CN206652833U - 一种基于热强化sve的烃类污染土壤修复系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，包括：吹扫装置、SVE装置、活性炭吸附土壤抽提净化装置、热能循环装置、检测系统和控制装置；其中，吹扫装置经热能循环装置与SVE装置连接；SVE装置与活性炭吸附土壤抽提净化装置连接；活性炭吸附土壤抽提净化装置分别与热能循环装置和检测系统连接；控制装置，分别与吹扫装置、活性炭吸附土壤抽提净化装置、热能循环装置和检测系统电气连接，对吹扫装置活性炭吸附土壤抽提净化装置、热能循环装置和检测系统协同控制完成烃类污染土壤修复系统过程。该线条能实现热能的循环利用、有机废气的矿化和活性炭的循环利用，成本低，撬装化，符合可持续发展的国情。

Description

一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统

技术领域

本实用新型涉及环境工程领域，尤其涉及一种烃类污染土壤修复的基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统。

背景技术

烃类污染物易于隐匿于土壤环境，大多具有毒性，损害土壤和地下水资源。目前研究显示油田勘探、开采和油品储运、运输和使用过程中发生的各种泄露事故，造成了严重的烃类土壤污染。烃类污染物在一定条件下直接从土壤中解吸附，产生挥发性的有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs,行业俗称“油气”)，而VOCs对增强大气氧化性的作用比氮氧化物NOx更加重要，是造成严重雾霾污染的最重要污染物。如果任凭烃类污染物在土壤中聚集，会严重污染环境卫生，造成能源浪费，安全隐患以及经济损失等一系列问题，对人类生命健康造成了威胁。

据美国超级基金统计，采用土壤气相抽提技术(soil vapor extraction，SVE)、焚烧、固化/稳定、生物修复等技术修复的美国1104个烃类污染场地土壤中，SVE技术修复场地的数量和土壤体积均列首位。但传统SVE技术不适用于孔隙小，通气透水性能差的黏性土壤，通常采用热强化SVE。现有的热强化SVE系统大多采用异位处理，处理过程中挥发性有机物未能得到及时的收集，活性炭吸附饱和后直接做危废处理，活性炭和所富集烃类的热能未能循环利用。从目前企业应用的烃类污染土壤修复系统来看，修复系统的成本较高，占地面积大，部分系统修复效率不高，并造成了经济和资源的浪费。

实用新型内容

基于现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种基于热强化SVE的烃类污染场所治理系统，成本低，撬装化，实现热能的循环利用、有机废气的矿化和活性炭的循环利用，能吸附净化油气、废物资源化和自动控制，对油气净化后的浓度实时检测，确保处理后可以达标排放。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施例提供一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，包括：

吹扫装置1、SVE装置2、活性炭吸附土壤抽提净化装置3、热能循环装置4、检测系统5 和控制装置6；其中，

所述吹扫装置1经所述热能循环装置4与所述SVE装置2连接；

所述SVE装置2与所述活性炭吸附土壤抽提净化装置3连接；

所述活性炭吸附土壤抽提净化装置3分别与所述热能循环装置4和检测系统5连接；

所述控制装置6，分别与吹扫装置1、活性炭吸附土壤抽提净化装置3、热能循环装置4和检测系统5电气连接，对吹扫装置1、活性炭吸附土壤抽提净化装置3、热能循环装置4和检测系统5协同控制完成烃类污染土壤修复系统过程。。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的土壤修复系统，通过设置热能循环装置与吹扫装置、SVE装置和活性炭吸附土壤抽提净化装置配合，能实现热能的循环利用、有机废气的矿化和活性炭的循环利用，成本低，撬装化，符合可持续发展的国情，通过应用控制装置的机电控制与活性炭吸附土壤抽提净化装置配合并利用燃烧产生的热能，使基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统具有吸附净化油气、废物资源化和自动控制的作用，对油气净化后的浓度时时检测，确保系统处理后可以达标排放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型的具体内容，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

另需要说明的是本文中所提到的描述方位的“上”、“下”、“左”、“右”、“前、“后”除特殊说明均不特指该方位，只是为了描述方便，所述产品的放置方向不同其描述也不尽相同。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下可理解的方位，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，包 括：

