
一种挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置采用箱式结构，包括热空气通入装置、土壤反应器4、土壤污染物成分分析装置、空气冷却器5、气体后续生物处理装置、控制装置，热空气通入装置、土壤反应器4、空气冷却器5、气体后续生物处理装置依次连接，土壤污染物成分分析装置与土壤反应器4连接。
热空气通入装置包括空气泵1、空气预热器3、第一流量计14，空气泵1的出气端设置阀门2，设置阀门和流量计，根据反应过程的实时监控数据实时调整空气量。土壤反应器4内部设有多条空气管道13，且该空气管道13上设有均匀分布的小孔。土壤反应器4的上方设有可自由伸缩的第一温度探头16，此探头可以深入土壤，对土壤中的温度实时监测与控制。土壤污染物成分分析装置包括位于土壤反应器的出气输送管道内的第一气体采集探针15和土壤污染物成分分析仪17，土壤污染物成分分析装置17与电脑相连。空气冷却器5和气体后续生物处理装置之间连接有水洗装置20，利用水洗装置20过滤流出气体中的易溶杂质。控制装置与空气预热器3、土壤污染成分分析装置、空气冷却器5、气体后续生物处理装置分别连接。具体地，为方便操作，控制装置包括控制系统和安装在土壤反应器4外壁的第一控制面板18、安装在储液槽外壁上的第二控制面板11。通过精细化控制系统，能够更好地应对可能出现的问题。例如：温度、流出气体挥发性有机污染物含量异常等问题，能及早发现和解决，为土壤异位修复的运行过程提供最佳的运行条件，提高处理效果。
气体后续生物处理装置采用滴滤方式。气体后续生物处理装置包括生物滴滤塔6、和为生物滴滤塔6供给菌液的储液槽7，生物滴滤塔6下部的废液出口与储液槽7的废液收集口连接，储液槽7的菌液出口通过菌液喷淋管道与生物滴滤塔6的上部连接。储液槽7可收集废液，也可用作菌液培养箱。储液槽的内部设有pH值探头8、第二温度探头10、第一溶解氧仪9，菌液喷淋管道上设有第二流量12，生物滴滤塔6的气体排出口设有第二气体采集探针19用于实时监测处理后气体中的挥发性有机污染物的含量。pH值探头8、第一溶解氧仪9、第二温度探头10均位于储液槽7侧壁的底部，并且处于同一水平线上。
实施例2
结合图2说明本实施方式，如图2所示，本实用新型的用生物过滤塔处理土壤挥发性有机物的土壤异位修复方法是：第一步，将被污染土壤送入土壤反应器4中与经空气预热器3加热到50～300℃的热风接触使吸附在被污染土壤表面的挥发性有机污染物脱附；第二步，将携带有脱附后的挥发性有机物的热风经过空气冷却器5和水洗装置20从生物过滤塔21顶部送入生物过滤塔21，在流动过程中与已经挂膜的生物滤料接触而被净化，净化后的气体由塔底排出。
一种挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置采用箱式结构，包括热空气通入装置、土壤反应器4、土壤污染物成分分析装置、空气冷却器5、气体后续生物处理装置、控制装置，热空气通入装置、土壤反应器4、空气冷却器5、气体后续生物处理装置依次连接，土壤污染物成分分析装置与土壤反应器4连接。
热空气通入装置包括空气泵1、空气预热器3、第一流量计14，空气泵1的出气端设置阀门2，设置阀门和流量计，根据反应过程的实时监控数据实时调整空气量。土壤反应器4内部设有多条空气管道13，且该空气管道13上设有均匀分布的小孔。土壤反应器4的上方设有可自由伸缩的第一温度探头16，此探头可以深入土壤，对土壤中的温度实时监测与控制。土壤污染物成分分析装置包括位于土壤反应器的出气输送管道内的第一气体采集探针15和土壤污染物成分分析仪17，土壤污染物成分分析装置17与电脑相连。空气冷却器5和气体后续生物处理装置之间连接有水洗装置20，利用水洗装置20过滤流出气体中的易溶杂质。控制装置与空气预热器3、土壤污染成分分析装置、空气冷却器5分别连接。具体地，为方便操作，控制装置包括控制系统和安装在土壤反应器4外壁的第一控制面板18，控制面板的使用，使得监测和控制的操作过程更加智能化。
气体后续生物处理装置采用过滤方式。气体后续生物处理装置包括生物过滤塔21、为生物过滤塔21中的滤料提供水分的增湿液槽22，增湿液槽22的液体出口与生物过滤塔21上部的液体入口连接，生物过滤塔21下部的液体出口与增湿液槽22的液体入口连接。增湿液槽7保持生物过滤塔21中的滤料有一定水分，增湿液槽22中的水一部分来自于从进水管23补充进来的水，另一部分来自于循环利用的水，即循环泵25将生物过滤塔21排出的液体送入储液槽循环利用。增湿液槽22与生物过滤塔21之间的液体输送管道设有第三流量计24，生物过滤塔21设有第二溶解氧仪27。生物过滤塔21塔底的外排管26排出净化后的气体。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：包括热空气通入装置、土壤反应器、土壤污染物成分分析装置、空气冷却器、气体后续生物处理装置、控制装置，所述热空气通入装置、土壤反应器、空气冷却器、气体后续生物处理装置依次连接，所述土壤污染物成分分析装置与土壤反应器连接。
2.根据权利要求1所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：所述土壤反应器内部设有多条空气管道，该空气管道上设有均匀分布的小孔。
3.根据权利要求1所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：所述土壤反应器的上方设有可自由伸缩的第一温度探头。
4.根据权利要求1所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：所述土壤污染物成分分析装置包括位于土壤反应器的出气输送管道内的第一气体采集探针和土壤污染物成分分析仪。
5.根据权利要求1所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：所述热空气通入装置包括空气泵、空气预热器、第一流量计，所述空气泵的出气端设置阀门。
6.根据权利要求1所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：所述气体后续生物处理装置包括生物滴滤塔和为生物滴滤塔供给菌液的储液槽，所述生物滴滤塔下部的废液出口与储液槽的废液收集口连接，所述储液槽的菌液出口通过菌液喷淋管道与生物滴滤塔的上部连接。
7.根据权利要求6所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：所述储液槽的内部设有pH值探头、第二温度探头、第一溶解氧仪；所述菌液喷淋管道上设有第二流量计；所述生物滴滤塔的气体排出口设有第二气体采集探针。
8.根据权利要求1所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：所述气体后续生物处理装置包括生物过滤塔、为生物过滤塔中的滤料提供水分的增湿液槽，所述增湿液槽的液体出口与生物过滤塔上部的液体入口连接，所述生物过滤塔下部的液体出口与增湿液槽的液体入口连接。
9.根据权利要求8所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：所述增湿液槽与生物过滤塔之间的液体输送管道设有第三流量计，所述生物过滤塔设有第二溶解氧仪。
10.根据权利要求1所述的挥发性有机物污染土壤异位处理一体化装置，其特征在于：所述空气冷却器和气体后续生物处理装置之间连接有水洗装置。
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