CN205042871U - 一种氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，涉及土壤和地下水污染修复技术领域。该氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统包括抽提-处理子系统、原位生物修复子系统和热强化子系统，抽提-处理子系统用于将高浓度污染区的土壤和地下水中的挥发性氯代烃污染物抽出并进行处理；原位生物修复子系统用于向中低浓度污染区注入微生物药剂以对其中的氯代烃污染物进行处理；热强化子系统用于分别对高浓度污染区和中低浓度污染区的土壤和地下水中的氯代烃污染物进行加热。本实用新型提供的修复系统可同时修复高浓度和中低浓度区域的氯代烃，提高修复效率，减少修复费用，使用范围宽泛，实现彻底清除土壤和地下水中氯代烃污染。

Description

一种氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统

技术领域

本实用新型涉及土壤和地下水污染修复技术领域，尤其涉及一种氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统。

背景技术

氯代烃类化合物是高效清洁化学品，被广泛应用于飞机发动机、金属部件、电子元件以及洗衣行业等领域，由于无序排放和/或储存泄漏造成了土壤和地下水环境污染，是土壤和地下水环境常见的污染物，其不易降解，并具有“三致”效应，土壤和地下水中氯代烃污染治理引起广发关注。氯代烃属于重质非水相流体(DNAPL)，密度大，黏滞性低，在地下迁移能力强，进入地下环境后在重力的作用下进入包气带和饱水带，易在土壤粘土层和地下水隔水层中聚集，成为一个持久性和危害性很强的污染源，氯代烃污染的彻底修复具有相当的难度。受氯代烃污染的土壤和地下水，多形成土壤残留相和地下水中非水溶相的高浓度污染区，以及地下水中溶解态的中低浓度污染区，不同污染程度的土壤和地下水适用的修复技术也不同。

氯代烃常用的修复技术包括抽出处理法、热处理、原位化学氧化/还原法和原位生物修复等技术。不同形态和浓度的土壤和地下水氯代烃适用的修复方法不同，其中抽出处理法、热处理法适用于高浓度污染区域，原位化学氧化/还原法和原位生物修复适用于中低浓度区域。另外，单一的修复技术难以完全去除氯代烃污染物，用抽出处理法和热处理法易出现修复不彻底，出现反弹现象；利用原位微生物处理反应条件较高，处理周期长。

针对上述问题，亟需提供一种氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，以解决现有技术中存在的适用范围小、效率低、效果差的问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提出一种能够同时修复高浓度和中低浓度区域的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统。

本实用新型的再一个目的是提出一种修复效果好的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统。

本实用新型的还一个目的是提出一种能耗低、节能环保的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，包括抽提-处理子系统、原位生物修复子系统和热强化子系统，其中，

抽提-处理子系统用于将高浓度污染区的土壤和地下水中挥发性氯代烃污染物抽出并进行处理；

原位生物修复子系统用于向中低浓度污染区土壤和地下水注入微生物药剂以对其中的氯代烃污染物进行处理。

热强化子系统用于分别对高浓度污染区和中低浓度污染区的土壤和地下水中氯代烃污染物进行加热。

热强化子系统包括分别设置于高浓度污染区和中低浓度污染区的金属加热器和温度传感器。

优选的，所述抽提-处理子系统包括真空抽提设备以及与所述真空抽提设备连接的尾气和废液处理设备，所述真空抽提设备用于将高浓度污染区内加热后的气相氯代烃污染物抽提至尾气和废液处理设备处进行处理。

优选的，所述真空抽提设备包括依次连接设置的至少一个抽提井、流量调节阀和真空泵，所述抽提井伸入高浓度污染区内。

优选的，所述尾气和废液处理设备包括依次连接的冷凝器、气液分离器和至少一个活性炭吸附塔。

优选的，所述原位生物修复子系统包括混配微生物药剂设备和原位注入设备，所述混配微生物药剂设备用于将粉末状微生物药剂溶解，原位注入设备用于将溶解后的微生物药剂注入中低浓度污染区内。

优选的，所述混配微生物药剂设备包括依次连接的水箱、混合药剂搅拌装置、注入泵和至少一个注入井；

注入泵的出口处设置有压力表。

优选的，所述混合药剂搅拌装置包括搅拌罐以及设置于搅拌罐内的气动搅拌机，所述搅拌罐上开有入口和出口，所述入口与所述水箱的出水口连接，所述出口与所述注水泵的入水口连接。