吹扫装置1、SVE装置2、活性炭吸附土壤抽提净化装置3、热能循环装置4、检测系统5和控制装置6；其中，

吹扫装置1经热能循环装置4与SVE装置2连接；

SVE装置2与活性炭吸附土壤抽提净化装置3连接；

活性炭吸附土壤抽提净化装置3分别与热能循环装置4和检测系统5连接。

控制装置6，分别与吹扫装置1、活性炭吸附土壤抽提净化装置3、热能循环装置4和检测系统5电气连接，对吹扫装置1、活性炭吸附土壤抽提净化装置3、热能循环装置4和检测系统5协同控制完成烃类污染土壤修复系统过程。

上述修复系统中，吹扫装置1包括：

空压机11、第一流量计12、第一温度计13、第二流量计14、吹扫管路15和第一电磁阀16；其中，

空压机11通过第一流量计依次经热能循环装置4的热交换器47和燃烧器41和吹扫管路连接至SVE装置2的通气管21；

第一温度计13设在热交换器47连接燃烧器41之间的管路上；

第二流量计14设在燃烧器41连接通气管21的吹扫管路上；

第一电磁阀16设在热能循环装置4的燃烧器41连接活性炭吸附土壤抽提净化装置3的管路上。

上述修复系统中，SVE装置2包括：

通气管21、LPHs污染场所22和抽提管23；其中，

通气管21和抽提管23分别设在LPHs污染场所22内；

通气管21经热能循环装置4与吹扫装置1连接；

抽提管23与活性炭吸附土壤抽提净化装置3连接。

上述修复系统中，活性炭吸附土壤抽提净化装置3包括：

真空泵31、气液分离罐32、吸附净化进口管路33、活性炭吸附罐34、第二温度计35、吸附净化出口管路37和第二电磁阀36；其中，

气液分离罐32前端管路上设置真空泵31；

气液分离罐32后端管路与活性炭吸附罐34的吸附净化进口管路33连接；

活性炭吸附罐34的吸附净化出口管路37与检测系统5连接；

吸附净化出口管路37上设有第二电磁阀36；

活性炭吸附罐34设有第二温度计35；

活性炭吸附罐34经管路与热能循环装置4的燃烧器41连接。

上述修复系统中，热能循环装置4包括：

燃烧器41、助燃气体供气装置42、第三电磁阀43、第三流量计44、助燃管路45、第四电磁阀46、热交换器47、第五电磁阀48和燃烧净化出口管路49；其中，

燃烧器41的吸附净化气入口与活性炭吸附土壤抽提净化装置3的吸附净化出口管路37连接；

燃烧器41的热气出口经吹扫管路与SVE装置2的通气管21连接；

助燃气体供气装置42经依次设有第三电磁阀43、第三流量计44的助燃管路45与燃烧器41的助燃气入口连接；

燃烧器41的循环气入口和循环气出口分别经管路与热交换器47连接；

热交换器47经设有第五电磁阀48的燃烧净化出口管路49与检测系统5连接，热交换器47设有连接吹扫装置1的入口。

上述修复系统中，检测系统5包括：

稳压罐51、检测管路52、HC浓度检测仪53、数据采集器54和排气管55；其中，

数据采集器54与HC浓度检测仪53连接，HC浓度检测仪53经检测管路52与稳压罐51连接；

稳压罐51分别与活性炭吸附土壤抽提净化装置3和热能循环装置4连接，稳压罐51上设有排气管55。

上述烃类污染土壤修复系统中，热交换器47、燃烧器41同时接入吹扫装置1和热能循环装置4工作，活性炭吸附罐34同时接入活性炭吸附土壤抽提净化装置3和热能循环装置4；SVE装置2的通气管21连接吹扫装置1，抽提管23连接活性炭吸附土壤抽提净化装置3；活性炭吸附土壤抽提净化装置3通过吸附净化出口管路37连接检测系统5，吸附净化进口管路33连接SVE装置2；热能循环装置4通过燃烧净化出口管路49连接检测系统5；吹扫装置1吹扫SVE装置2中的污染土壤，土壤中的污染物脱附，被活性炭吸附土壤抽提净化装置3抽提到地面净化后经检测系统5检测达标后排空；当活性炭吸附罐34吸附饱和后，检测系统5显示HC浓度超标，开启热能循环装置4，活性炭脱附，脱附后的气体进行燃烧，燃烧产生的热能用于加热吹扫气体。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

