CN205851549U - 一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，包括：太阳能供电控制系统以及分布在土壤修复区中的曝气系统和抽气系统，太阳能供电控制系统收集太阳能并输出供曝气系统和抽气系统使用，曝气系统向土壤修复区输送空气，抽气系统将有机污染物自土壤修复区抽出。采用太阳能发电，有效节约电能，不再受地形、电线等成本的约束；将土壤气相抽提和通风两种修复技术耦合，实现对土壤中挥发性有机物和可生物降解有机物的快速有效去除；实现土壤质量改善和净化后安全再利用；设备安装简便，应用范围广，操作灵活且运行成本较低，不造成二次污染。

Description

一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置

技术领域

本实用新型属于有机污染物污染场地修复技术领域，具体涉及的是一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置。

背景技术

土壤作为人类生态环境的重要组成部分，随着城市化速度加快和现代工农业的快速发展，城市规划置换出来的冶炼、有机化工工业搬迁场地越来越多，由于生产活动中“跑冒滴漏”现象造成的有机污染物进入土壤，不仅破坏了土壤本身的生态系统，甚至对地下水资源也构成威胁。另外石油开采、冶炼、使用和运输过程的污染和泄漏及含油废水的排放等对土壤的污染也已成为当前国际土壤生态环境保护与治理的焦点问题，日益引起国内外环境领域的广泛关注与重视。

挥发性有机污染物进入土壤后使土壤的理化性质发生变化，改变土壤质量，影响土壤微生物的活性，低农作物和植物造成危害，对人体健康造成严重威胁。针对这种挥发性有机污染物的治理，往往采用化学氧化方法去除，但是化学氧化方法在处理过程中由于具有化学反应发生，容易造成二次污染。为解决二次污染问题，本领域采用物理抽提方法，但是物理抽提往往会出现“拖尾”现象，导致污染物不能有效地被去除，除此之外，现有的物理抽提方法的能源来源于电网，使用电网接入成本较高，且与自然环境不相协调，存在一定的局限性。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本实用新型采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，包括：太阳能供电控制系统以及分布在土壤修复区中的曝气系统和抽气系统，所述太阳能供电控制系统收集太阳能并输出供所述曝气系统和所述抽气系统使用，所述曝气系统向所述土壤修复区输送空气，所述抽气系统将有机污染物自所述土壤修复区抽出。

在一些可选的实施例中，所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，还包括：对所述土壤修复区进行测量及检测的污染物监测系统，所述污染物监测系统分布在所述土壤修复区中并与所述曝气系统及所述抽气系统连接。

在一些可选的实施例中，所述污染物监测系统包括：土壤气体取样器及监测井，所述土壤气体取样器包括：压力表和气体采样孔，所述土壤气体取样器埋设于所述土壤修复区中，所述压力表用于测量所述土壤气体取样器采集的气体的压力，所述气体采样孔及所述监测井设置在所述土壤修复区顶部。

在一些可选的实施例中，所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，还包括：尾气处理系统，所述尾气处理系统连接在所述抽气系统的输出侧，所述抽气系统将有机污染物自所述土壤修复区抽出并输送至所述尾气处理系统进行尾气处理，所述尾气处理系统包括：活性炭吸附罐及第一单向阀，所述活性炭吸附罐通过所述第一单向阀与所述抽气系统连接。

在一些可选的实施例中，所述太阳能供电控制系统包括：太阳能电池板、控制器及转换器，所述太阳能供电控制系统通过所述控制器和所述转换器将所述太阳能电池板收集的太阳能输出供所述曝气系统和所述抽气系统使用。

在一些可选的实施例中，所述抽气系统包括：第二高压漩涡气泵、气液分离器及抽气井，所述第二高压漩涡气泵一端与所述太阳能供电控制系统的转换器连接，另一端与所述气液分离器连接，所述气液分离器另一端与抽气井连接。

在一些可选的实施例中，所述曝气系统包括：第一高压漩涡气泵、气体流量计及曝气井，所述第一高压漩涡气泵一端与所述太阳能供电控制系统的转换器连接，另一端与所述气体流量计连接，所述气体流量计另一端与所述曝气井连接。

在一些可选的实施例中，所述曝气系统还包括：节流阀和第二单向阀，所述节流阀位于所述气体流量计和第二单向阀之间，所述节流阀一端与所述气液分离器连接，另一端与所述抽气井连接。