优选的，所述水箱通过太阳能电池板供热。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统可同时修复高浓度和中低浓度区域的氯代烃土壤和地下水，实现修复技术联用，提高修复效率，缩短修复时间，减少修复费用，使用范围宽泛，实现彻底清除土壤和地下水中氯代烃污染。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统的结构示意图。

图中，1、金属加热器；2、温度传感器；3、太阳能电池板；4、水箱；5、抽提井；6、流量调节阀；7、真空泵；8、冷凝器；9、气液分离器；10、搅拌罐；11、气动搅拌机；12、入口；13、注入泵；14、压力表；15、注入井；16、活性炭吸附塔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一：

本实施例提供了一种氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，如图1所示，其包括抽提-处理子系统、原位生物修复子系统和热强化子系统。通过抽提-处理子系统将高浓度污染区的土壤和地下水中的挥发性氯代烃污染物抽出并进行处理，而原位生物修复子系统用于向中低浓度污染区的土壤和地下水中注入微生物药剂以对其中的氯代烃污染物进行处理，通过热强化子系统分别对高浓度污染区和中低浓度污染区的土壤和地下水中的氯代烃污染物进行加热，从而提高高浓度氯代烃污染物的迁移性和中低浓度氯代烃污染物的生物降解速率，实现修复技术联用，提高修复效率，缩短修复时间，减少修复费用，实现彻底清除土壤和地下水中氯代烃污染。

于本实施例中，热强化子系统包括金属加热器1和温度传感器2。金属加热器1优选为304不锈钢材料制成，其根据污染包气带的厚度和地下水位埋深选择不同长度进行埋设，实现对包气带和地下水加热，从初始环境温度至大约400℃的工作范围内具有自调节电阻率的特性。金属加热器1和温度传感器2分别置于高浓度污染区和中低浓度污染区的土壤和/或地下水中，在高浓度污染区加热的温度为氯代烃污染物沸点，促进气相氯代烃污染物的迁移；中低浓度污染区的加热温度为37摄氏度左右，为微生物提供最适的生长温度。高浓度污染区的管道均为不锈钢钢管。

于本实施例中，抽提-处理子系统包括真空抽提设备以及与真空抽提设备连接的尾气和废液处理设备，真空抽提设备用于将高浓度污染区内加热后的挥发性氯代烃污染物抽提至尾气和废液处理设备处进行处理。进一步的，真空抽提设备包括依次连接设置的至少一个抽提井5、流量调节阀6和真空泵7，抽提井5伸入高浓度污染区内。抽提井5为不锈钢材质，在包气带污染区开筛，开筛宽度为0.5-1.5mm，开缝率15％，用于抽气。抽提井5位于地下水水位以上。流量调节阀6安装于真空泵7和抽提井5连接的管道上，用于调节提气流量。真空泵7用来提供负压，用于抽提加热后土壤和地下水中的气相污染物。

尾气和废液处理设备包括依次连接的冷凝器8、气液分离器9和至少一个活性炭吸附塔16，冷凝器8用于冷凝真空抽提出的热空气。通过气液分离器9进行气液分离。活性炭吸附塔16用于处理通过冷凝器8后回收的气体和液体，回收的气体和液体经过测定后，进行达标排放。

抽提-处理子系统的工作过程为，金属加热器1加热，使土壤中的氯代烃污染物气化，开启真空抽提设备中的真空泵7，在负压作用下，从抽提井5中抽出土壤和地下水中气化的氯代烃污染物，通过冷凝器8进入气液分离器9进行气液分离，液体进入水池，气体进入活性碳吸附塔16，回收的气体和液体经过测定后，进行达标排放。

原位生物修复子系统包括混配微生物药剂设备和原位注入设备，混配微生物药剂设备用于将粉末状微生物药剂溶解，原位注入设备用于将溶解后的微生物药剂注入中低浓度污染区内。

于本实施例中，混配微生物药剂设备包括依次连接的水箱4、混合药剂搅拌装置、注入泵13和至少一个注入井15，注入泵13的出口处设置有压力表14。注入井15为PVC管材，在包气带污染区开筛，开筛宽度为0.5-1.5mm，开缝率15％，开筛深度直至地下水污染区底部。

