CN208758335U - 一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，包括割缝管，所述割缝管埋设于污染场地内，所述割缝管一端通过管道连接有位于地表的漩涡气泵，所述漩涡气泵与所述割缝管之间的管道上依次设置有膜盒压力表、涡街流量计；所述污染场地内设置有土壤气探头。本实用新型公开的半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置结构简单，使用时工程量小，适用性强，修复效果好。

Description

一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置

技术领域

本实用新型涉及挥发性有机物处理技术领域，特别是涉及一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置。

背景技术

由于关注的点不同，对挥发性有机物，即VOCs的定义也各有侧重，美国ASTMD3960-98将其定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物；世界卫生组织将熔点低于室温而沸点在50℃-260℃之间的挥发性有机物定义为总挥发性有机物(TVOC)；巴斯夫公司也认为，应根据沸点来界定VOCs。最普遍的观点认为VOCs是指那些沸点低于或等于250℃的有机物。

VOCs室外主要来自燃料燃烧和交通运输；室内主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等得烟雾，建筑和装饰材料、家具、家用电器、清洁剂和人体本身的排放等。

VOCs主要包括烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括苯系物、有机氯化物、氟利昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等，这类物质具有强挥发性与强亲脂性，具有迁移性、持久性和毒性，可通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体产生危害，其毒性主要表现在对人体具有致畸致癌致突变，作用物排放量大，VOCs进入人体并积累到一定浓度时，人们会感觉到头疼、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等后果。

为此，大批学者开展了对VOCs的研究，寻找科学的治理VOCs污染的方法，降低其对人体和环境的危害。一方面，源头控制是解决VOCs污染的直接措施，国家对可能产生VOCs污染的行业都做了相应的限值；但是，还是不可避免的会有VOCs的产生，这就需要对产生的污染进行治理。

目前对VOCs的降解方法主要有：活性炭吸附法、引风高空排放法、燃烧处理法、吸收除气法(溶解于柴油、汽油)、冷凝收集法、生物处理法等。各种方法都有各自的优缺点，可以针对性的选择使用。

对于VOCs污染场地修复中，目前较常用的场地修复技术是常温解吸技术和土壤气相抽提技术(SVE)。常温解吸技术就是将污染土壤开挖转运至密闭的大棚中进行强制扰动，污染土壤中挥发出的VOCs用活性炭吸附或燃烧后达标排放，这对于污染深度很深的场地来说，工程量巨大，将几十米深处的污染土壤都挖出处理是不现实的，而且污染一般主要集中在上层土壤中，将上层污染源处理之后，下层土壤以辅助手段进行修复即可达到修复要求。SVE技术对污染场地土壤的土壤质地和孔隙度要求较高，砂土和粉土等孔隙度较大的土壤适用性较好，但粘土质污染场地适用性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，以解决上述现有技术存在的问题，工程量小，适用性强，修复效果好。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，包括割缝管，所述割缝管埋设于污染场地内，所述割缝管一端通过管道连接有位于地表的漩涡气泵，所述漩涡气泵与所述割缝管之间的管道上依次设置有膜盒压力表、涡街流量计；所述污染场地内设置有土壤气探头。

可选的，所述污染场地内等间距的埋设有四排割缝管，四排所述割缝管并列设置，且通过一个主管道分别与所述漩涡气泵连接。

可选的，所述污染场地内开设有土壤气监测井，所述土壤气探头设置于所述土壤气监测井内。

可选的，所述污染场地内开设有九个土壤气探测井，九个所述土壤气探测井均匀的开设于所述割缝管之间。

可选的，所述土壤气探测井内分别在深度为1.5m、2.5m、3.5m和5m时埋设所述土壤气探头。

可选的，所述污染场地的侧壁上铺设有HDPE土工膜。

可选的，所述漩涡气泵与所述割缝管之间的管道上设置有球阀。

本实用新型还提供一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复方法，主要包括如下步骤：

(1)基坑挖掘；在污染场地深挖基坑，并将挖出的污染土转运至指定安置点并进行覆盖阻隔；

(2)基坑四壁阻隔；对基坑四壁和底部进行修整后，基坑四壁铺设土工布和HDPE土工膜进行边界阻隔；

(3)石英砂填充与曝气管道布设；基坑底部填充石英砂滤料，并将四排激光割缝管以等间距埋设在石英砂中；

(4)清洁土覆盖；外运清洁土进行基坑覆盖，清洁土覆盖至基坑处比周边地平面高，待清洁土沉降后继续进行补充至稳定状态；

(5)地面曝气系统安装；对基坑底部引出的四排管道进行地表作业，连接膜盒压力表、涡街流量计、漩涡气泵；

(6)土壤气钻探建井；基坑填充清洁土并稳定后，开始对基坑处进行土壤气钻探建井工作，共开设九个土壤气监测井，每个土壤气监测井分别在深度为1.5m、2.5m、3.5m和5m时埋设土壤气探头；

