CN208178084U - 一种多相抽提修复装置及土壤修复系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供了一种多相抽提修复装置及土壤修复系统，土壤修复系统包括：多相抽提修复装置、分离设备、抽吸设备和净化设备；所述多相抽提修复装置的一端通过第三输送管与所述分离设备的一端连通；所述分离设备的另一端与所述抽吸设备的一端连通；所述抽吸设备的另一端与所述净化设备连通。多相抽提修复装置及土壤修复系统可实现气相污染物和液相污染物等多相萃取，可降低初始安装成本和维护成本。并且多相抽提修复装置不管水位变化如何，都能够选择性地提取漂浮在存在于土壤中的气相污染物和液相污染物，从而使水处理设施的容量最小化，这样可以降低净化成本并提高了净化提取的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤污染治理领域，特别涉及一种多相抽提修复装置及土壤修复系统。
背景技术
最近，随着社会的发展，土壤污染和地下水污染问题日趋严重，且现有的土壤污染和地下水污染并不是单独的污染。现多采用多相萃取技术来同时净化土壤和地下水。其中，多相萃取技术可以分为两种方法，但两种方法均存在各自的问题。
第一种方法是安装不同的提取管道以便提取一个井中的气相污染物和液相污染物。在这种情况下，气相污染物主要通过安装在地面上的抽气机来提取，并通过使用安装在提取井中的水下泵来提取液相污染物。该方法增加了安装成本和运行成本。而且，在该方法中，由于该方法不能通过水下泵选择性地抽取LNAPL(Non-aqueous Phase Liquid，非水相流体)，在抽提地下水表面的浮油层时，会伴有过多的地下水，需要进一步分离地下水，影响效率，从而增加了净化成本。
第二种方法是通过一种提取管和位于地面上的提取系统，同时气相污染物和液相污染物，然而，在这种情况下，为了对地下水位波动做出及时和适当的响应，大多需要手工完成，即需要连续的劳动和材料成本，例如由于水位波动引起的抽取管道的监测和变化，存在额外支出的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种多相抽提修复装置及土壤修复系统，以解决传统的多相抽提修复装置效率低和成本高的问题。
为了解决上述技术问题，依据实用新型实施例的一面，本实用新型实施例提供了一种多相抽提修复装置，包括：用于收集土壤中的气体、地下水和液态非水相液体的提取井、第一输送管、第二输送管、用于调整所述第二输送管的第一浮动装置和用于向所述第二输送管中输送液态非水相液体和/或位于液态非水相液体上部的气体的第二浮动装置；
所述第一输送管、第一浮动装置、第二输送管和第二浮动装置位于所述提取井内；
所述第一输送管的一端固定在所述提取井的顶部，其用于与外部输送管连通，所述第一输送管的另一端穿过所述第一浮动装置，所述第一输送管与所述第一浮动装置滑动连接；
所述第二输送管的一端与所述第一输送管的另一端连通，所述第二输送管的另一端穿过所述第一浮动装置，通过所述第一浮动装置使得所述第二输送管的另一端始终位于所述液态非水相液体层的上方；
所述第二浮动装置与所述第二输送管的另一端连通。
可选地，所述第二浮动装置包括:第三输送管和浮动件；所述浮动件设置有容纳空间，所述第三输送管的一端和第二输送管的另一端连通，所述第三输送管的另一端置于所述容纳空间中。
可选地，所述第三输送管的直径小于第二输送管的直径，所述第三输送管的一端可滑动地插入到第二输送管的另一端内。
可选地，所述多相抽提修复装置还包括：第一配重，所述第一配重设置在所述第一输送管的另一端。
可选地，所述多相抽提修复装置还包括：第二配重，所述第二配重和所述第二输送管可滑动连接。
依据实用新型实施例的另一面，本实用新型实施例还一种土壤修复系统，包括：如上所述的多相抽提修复装置、分离设备、抽吸设备和净化设备；
所述多相抽提修复装置的一端通过第四输送管与所述分离设备的一端连通；
所述分离设备的另一端与所述抽吸设备的一端连通；