实施例一

如图1所示，本实施例的基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，包括：吹扫装置1、SVE装置2、活性炭吸附土壤抽提净化装置3、热能循环装置4和检测系统5；热交换器47、燃烧器41同时接入吹扫装置1和热能循环装置4工作，活性炭吸附罐34同时接入活性炭吸附土壤抽提净化装置3和热能循环装置4；SVE装置2的通气管21连接吹扫装置1，抽提管23连接活性炭吸附土壤抽提净化装置3；活性炭吸附土壤抽提净化装置3通过吸附净化出口管路37连接检测系统5，吸附净化进口管路33连接SVE装置2；热能循环装置4通过燃烧净化出口管路49连接检测系统5；吹扫装置1吹扫SVE装置2中的污染土壤，土壤中的污染物脱附，被活性炭吸附土壤抽提净化装置3抽提到地面净化后经检测系统5检测达标后排空；当活性炭吸附罐34吸附饱和后，检测系统5显示HC浓度超标，开启热能循环装置4，活性炭脱附，脱附后的气体进行燃烧，燃烧产生的热能用于加热吹扫气体。

所述的吹扫装置1包括空压机11、第一流量计12,、第一温度计13、第二流量计14、吹扫管路15及第一电磁阀16，吹扫装置1通过吹扫管路15连接到通气管21，采用空压机吹扫方式，通过空压机11产生压缩空气(第一流量计12控制空气流量)经热交换器47预加热(第一温度计13监测)再经燃烧器加热到预定温度(第二温度计14监测)后通过吹扫管路15对SVE装置2进行吹扫，第一电磁阀16为常闭阀。

所述的SVE装置2包括：通气管21、LPHs污染场所22和抽提管23，吹扫装置1通过通气管21对LPHs污染场所22进行吹扫，由于污染物的挥发性，土壤脱附，抽提管23一侧连接真空泵31产生负压，最后污染物经抽提管23抽提到地面。

所述的活性炭吸附土壤抽提净化装置3包括：真空泵31、气液分离罐32、吸附净化进口管路33、活性炭吸附罐34、第三温度计35、第二电磁阀36和吸附净化出口管路37。真空泵31产生负压，污染物被抽提到地面，经气液分离罐32的分离和活性炭吸附罐34的吸附净化后经常开的第二电磁阀36和吸附净化出口管路37进入到检测系统5，检测达标后排空。

所述的热能循环装置4包括：燃烧器41、助燃气体42、第三电磁阀43、第三流量计44、助燃管路45、第四电磁阀46、热交换器47、第五电磁阀48和燃烧净化出口管路49，燃烧器41包括内燃烧和外加热两部分，空气有燃烧器41外部加热到预定温度后经吹扫管路15到活性炭吸附罐34，活性炭脱附；污染物进入到燃烧器41内部燃烧，同时助燃气体42通过助燃管路45到燃烧器41内部助燃，使燃烧更充分，燃烧产生的热能用于加热气体；燃的第五电磁阀48和燃烧净化出口管路49进检测系统5，检测达标后排空。

所述的检测系统5包括：稳压罐51、检测管路52、HC浓度检测仪53、数据采集器54及排气管55，净化后的气体进稳压罐51，经检测管路52到HC浓度检测仪53和数据采集54，检测达标后经排气管55排空。

上述线条中的吹扫装置1、活性炭吸附土壤抽提净化装置3、热能循环装置4和检测系统5分别与控制装置6电气连接，控制装置6能对吹扫装置1活性炭吸附土壤抽提净化装置3、热能循环装置4和检测系统5协同控制完成烃类污染土壤修复系统过程。

本实用新型的修复系统有两个反应过程。

吹扫装置1吹扫SVE装置2中的污染土壤，另一侧活性炭吸附土壤抽提净化装置3的真空泵31抽真空产生负压，由于污染物具有挥发性，土壤中的污染物脱附，随气流被活性炭吸附土壤抽提净化装置3抽提到地面净化后经检测系统5检测达标后排空。

当活性炭吸附土壤抽提净化装置3的活性炭吸附罐34吸附饱和后，检测系统5显示HC浓度超标，第二电磁阀36关闭，第一电磁阀16打开，引入热空气对活性炭吸附罐34进行吹扫，活性炭脱附，脱附后的气体进入热能循环装置4的燃烧器41进行燃烧，燃烧产生的热能用于加热吹扫装置1的吹扫气体，进入活性炭脱附再生阶段。

对活性炭吸附土壤抽提净化装置3的活性炭吸附罐34吹扫一定时间后，第二电磁阀36打开，第一电磁阀16关闭，进入正常吹扫净化阶段。

由于采用以上技术方案，本实用新型具有以下优点和效果：

(1)本实用新型针对烃类污染土壤，实现活性炭的循环利用和有机废气的矿化以及热能的循环利用，对污染土壤有着良好的修复效果，经济效益良好。

(2)本实用新型以出口浓度为控制参数，利用机电控制技术，仅通过控制电磁阀16和电磁阀36的打开和闭合控制系统的吸附净化和活性炭的脱附再生，实现油气装置的自动运行。