在一些可选的实施例中，所述抽气井和所述曝气井置于所述土壤修复区中，所述抽气井和所述曝气井为垂直于地面布置的隙缝式筛管，外部包覆不锈钢滤网，所述抽气井和所述曝气井外部还设置滤料层，所述滤料层内的滤料为石英砂及砾石，所述滤料层位于所述不锈钢滤网包覆的所述隙缝式筛管的外表面。

在一些可选的实施例中，所述土壤修复区为污染土壤，所述土壤修复区体积为3m³，所述土壤修复区的高度小于等于3m，所述土壤修复区上表面铺设一层30cm厚的粘土层。

本实用新型所带来的有益效果：采用太阳能发电，能有效节约电能，环保，同时不再受地形、电线等成本的约束，极大地提升抽气系统和曝气系统的工作效率，提高污染物的去除效率；将土壤气相抽提和通风两种修复技术耦合，实现对土壤中挥发性有机物和可生物降解有机物的快速有效去除；适用于土壤中挥发性有机污染物浓度较高的场地修复，就地原位快速修复和治理，实现土壤质量改善和净化后安全再利用；污染物监测系统实现自动化控制，便于实时掌握土壤气体中污染物的变化情况；设备安装简便，应用范围广，操作灵活且运行成本较低，不造成二次污染。

附图说明

图1是本实用新型一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置的连接示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。

如图1和2所示，在一些说明性的实施例中，提供一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，包括：太阳能供电控制系统1、曝气系统2、抽气系统3、污染物监测系统4及尾气处理系统5。其中，太阳能供电控制系统1用于收集太阳能并输出，供曝气系统2和抽气系统3使用，曝气系统2向土壤修复区6输送空气，抽气系统3将有机污染物自土壤修复区6抽出，污染物监测系统4对土壤修复区6进行测量及检测，抽气系统3将有机污染物自土壤修复区6抽出并输送至尾气处理系统5进行尾气处理。

曝气系统2、抽气系统3及污染物监测系统4分布在土壤修复区6中，在一些说明性的实施例中，土壤修复区6为污染土壤，土壤修复区6体积为3m³，土壤修复区6的高度小于等于3m，土壤修复区6上表面铺设一层30cm厚的粘土层，防止气体短路。

太阳能供电控制系统1与曝气系统2及抽气系统3连接，包括：太阳能电池板11、控制器12及转换器13，太阳能供电控制系统1通过控制器12和转换器13将太阳能电池板11收集的太阳能输出供曝气系统2和抽气系统3使用。

污染物监测系统4与曝气系统2及抽气系统3连接，包括：土壤气体取样器41及监测井，土壤气体取样器41包括：压力表和气体采样孔。土壤气体取样器埋设于土壤修复区6中，压力表用于测量土壤气体取样器采集的气体的压力，气体采样孔及监测井设置在土壤修复区6顶部，气体采样孔为土壤气体和CO₂/O₂采样孔。污染物监测系统4实现自动化控制，便于实时掌握土壤气体中污染物的变化情况。

尾气处理系统5连接在抽气系统3的输出侧，抽气系统3将有机污染物自土壤修复区6抽出并输送至尾气处理系统5进行尾气处理。其中，尾气处理系统5包括：活性炭吸附罐51及第一单向阀52，活性炭吸附罐51通过第一单向阀52与抽气系统3连接。

抽气系统3包括：第二高压漩涡气泵31、气液分离器32及抽气井33，第二高压漩涡气泵31一端与太阳能供电控制系统的转换器13连接，另一端与气液分离器32连接，气液分离器32另一端与抽气井33连接。

曝气系统2包括：第一高压漩涡气泵21、气体流量计22、曝气井23、节流阀24及第二单向阀25，第一高压漩涡气泵21一端与太阳能供电控制系统的转换器13连接，另一端与气体流量计22连接，气体流量计22另一端与曝气井23连接。节流阀24位于气体流量计22和第二单向阀25之间，节流阀24一端与气液分离器32连接，另一端与抽气井33连接。

在一些说明性的实施例中，抽气井33和曝气井23置于土壤修复区6中，抽气井33和曝气井23为垂直于地面布置的隙缝式筛管，外部包覆不锈钢滤网。

抽气井33和曝气井23外部还设置滤料层，滤料层内的滤料为石英砂及砾石，滤料层位于不锈钢滤网包覆的隙缝式筛管的外表面。

太阳能由太阳能电池板11收集，经控制器12和转换器13将太阳能转换成电能稳定输出，通过与第一高压漩涡气泵21和第二高压漩涡气泵31连接，实现太阳控制系统1与曝气系统2和抽气系统3连接。