所述抽吸设备的另一端与所述净化设备连通。
可选地，所述抽吸设备为液压泵或鼓风机。
可选地，所述土壤修复系统还包括：第一控制阀，所述第一控制阀设置在所述第四输送管上。
可选地，所述土壤修复系统还包括：第二控制阀，所述第二控制阀的两端分别与所述抽吸设备的一端和所述分离设备的另一端连通。
可选地，所述土壤修复系统还包括：用于监测导入的液态非水相液体的压力和/或温度的第一监测装置，所述第一监测装置设置在所述分离设备上。
本实用新型的实施例具有如下有益效果：
在本实用新型实施例中，通过第一浮动装置使得第二输送管的另一端始终位于液态非水相液体层的上方，以及将第二浮动装置的位置控制在水面和液态非水相液体层之间，第一浮动装置和第二浮动装置可以根据水位的变化调整自身位置，可保证第一浮动装置和第二浮动装置始终位于水面和液态非水相液体层之间，进而通过第二浮动装置将液态非水相液体以及位于液态非水相液体上部的气体输送给第二输送管，这样多相抽提修复装置可以实现气相污染物和液相污染物等多相萃取，可降低初始安装成本和维护成本。
而且，多相抽提修复装置不管水位变化如何，都能够选择性地提取漂浮在存在于土壤中的气相污染物和液相污染物，从而使水处理设施的容量最小化，这样可以降低净化成本并提高了净化提取的效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种多相抽提修复装置的示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种多相抽提修复装置的局部放大示意图；
图3为本实用新型实施例提供的另一种多相抽提修复装置的局部放大示意图；
图4为本实用新型实施例提供的再一种多相抽提修复装置的局部放大示意图；
图5为本实用新型实施例提供的一种土壤修复系统的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
参见图1，本实用新型实施例提供了一种多相抽提修复装置，多相抽提修复装置包括：用于收集土壤中的气体、地下水和液态非水相液体的提取井10、第一输送管11、第二输送管14、用于调整第二输送管14的第一浮动装置13和用于向第二输送管14中输送液态非水相液体和/或位于液态非水相液体上部的气体的第二浮动装置16。其中，
第一输送管11、第一浮动装置13、第二输送管14和第二浮动装置16位于提取井10内；第一输送管11的一端固定在提取井10的顶部，其用于与外部输送管连通，第一输送管11的另一端穿过第一浮动装置13，第一输送管11与第一浮动装置13滑动连接；第二输送管14的一端与第一输送管11的另一端连通，第二输送管14的另一端穿过第一浮动装置13，通过第一浮动装置13使得第二输送管14的另一端始终位于液态非水相液体层的上方；第二浮动装置16与第二输送管14的另一端连通。
可选地，第一浮动装置13的材料可选用密度小的轻质材料，具有漂浮在流入提取井10内的地下水的水面上的浮力，从而不管提取井10内的地下水的水位如何波动都能保持浮在水面上。如图2所示，当提取井10内的地下水的水位上升时，第一浮动装置13会随着地下水的水位一同上升。
同时，通过自动调整第一输送管11的端部与第一浮动装置13之间的距离，使得提取井10内地下水的水位变化时，浮于地下水面的液态非水相液体能够流入第一输送管11。
可选地，可将第一浮动装置13和第二浮动装置16的密度设定在地下水层和液态非水相液体层的密度之间，使得第一浮动装置13和第二浮动装置16位于地下水层和液态非水相液体层之间，当然并不仅限于此。
在本实用新型实施例中，通过第一浮动装置13使得第二输送管14的另一端始终位于液态非水相液体层的上方，以及将第二浮动装置16的位置控制在水面和液态非水相液体层之间，第一浮动装置13和第二浮动装置16可以根据水位的变化调整自身位置，可保证第一浮动装置13和第二浮动装置16始终位于水面和液态非水相液体层之间，进而通过第二浮动装置16将液态非水相液体以及位于液态非水相液体上部的气体输送给第二输送管14，这样多相抽提修复装置可以实现气相污染物和液相污染物等多相萃取，可降低初始安装成本和维护成本。并且多相抽提修复装置不管水位变化如何，都能够选择性地提取漂浮在存在于土壤中的气相污染物和液相污染物，从而使水处理设施的容量最小化，这样可以降低净化成本并提高了净化提取的效率。