(3)本实用新型系统的工艺流程简单，采用撬装式设备，设备结构简单，运行费用低。

(4)本实用新型采用活性炭吸附技术，实现高效率，低成本的目标。

(5)本实用新型采用原位修复技术，工艺对周围环境污染小，实现废物资源化，符合可持续发展的要求。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，其特征在于，包括：

吹扫装置(1)、SVE装置(2)、活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)、热能循环装置(4)、检测系统(5)和控制装置(6)；其中，

所述吹扫装置(1)经所述热能循环装置(4)与所述SVE装置(2)连接；

所述SVE装置(2)与所述活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)连接；

所述活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)分别与所述热能循环装置(4)和检测系统(5)连接；

所述控制装置(6)，分别与吹扫装置(1)、活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)、热能循环装置(4)和检测系统(5)电气连接，对吹扫装置(1)活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)、热能循环装置(4)和检测系统(5)协同控制完成烃类污染土壤修复系统过程。

2.根据权利要求1所述的一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，其特征在于，所述吹扫装置(1)包括：

空压机(11)、第一流量计(12)、第一温度计(13)、第二流量计(14)、吹扫管路(15)和第一电磁阀(16)；其中，

所述空压机(11)通过第一流量计依次经热能循环装置(4)的热交换器(47)和燃烧器(41)和吹扫管路连接至SVE装置(2)的通气管(21)；

所述第一温度计(13)设在所述热交换器(47)连接燃烧器(41)之间的管路上；

所述第二流量计(14)设在所述燃烧器(41)连接通气管(21)的吹扫管路上；

所述第一电磁阀(16)设在所述热能循环装置(4)的燃烧器(41)连接所述活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)的管路上。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，其特征在于，所述SVE装置(2)包括：

通气管(21)、LPHs污染场所(22)和抽提管(23)；其中，

所述通气管(21)和抽提管(23)分别设在所述LPHs污染场所(22)内；

所述通气管(21)经所述热能循环装置(4)与所述吹扫装置(1)连接；

所述抽提管(23)与所述活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，其特征在于，所述活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)包括：

真空泵(31)、气液分离罐(32)、吸附净化进口管路(33)、活性炭吸附罐(34)、第二温度计(35)、吸附净化出口管路(37)和第二电磁阀(36)；其中，

所述气液分离罐(32)前端管路上设置所述真空泵(31)；

所述气液分离罐(32)后端管路与所述活性炭吸附罐(34)的吸附净化进口管路(33)连接；

所述活性炭吸附罐(34)的吸附净化出口管路(37)与所述检测系统(5)连接；

所述吸附净化出口管路(37)上设有所述第二电磁阀(36)；

所述活性炭吸附罐(34)设有所述第二温度计(35)；

所述活性炭吸附罐(34)经管路与所述热能循环装置(4)的燃烧器(41)连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，其特征在于，所述热能循环装置(4)包括：

燃烧器(41)、助燃气体供气装置(42)、第三电磁阀(43)、第三流量计(44)、助燃管路(45)、第四电磁阀(46)、热交换器(47)、第五电磁阀(48)和燃烧净化出口管路(49)；其中，

所述燃烧器(41)的吸附净化气入口与所述活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)的吸附净化出口管路(37)连接；

所述燃烧器(41)的热气出口经吹扫管路与所述SVE装置(2)的通气管(21)连接；

所述助燃气体供气装置(42)经依次设有第三电磁阀(43)、第三流量计(44)的助燃管路(45)与所述燃烧器(41)的助燃气入口连接；

所述燃烧器(41)的循环气入口和循环气出口分别经管路与所述热交换器(47)连接；

所述热交换器(47)经设有第五电磁阀(48)的燃烧净化出口管路(49)与所述检测系统(5)连接，所述热交换器(47)设有连接所述吹扫装置(1)的入口。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于热强化SVE的烃类污染土壤修复系统，其特征在于，所述检测系统(5)包括：

稳压罐(51)、检测管路(52)、HC浓度检测仪(53)、数据采集器(54)和排气管(55)；其中，

所述数据采集器(54)与HC浓度检测仪(53)连接，所述HC浓度检测仪(53)经检测管路(52)与所述稳压罐(51)连接；

所述稳压罐(51)分别与所述活性炭吸附土壤抽提净化装置(3)和所述热能循环装置(4)连接，所述稳压罐(51)上设有排气管(55)。