CN205851548U - 一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，包括密闭处置大棚、污染土壤翻抛设备、挥发性气体收集系统、挥发性气体处置系统和鼓风系统。污染土壤通过翻抛促使污染土壤中的挥发性有机物进行挥发，再利用布设在密闭大棚的气体收集管道收集挥发性气体，收集的挥发性气体经过布袋除尘器，最终进入活性炭吸附装置。污染土壤经过多次翻抛达到修复目标值后转运出密闭处置大棚。本实用新型提供了用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，该系统具有修复成本低、修复效果好、修复效率高，工程操作实施性强的特点。

Description

一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统

技术领域：

本实用新型涉及一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，属于环境保护技术领域，主要应用于挥发性有机污染土壤的修复。

背景技术：

挥发性有机物是指室温下饱和蒸汽压超过70.91Pa或沸点小于260℃的有机物，主要以苯系物和卤代烃为代表，在土壤中以挥发态、溶解态、固态和自由态存在，可在土壤中滞留或通过挥发、扩散等进入空气、水体中，对环境、人类生命造成极大危害。挥发性有机物污染土壤具有隐蔽性、潜伏性、不可逆性和中间产物复杂等特征，可以在土壤中长期积累，与土壤中的物质发生一系列吸附、置换、结合作用，其降解需要很长的时间。

针对不同的污染状况，已形成一系列挥发性有机物污染土壤的修复技术。从修复原理来说，可分为物理修复、化学修复和生物修复。化学修复是最传统的修复方法，修复周期短，操作简单，适用范围广，但费用高，易产生二次污染，破坏土壤及微生物结构。微生物修复二次污染小、成本低但修复周期长、条件苛刻、具有一定的生态风险等。物理修复具有修复周期短，工艺操作简单，一般成本较化学修复低，效果较生物修复方法好。

实用新型内容：

机械通风技术是一种处理挥发性有机污染土壤的物理处理技术。通常是在密闭处置大棚内将土壤堆成条垛状，利用机械进行翻抛，在翻抛过程中，土壤中的挥发性有机污染物类如苯、氯代烃等物质转移到气相，再通过活性炭吸附，达标后排放。机械通风技术通常只要求室温或比室温稍高，适合处理低浓度、易挥发的有机污染物。本实用新型提出一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，该系统在密闭大棚内通过翻抛使土壤中的挥发性有机物挥发，然后再经由密闭大棚内的收集系统收集挥发性气体，收集后的气体进入气体处置系统。本系统完全依靠有机物的挥发性，不需要化学氧化药剂，既节省了药剂成本，又没有改变土壤性质，同时该系统可以用于大规模实施，特别适用于大规模挥发性有机物污染土壤的处置。

本实用新型提供一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，包括密闭处置大棚、挥发性气体收集系统、挥发性气体处置系统以及鼓风系统，所述挥发性气体收集系统设置于所述密闭处置大棚内并与挥发性气体处置系统连通，所述挥发性气体处置系统设置于密闭处置大棚外部，所述鼓风系统连通密闭处置大棚。

还包括设置于密闭处置大棚中的污染土壤翻抛设备。

所述污染土壤翻抛设备为翻抛机。

所述挥发性气体收集系统包括气体收集管道，所述挥发性气体处置系统包括相互连接的布袋除尘器和活性炭吸附塔，所述气体收集管道连通布袋除尘器，所述布袋式除尘器通过抽风机连通活性炭吸附塔。

所述鼓风系统包括气体充入管道和鼓风机，所述气体充入管道的一端连通密闭处置大棚的内部，另一端连接鼓风机。

所述密闭处置大棚为钢结构大棚，由多个单体构成，所述密闭处置大棚的地面采用顺次铺设的聚乙烯膜、膨润土防水布和土工布，其中聚乙烯膜处于底层，土工布处于顶层。

本实用新型具有以下优点：（1）该系统设有密闭钢结构大棚，用于处置挥发性有机污染土壤，防止在处理过程中挥发性气体外溢，造成二次污染；（2）该系统通过机械翻抛利用污染物易挥发的特点，使污染土壤修复达标，在污染土壤翻抛过程中仅添加少量生石灰，用于改善土壤状况，增加土壤中挥发性气体挥发的速率；（3）该系统处理规模通常不受限制，未使用化学氧化药剂，不改变土壤的结构和性能；（4）该系统处理挥发性有机污染土壤效率高、成本低。

附图说明

图1 ：一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风工艺流程图。

图2 ：一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统示意图。

图3 ：条剁状污染土壤的堆体侧面图。

图中：

1—密闭处置大棚；2—气体收集管道；3—条剁状污染土壤；4—污染土壤翻抛设备；5—抽风机；6—鼓风机；7—布袋除尘器；8—活性炭吸附塔；9-气体管道。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