可选地，参见图1，提取井10是中空的管状结构，当然并不仅限于此。提取井10具有用于将地下水引入中空结构内的通道，垂直嵌入在修复部位中并且将其纵向方向上的特定部分埋入地下。
可选地，第二输送管14设置在第一输送管11和第一浮动装置13中，用于保持连通状态。第二输送管14可为一种软质材料的柔性管，如软质材料可为Tygon(聚乙烯)，当然并不仅限于此。这样即使第一输送管11的下端和第一浮动装置13之间的距离由于地下水的水位的变化而改变，致使本体弯曲，也不会影响连通状态。
可选地，第一浮动装置13可选用具有优异的耐油成分的软木材料制成。需要说明的是，在本实用新型实施例中并不具体限定第一浮动装置13的材质。
可选地，第一输送管11可以采用耐腐蚀性和强度相对优异的不锈钢管，当然并不仅限于此。
继续参见图1，多相抽提修复装置还包括：第一配重12和第二配重15。其中，第一配重12设置在第一输送管11的另一端的端部，第一配重12固定在第一输送管11的下端以保持平衡，可以在重力方向上提供张力，使得第一输送管11位于提取井10的中心轴线处并不变形。第二配重15和第二输送管14为可滑动连接。第二配重15用以提供向下的张力，使得第二输送管14保持在稳定的状态。
在本实用新型实施例中，根据地下水的水位的变化，在第二输送管14的另一端设置有与第一浮动装置13互锁的第二浮动装置16，这样可保证液态非水相液体稳定地流入第二输送管14中。
参见图2～图4，第二浮动装置包括:第三输送管18和浮动件17；浮动件17设置有容纳空间17a，第三输送管18的一端和第二输送管14的另一端连通，第三输送管18的另一端置于容纳空间17a中。
需要说的是，第三输送管18的一端和第二输送管14为可移动连接。
可选地，容纳空间17a具有预定深度，需要说明的是，在本实用新型实施例中并不具体限定容纳空间17a的深度尺寸。
继续参见图2～图4，浮动件17浮在地下水层(简称为W层)和液态非水相液体层(简称为L层)之间，并且浮动件17对L层的厚度变化敏感，浮动件17的一侧设置有具有预定深度的中空容纳空间17a，以允许液态非水相液体层流入。
可选地，浮动件17可选用具有优异的耐油成分的软木材料制成。需要说明的是，在本实用新型实施例中并不具体限定浮动件17的材质。
继续参见图2～图4，第三输送管18的一端伸入到中空容纳空间17a中，并且第三输送管18的另一端插入到第二输送管14中，第三输送管18的状态被固定，并可滑动。对图2和图3对比可看出，第三输送管18随着L层的厚度减小而相对于第二输送管14下降的状态。
在本实用新型实施例中，虽然L层变化时对应的第一浮动装置13与浮动件17之间的垂直移动的灵敏度不同，但可通过向上和向下的滑动运动来执行缓冲作用，使得可以将中空容纳空间17a基本稳定地定位在W层和L层之间。
继续参见图2～图4，第三输送管18的直径小于第二输送管14的直径，所述第三输送管18的一端可滑动地插入到第二输送管14的另一端内，在第三输送管18和第二输送管14之间形成用于流入气体并且根据液态非水相液体厚度的变化而滑动的间隙。
当从提取井10的外部施加抽吸力时，位于液态非水相液体上部的气体通过第二输送管14和第三输送管18之间的间隙被引入，通过吸力增加，实现了液态非水相液体上部的气体连续流入第二输送管14。
继续参见图4，图中虚线箭头和实线箭头分别表示液态非水相液体上部的气体和液态非水相液体的流量，沿着管道内部的箭头表示液态非水相液体上部的气体以及液态非水相液体的混合空气的提取路径。更具体而言，气体主要沿着第二输送管14和第一输送管11的管中心移动，并且液态非水相液体沿着靠近管壁的部分移动。
参见图5，本实用新型实施例还提供了一种土壤修复系统，包括：如图1所示的多相抽提修复装置、分离设备20、抽吸设备21和净化设备22；