具体的操作过程为：首先将土壤修复区6中的污染土壤松动，在土壤修复区6建设过程中在土壤中置入一组水平的抽气井33和曝气井23，抽气井33数量依据土壤修复区6的深度和抽气半径决定，井屏长度略小于土壤修复区6宽度。曝气井23通过气体流量计22与第一高压漩涡气泵21连接，另一端用管帽封口，曝气井23的井口设有压力表。土壤修复区6内部埋设土壤气体取样器41，土壤气体取样器41用硅胶管连接于土壤堆体外部，用于试验曝气系统2运行期间土壤气体的采集，以便随时监测土壤气体中污染物的变化情况。

本实用新型的太阳能通风装置运行分为土壤气相抽提和土壤气相通风两个部分：抽气时，土壤气体中的挥发性有机物通过抽气井33抽出，经气液分离器32、第二高压漩涡气泵31，进入尾气处理系统5，经活性炭吸附罐51吸附达标后排入大气，从而减少土壤气体中挥发性有机污染物的含量。由于原位气相抽提技术在实施时向土壤中连续引入空气流，促进了土壤中一些低挥发性有机物的生物好氧降解过程。在通风模式时，曝气气体流量低于抽气流量，空气经第一高压涡旋气泵21、气体流量计22进入曝气井23，扩散生物堆土壤内部，促进土壤中土著微生物的生长代谢，从而实现对有机污染物的生物降解，达到降低土壤中可生物降解的有机污染物的目的。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变，修饰，替代，组合，简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，包括：太阳能供电控制系统以及分布在土壤修复区中的曝气系统和抽气系统，所述太阳能供电控制系统收集太阳能并输出供所述曝气系统和所述抽气系统使用，所述曝气系统向所述土壤修复区输送空气，所述抽气系统将有机污染物自所述土壤修复区抽出。

2.根据权利要求1所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，还包括：对所述土壤修复区进行测量及检测的污染物监测系统，所述污染物监测系统分布在所述土壤修复区中并与所述曝气系统及所述抽气系统连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，所述污染物监测系统包括：土壤气体取样器及监测井，所述土壤气体取样器包括：压力表和气体采样孔，所述土壤气体取样器埋设于所述土壤修复区中，所述压力表用于测量所述土壤气体取样器采集的气体的压力，所述气体采样孔及所述监测井设置在所述土壤修复区顶部。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，还包括：尾气处理系统，所述尾气处理系统连接在所述抽气系统的输出侧，所述抽气系统将有机污染物自所述土壤修复区抽出并输送至所述尾气处理系统进行尾气处理，所述尾气处理系统包括：活性炭吸附罐及第一单向阀，所述活性炭吸附罐通过所述第一单向阀与所述抽气系统连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，所述太阳能供电控制系统包括：太阳能电池板、控制器及转换器，所述太阳能供电控制系统通过所述控制器和所述转换器将所述太阳能电池板收集的太阳能输出供所述曝气系统和所述抽气系统使用。

6.根据权利要求5所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，所述抽气系统包括：第二高压漩涡气泵、气液分离器及抽气井，所述第二高压漩涡气泵一端与所述太阳能供电控制系统的转换器连接，另一端与所述气液分离器连接，所述气液分离器另一端与抽气井连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，所述曝气系统包括：第一高压漩涡气泵、气体流量计及曝气井，所述第一高压漩涡气泵一端与所述太阳能供电控制系统的转换器连接，另一端与所述气体流量计连接，所述气体流量计另一端与所述曝气井连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，所述曝气系统还包括：节流阀和第二单向阀，所述节流阀位于所述气体流量计和第二单向阀之间，所述节流阀一端与所述气液分离器连接，另一端与所述抽气井连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，所述抽气井和所述曝气井置于所述土壤修复区中，所述抽气井和所述曝气井为垂直于地面布置的隙缝式筛管，外部包覆不锈钢滤网，所述抽气井和所述曝气井外部还设置滤料层，所述滤料层内的滤料为石英砂及砾石，所述滤料层位于所述不锈钢滤网包覆的所述隙缝式筛管的外表面。

10.根据权利要求5至9任一项所述的一种用于污染场地修复的太阳能通风系统装置，其特征在于，所述土壤修复区为污染土壤，所述土壤修复区体积为3m³，所述土壤修复区的高度小于等于3m，所述土壤修复区上表面铺设一层30cm厚的粘土层。