本实用新型提供一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，该系统包括的工艺流程图如图1所示，其结构组成如图2所示，主要包含五个部分：密闭处置大棚1、污染土壤翻抛设备4、挥发性气体收集系统、挥发性气体处置系统以及鼓风系统。所述污染土壤翻抛设备4设置于密闭处置大棚1内，所述挥发性气体收集系统主要由气体收集管道组成，气体收集管道布设在密闭处置大棚1内，且该气体收集管道通过布袋除尘器连接有抽风机5，通过抽风机5能够将密闭大棚1内气体抽出至挥发性气体处置系统进行处理。在密闭处置大棚1右侧的侧墙上按照上下两个位置布设气体收集管道2，挥发性气体处置系统布设在密闭处置大棚1外，挥发性气体处置系统包括布袋除尘器7和活性炭吸附塔8，二者通过抽风机5连接，且所述气体收集管道2连接布袋除尘器7。所述鼓风系统布设在密闭处置大棚外，通过在密闭处置大棚左侧的侧墙上按照上下两个位置布设气体充入管道，利用鼓风机6通过气体管道向密闭大棚1内输入新鲜空气，具体连接见附图2。

所述密闭处置大棚1为钢结构大棚，如图2所示，钢结构大棚的单体跨度为24m，单体长度为15m，高度可以根据需要设置，密闭处置大棚1的建设面积可以根据项目需要设置由多个单体组成。由多个单体构成的密闭处置大棚的棚顶采用钢管梁，屋面及立面采用彩钢板，密闭处置大棚1的 棚顶20%双向找坡外排水。密闭处置大棚1地面防渗采用4800g/m²膨润土防水布和2.0mm厚高密度聚乙烯膜，并铺设600g/m²土工布。最下面铺设4800 g/m²膨润土防水布，中间铺设2.0mm厚高密度聚乙烯膜，最上面铺设600 g/m²土工布。地面防渗也可以采用20cm厚的混凝土结构。

所述挥发性有机污染土壤转移进入密闭处置大棚1后，利用挖掘机和铲车把污染土壤堆成条剁状污染土壤3，如图3所示，以便于污染土壤翻抛设备（优选为翻抛机）进行作业。通常条剁状污染土壤3的断面为梯形，最大横截面积为12m²，土堆高度最大为3m，土堆宽度最大为8m，最小条堆间距为0.9m。在污染土壤翻抛前为改善土壤性状，在污染土壤表面均匀铺洒生石灰，添加量根据污染土壤性质确定，通常为土壤重量的5-10%。

所述污染土壤翻抛设备4采用现有的商品话设备即可，具体型号没有限制，只要能够实现土壤翻抛即可，优选为抛翻机，设备长为4.3m，高为5.3m，宽为9.5m，行进速度50-500m/h。所述污染土壤翻抛设备4优选采用焊接钢箱梁门式框架结构，该设备主要由发动机、动力传输和控制系统、滚轴系统、驾驶室组成。其中核心部分滚轴系统采用大的双螺旋线外部直径（2.2 m）和较小的中心轴设计，使得翻堆材料能够在不被压缩的情况下被传输到位于滚轴中部的翻抛板抛出，在翻抛板上安装有对料堆进行切削的切削齿，滚轴在旋转的过程中，对料堆材料切削，破碎，并翻抛到滚轴的后方。在滚轴的螺旋线的顶部安装有可以更换的螺旋边。采用该设计，可以有效地将位于边沿和表层的材料传输到中心与中心的材料充分的混合，搅拌。由于特殊设计的滚轴使其在同类产品中采用较低的能耗实现最大的翻堆能力。污染土壤的翻抛频率及翻抛周期需要根据污染土壤的性质和污染土壤中挥发性有机物的污染程度决定。

所述挥发性气体收集系统主要由气体收集管道2组成。气体收集管道设置于密闭处置大棚1右侧侧墙处，其一端通过布袋除尘器7连接着抽风机5。所述抽风机5设置于密闭处置大硼1的外部。由于该挥发性气体收集系统收集的气体为常温常压气体，故采用普通气体收集管道既可以满足要求。抽风机5作为挥发性气体收集系统的抽风动力，通过气体收集管道将密闭处置大棚1内的挥发性气体收集，防止挥发性气体扩散。

所述挥发性气体处置系统包括布袋除尘器7和活性炭吸附塔8，布袋除尘器7与活性炭吸附塔8通过抽风机5连接，且所述布袋除尘器7与抽风机5之间、活性炭吸附塔8与抽风机5之间以及气体收集管道2与布袋除尘器之间均通过气体管道9连接。连接抽风机5一端的气体管道9通过气体收集管道2将收集到的气体全部通入布袋除尘器7，布袋除尘器7利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器7后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。经布袋除尘器7后的有机气体通过气体管道进入活性炭吸附塔8内时，风速瞬间降下，气体内含的较大颗粒杂物便自然沉降入塔底部，而溶入气体内的有机气体部分随气体流向流进活性炭过滤层，有机气体进入炭层时，有机气体被活性炭吸附进炭内，而干净的空气穿过炭层进入出气仓，气体经过机械自吸后排入大气中。