其中，多相抽提修复装置的一端通过第四输送管19与分离设备20的一端连通；分离设备20的另一端与抽吸设备21的一端连通；抽吸设备21的另一端与净化设备22连通。
在本实用新型实施例中，分离设备20介于提取井10和抽吸设备21之间并用以将气相污染物和液相污染物与待提取的流体分离，净化设备22用于吸收挥发性有机化合物VOC等气相提取物并将净化后的气体排放到大气中。可选地，分离设备20和净化设备22可以采用现有的设备。
可选地，抽吸设备21为液压泵或鼓风机。
可选地，土壤修复系统还包括：第一控制阀，第一控制阀设置在第四输送管19上。
需要说明的是，第一控制阀可为一个或以串联或并联形式连接的多个控制阀，在本实用新型实施例中并不具体限定第一控制阀的结构形式。
可选地，土壤修复系统还包括：第二控制阀，第二控制阀的两端分别与抽吸设备21的一端和分离设备20的另一端连通。
需要说明的是，第二控制阀可为一个或以串联或并联形式连接的多个控制阀，在本实用新型实施例中并不具体限定第二控制阀的结构形式。
可选地，土壤修复系统还包括：用于监测导入的液态非水相液体的压力和/或温度的第一监测装置，第一监测装置设置在分离设备上。
在本实用新型实施例中，分离设备20可为油分离器、活性炭吸附设备等，例如，液相污染物包括LNAPL和溶解相污染物可以根据受污染的地下水的性质选择性地配置/运行。如果它不含溶解的污染物，则可以由简单的水油分离器组成，如果含有溶解的污染物，可以通过油分离，加压或吸附活性炭一起处理。
可选地，提取井10的影响半径可大于2m，系统负压可大于0.05MPa，提取井10的负压可大于0.01MPa，气体的抽提流量可大于100m3/h，液态非水相液体的抽提流量可大于1.0m3/h。需要说明的是，以上有关于所述多相抽提修复装置及土壤修复系统的相关参数的描述只是示例并非限定。
可选地，多相抽提修复装置及土壤修复系统可适用于非水相液体如汽油、柴油、有机溶剂等污染土壤和地下水修复，不适用于渗透性差或地下水水位变动较大的场地。需要说明的是以上有关多相抽提修复装置及土壤修复系统的适用范围的描述只是示例并非限定。
在本实用新型实施例中，与抽吸设备21连通的第一输送管11设置在提取井10的内部空腔中，并且第一输送管11连接的第二输送管14可以选择性地引入液态非水相液体和/或位于液态非水相液体上部的气体。第一浮动装置13可滑动地联接到第一输送管11，并且第二输送管14经由第一浮动装置13从第一输送管11延伸到地下水表面并且第二输送管14与第二浮动装置16连接。
因此，当提取井10中的地下水位升高时，第一浮动装置13和第二浮动装置16通过浮力漂浮在地下水表面上，此时，即使具有柔性的第二输送管14被第一浮动装置13拉起，第二输送管14也与第一输送管11保持连通状态。优选地，当第二配重15钩在第一浮动装置13上时，不管第一浮动装置13的位置如何，第二输送管14都保持绷紧状态。
另一方面，通过浮动件17，第二浮动装置16在W层与L层之间上下敏感地浮起，并且经由可操作地插入在第二输送管14中的第三输送管18缓冲地联接到第二输送管14。
因此，即使当地下水的水位微细地减少时，第一浮动装置13不浮动，或者随着汲取提取过程的进行，L层的厚度被细微地减小，第三输送管18和浮动件17一体地下降，并且在W层和L层之间保持漂浮，以基本上保持流入位置。
当抽吸设备21被驱动时，位于液态非水相液体上部的气体通过第三输送管18和第二输送管14之间的间隙以高速流入到第二输送管14，吸入力增大，同时第二输送管14的入口处的压力急剧下降。沿着第二输送管14和第一输送管11排出的混合流体通过分离设备20将气相污染物物和液相污染物分离出来，并且将诸如VOC由净化设备22净化。
在本实用实施例中，土壤修复系统可实现多相污染物的萃取，可用于净化被挥发性有机物质和LNAPL污染的土壤和地下水，对地下水水位的变化提供了即时响应就维护和经济性而言，土壤修复系统可更加有效实现对土壤和地下水的修复，与传统的土壤修复设备相比，该土壤修复系统可有效降低初始安装成本、维护成本以及净化成本，并提高了修复的效率。