混合药剂搅拌装置包括搅拌罐10以及设置于搅拌罐10内的气动搅拌机11，搅拌罐10上开有入口12和出口，入口12与水箱4的出水口连接，出口与注入泵13的入水口连接。优选的，水箱4连接太阳能电池板3，由太阳能电池板3对水箱4中的水进行加热，利用太阳能加热用于粉状微生物药剂的溶解和混合，可节约能耗，另外通过加热土壤和地下水至微生物适应生长温度，为微生物生长提供适宜环境，强化微生物修复效果。

原位生物修复子系统的工作过程为，利用太阳能电池板3加热水箱4中的干净自来水，使水温为37摄氏度，通过PVC管道从搅拌罐10的入口12输入到搅拌罐10内，利用气动搅拌机11将粉状微生物药剂充分混匀溶解，启动注入泵13，将混合好的微生物药剂通过管道注入到注入井15中。注入过程需要综合考虑场地水文地质情况、注入压力等现场条件按少量多次方式注入，单次注入量及注入时间需根据现场情况而定。

本实施例提供的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统利用氯代烃在土壤和地下水中的存在和运动特点，通过热强化子系统高温加热高浓度污染区的氯代烃，提高污染物的挥发、气相部分的迁移性和液相部分的流动性，通过真空抽提设备从抽提井5中提取出气相的污染物，并通过活性炭吸附塔16处理有害尾气；通过原位生物修复子系统修复中低浓度污染区，利用太阳能加热用于粉状微生物药剂的溶解和混合，可节约能耗，另外通过加热土壤和地下水至微生物适应生长温度，为微生物生长提供适宜环境，强化微生物修复效果。

本申请中所述的高浓度污染区为土壤中有残留相和/或地下水中有非水相氯代烃污染物存在；中低浓度污染区主要为土壤和地下水中存在的溶解相和/或气相氯代烃污染物。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，其特征在于：包括抽提-处理子系统、原位生物修复子系统和热强化子系统，其中，

抽提-处理子系统用于将高浓度污染区的土壤和地下水中的挥发性氯代烃污染物抽出并进行处理；

原位生物修复子系统用于向中低浓度污染区的土壤和地下水注入微生物药剂以对其中的氯代烃污染物进行处理；

热强化子系统用于分别对高浓度污染区和中低浓度污染区的土壤和地下水氯代烃污染物进行加热；

所述热强化子系统包括分别设置于高浓度污染区和中低浓度污染区的金属加热器(1)和温度传感器(2)；

所述抽提-处理子系统包括真空抽提设备以及与所述真空抽提设备连接的尾气和废液处理设备，所述真空抽提设备用于将高浓度污染区内加热后的气相氯代烃污染物抽提至尾气和废液处理设备处进行处理；

所述原位生物修复子系统包括混配微生物药剂设备和原位注入设备，所述混配微生物药剂设备用于将粉末状微生物药剂溶解，原位注入设备用于将溶解后的微生物药剂注入中低浓度污染区内。

2.根据权利要求1所述的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，其特征在于：所述真空抽提设备包括依次连接设置的至少一个抽提井(5)、流量调节阀(6)和真空泵(7)，所述抽提井(5)伸入高浓度污染区内。

3.根据权利要求1所述的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，其特征在于：所述尾气和废液处理设备包括依次连接的冷凝器(8)、气液分离器(9)和至少一个活性炭吸附塔(16)。

4.根据权利要求1所述的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，其特征在于：所述混配微生物药剂设备包括依次连接的水箱(4)、混合药剂搅拌装置、注入泵(13)和至少一个注入井(15)；

注入泵(13)的出口处设置有压力表(14)。

5.根据权利要求4所述的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，其特征在于：所述混合药剂搅拌装置包括搅拌罐(10)以及设置于搅拌罐(10)内的气动搅拌机(11)，所述搅拌罐(10)上开有入口(12)和出口，所述入口(12)与所述水箱(4)的出水口连接，所述出口与所述注入泵的入水口连接。

6.根据权利要求4所述的氯代烃污染土壤和地下水的分区修复系统，其特征在于：所述水箱(4)通过太阳能电池板(3)供热。