所述鼓风系统包括气体充入管道和鼓风机6。气体充入管道的一端连接着密闭处置大棚1的内部，另一端连接鼓风机6。由于该鼓风系统鼓入气体为新鲜空气，故采用普通气体充入管道既可以满足要求。鼓风机6作为鼓风系统的鼓风动力，通过向密闭处置大棚1内鼓入新鲜空气，使密闭处置大棚1内的空气得以流动。

在上海某退役制药厂场地内取挥发性污染土壤样品用于本处理系统试验。样品检测结果如下：

表1-1 土壤挥发性有机物样品检测结果

挥发性有机物	污染浓度(mg/kg)	修复标准(mg/kg)
			苯	32	5.53
乙苯	16.2	9.45
			氯苯	180	113
顺-1,2-二氯乙烯	378	53.26
			1,2,3-三氯丙烷	3.5	0.058
1,3,5-三甲基苯	248	55.4

处理步骤如下：

1）密闭处置大棚的构建：该密闭处置大棚采用钢结构大棚，钢结构大棚单体跨度24m，长15m，肩高8m，顶高11m，采用2个单体，棚顶采用钢管梁，屋面及立面采用彩钢板，处置大棚棚顶20%双向找坡，采用外排水。大棚地面防渗采用2.0mm厚高密度聚乙烯膜膜和4800g/m²膨润土防水布，并铺设600g/m²土工布。

2）污染土壤堆成条剁状：挥发性有机污染土壤转运至密闭处置大棚后，利用挖掘机拢成截面为梯形的长条垛，即下底宽7m、上底宽4m，高1.5m，长90m的条垛状土堆，以便于污染土壤翻抛作业。

3）污染土壤翻抛：在污染土壤翻抛前为改善土壤性状，在污染土壤表面均匀铺洒生石灰，添加量为8%。使用土壤翻抛机对每条剁污染土壤翻抛5次/天，翻抛5-7天。然后对污染土壤取样进行检测，直至污染土壤达标，停止翻抛工作。

4）挥发性气体收集：在密闭处置大棚内右侧的棚体上设置上下两条气体收集管道，管道采用直径为600mm的普通铁皮管，且该气体收集管道通过布袋除尘器连接至抽风机，通过抽风机将密闭大棚内的挥发性气体抽出至挥发性气体处置系统进行处理。

5）挥发性气体处置：挥发性气体处置系统包括布袋除尘器、活性炭吸附塔。布袋除尘器利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。经布袋除尘器后的有机气体进入塔内时，风速瞬间降下，气体内含的较大颗粒杂物便自然沉降入塔底部，而溶入气体内的有机气体部分随气体流进活性炭过滤层，有机气体进入炭层时，有机气体被活性炭吸附进炭内，而干净的空气穿过炭层进入出气仓，气体经过机械自吸后排入大气中。

6）鼓风系统：在密闭大棚内左侧的棚体上设置上下两条气体冲入管道，管道采用直径为600mm的普通铁皮管，通过鼓风机，向密闭大棚内补充新鲜的空气，换气频率为2次/h，确保大棚内操作人员的安全。

7）处置后土壤检测：选取处置后的土壤样品进行检测，检测结果如下：经过检测发现，目标污染物均达到修复目标值。

表1-2 处置后土壤挥发性有机物样品检测结果

挥发性有机物	检测浓度(mg/kg)
		苯	3.12
乙苯	4.76
		氯苯	78
顺-1,2-二氯乙烯	26.88
		1,2,3-三氯丙烷	0.05
1,3,5-三甲基苯	32

所述的实施详例仅为了说明而不是限制本实用新型，在本实用新型启示下且不脱离本实用新型权利要求所保护范围内的情况所做出的其他形式的变通，均在本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，其特征在于：包括密闭处置大棚、挥发性气体收集系统、挥发性气体处置系统以及鼓风系统，所述挥发性气体收集系统设置于所述密闭处置大棚内并与挥发性气体处置系统连通，所述挥发性气体处置系统设置于密闭处置大棚外部，所述鼓风系统连通密闭处置大棚。

2.根据权利要求1 所述的用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，其特征在于：还包括设置于密闭处置大棚中的污染土壤翻抛设备。

3.根据权利要求2 所述的用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，其特征在于：所述污染土壤翻抛设备为翻抛机。

4.根据权利要求1 所述的用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，其特征在于：所述挥发性气体收集系统包括气体收集管道，所述挥发性气体处置系统包括相互连接的布袋除尘器和活性炭吸附塔，所述气体收集管道连通布袋除尘器，所述布袋式除尘器通过抽风机连通活性炭吸附塔。

5.根据权利要求1 所述的用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，其特征在于：所述鼓风系统包括气体充入管道和鼓风机，所述气体充入管道的一端连通密闭处置大棚的内部，另一端连接鼓风机。

6.根据权利要求1 所述的用于修复挥发性有机污染土壤的机械通风系统，其特征在于：所述密闭处置大棚为钢结构大棚，由多个单体构成，所述密闭处置大棚的地面采用顺次铺设的聚乙烯膜、膨润土防水布和土工布，其中聚乙烯膜处于底层，土工布处于顶层。