以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种多相抽提修复装置，其特征在于，包括：用于收集土壤中的气体、地下水和液态非水相液体的提取井(10)、第一输送管(11)、第二输送管(14)、用于调整所述第二输送管(14)的第一浮动装置(13)和用于向所述第二输送管(14)中输送液态非水相液体和/或位于液态非水相液体上部的气体的第二浮动装置(16)；
所述第一输送管(11)、第一浮动装置(13)、第二输送管(14)和第二浮动装置(16)位于所述提取井(10)内；
所述第一输送管(11)的一端固定在所述提取井(10)的顶部，其用于与外部输送管连通，所述第一输送管(11)的另一端穿过所述第一浮动装置(13)，所述第一输送管(11)与所述第一浮动装置(13)滑动连接；
所述第二输送管(14)的一端与所述第一输送管(11)的另一端连通，所述第二输送管(14)的另一端穿过所述第一浮动装置(13)，通过所述第一浮动装置(13)使得所述第二输送管(14)的另一端始终位于所述液态非水相液体层的上方；
所述第二浮动装置(16)与所述第二输送管(14)的另一端连通。
2.根据权利要求1所述的多相抽提修复装置，其特征在于，所述第二浮动装置(16)包括:第三输送管(18)和浮动件(17)；所述浮动件(17)设置有容纳空间(17a)，所述第三输送管(18)的一端和第二输送管(14)的另一端连通，所述第三输送管(18)的另一端置于所述容纳空间(17a)中。
3.根据权利要求2所述的多相抽提修复装置，其特征在于，所述第三输送管(18)的直径小于第二输送管(14)的直径，所述第三输送管(18)的一端可滑动地插入到第二输送管(14)的另一端内。
4.根据权利要求1所述的多相抽提修复装置，其特征在于，所述多相抽提修复装置还包括：第一配重(12)，所述第一配重(12)设置在所述第一输送管(11)的另一端。
5.根据权利要求1所述的多相抽提修复装置，其特征在于，所述多相抽提修复装置还包括：第二配重(15)，所述第二配重(15)和所述第二输送管(14)可滑动连接。
6.一种土壤修复系统，其特征在于，包括：如权利要求1～5任一项所述的多相抽提修复装置、分离设备(20)、抽吸设备(21)和净化设备(22)；
所述多相抽提修复装置的一端通过第四输送管(19)与所述分离设备(20)的一端连通；
所述分离设备(20)的另一端与所述抽吸设备(21)的一端连通；
所述抽吸设备(21)的另一端与所述净化设备(22)连通。
7.根据权利要求6所述的土壤修复系统，其特征在于，所述抽吸设备(21)为液压泵或鼓风机。
8.根据权利要求6所述的土壤修复系统，其特征在于，所述土壤修复系统还包括：第一控制阀，所述第一控制阀设置在所述第四输送管(19)上。
9.根据权利要求6所述的土壤修复系统，其特征在于，所述土壤修复系统还包括：第二控制阀，所述第二控制阀的两端分别与所述抽吸设备(21)的一端和所述分离设备(20)的另一端连通。
10.根据权利要求6所述的土壤修复系统，其特征在于，所述土壤修复系统还包括：用于监测导入的液态非水相液体的压力和/或温度的第一监测装置，所述第一监测装置设置在所述分离设备上。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110255638A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-09-20 | 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 | 一种含非水相液体污染地下水原位抽出处理系统及方法 |
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2018
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