(7)土壤气取样；对不同点位和不同深度的土壤气中O²、CO²、CH⁴、H²S进行监测和取样分析；

(8)现场曝气；在第四次采集土壤气后，现场开始间歇曝气工作，每次总曝气量为20m³，同时持续进行土壤气取样。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置将0-4m深度的污染土壤开挖处理，在4m深处铺设割缝管道连接至地面，构建曝气系统，同时以清洁土替代挖走的表层污染土，通过微曝气的方式将空气供给在4m附近的土壤中，增加土壤中好氧微生物的呼吸作用，以降解下层污染土挥发上来的VOCs。经过一段时间的自然降解，下层污染土壤中VOCs会衰减到较低水平，不至上逸至大气而危害人体健康。在满足修复要求的同时，很大程度的降低了VOCs污染土的修复工程量，整个方法实施较便捷、经济，作为一种VOCs污染场地修复的重要模式的可推广性极强，尤其对于VOCs污染较深的土壤而言。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置布置俯视示意图；

图2为本实用新型半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置局部剖视图；

图3为本实用新型半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置的土壤气监测井结构示意图；

图4为本实用新型半原位处理挥发性有机物污染场地的修复流程示意图；

其中，1为割缝管、2为主管道、3为漩涡气泵、4为膜盒压力表、5为涡街流量计、6为土壤气探头、7为土壤气监测井、8为球阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，以解决上述现有技术存在的问题，工程量小，适用性强，修复效果好。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

土壤微生物群落是土壤生态系统的重要组成部分，它包括细菌、真菌、病毒、原生动物、藻类等，它们在土壤中进行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等作用。微生物生长需要六大要素，分别是水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源，挥发性有机物可以作为碳源被土壤微生物利用，好氧微生物通过呼吸作用完成对挥发性有机物的降解，但由于深层土壤中含氧量较低或没有氧气，主要为厌氧微生物在起作用，使得挥发性有机物的降解不彻底，通过向深层土壤曝气，可以增强土壤中好氧微生物的呼吸作用，将挥发性有机物完全转化为CO₂和H₂O，其实是一种强化生物修复的手段。

同时，在向深层土壤中曝气时，会形成对过度层附近土壤气的稀释，降低土壤气中挥发性有机物的浓度，使得微生物的呼吸作用可以更好的进行。

本实用新型基于上述原理，提供一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，如图1-3所示，包括割缝管1，污染场地内等间距的埋设有四排割缝管1，四排割缝管1并列设置，且通过一个主管道2分别与漩涡气泵3连接，漩涡气泵3与割缝管1之间的主管道2上依次设置有膜盒压力表4、涡街流量计5；膜盒压力表4、涡街流量计5和漩涡气泵3均设置于板房内。污染场地内设置有土壤气探头6。

进一步优选的，污染场地内开设有土壤气监测井7，土壤气探头6设置于土壤气监测井7内。污染场地内开设有九个土壤气探测井7，九个土壤气探测井7均匀的开设于相邻两个割缝管1之间。土壤气探测井7内分别在深度为1.5m、2.5m、3.5m和5m时埋设土壤气探头6。污染场地的侧壁上铺设有HDPE土工膜。漩涡气泵3与割缝管1之间的管道上设置有球阀8。

本实用新型半原位处理挥发性有机物污染场地的修复方法具体流程如图4所示，首先进行三通一平试验区测量放线，结合现场踏勘与场地条件落实所需水电设施与接口；确定试验区位置与边界；场地表面的平整与清理。开挖基坑，并对基坑修正，同时进行边坡保护和管道铺设，对基坑四壁和底部进行修整后，基坑四壁铺设土工布和HDPE土工膜进行边界阻隔；基坑底部填充石英砂滤料，并将四排激光割缝管，即上述割缝管1以等间距埋设在石英砂中；外运清洁土进行基坑覆盖，清洁土覆盖至基坑处比周边地平面高，待清洁土沉降后继续进行补充至稳定状态；对基坑底部引出的四排管道进行地表作业，连接膜盒压力,4、涡街流量计5、漩涡气泵3作为曝气系统，对曝气系统调试运行。基坑填充清洁土并稳定后，开始对基坑处进行土壤气钻探建井工作，共开设九个土壤气监测井7，每个土壤气监测井7分别在深度为1.5m、2.5m、3.5m和5m时埋设土壤气探头6；对不同点位和不同深度的土壤气中O²、CO²、CH⁴、H²S进行监测和取样分析；在第四次采集土壤气后，现场开始间歇曝气工作，每次总曝气量为20m³，同时持续进行土壤气取样。

本实用新型可以很大程度的降低修复工程量，节约修复成本，而且能够将深层的VOCs很好的阻隔在曝气层以下而逐渐自然衰减，达到很好的治理效果；同时，该修复技术的场地适应性较强，对不同土壤质地的污染场地都能够很好的应用；微曝气生物阻隔技术技术路线清晰，整套技术设备费用较低，是一种经济性的VOCs污染场地修复技术，未来的可推广性极强。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，其特征在于：包括割缝管，所述割缝管埋设于污染场地内，所述割缝管一端通过管道连接有位于地表的漩涡气泵，所述漩涡气泵与所述割缝管之间的管道上依次设置有膜盒压力表、涡街流量计；所述污染场地内设置有土壤气探头。

2.根据权利要求1所述的半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，其特征在于：所述污染场地内等间距的埋设有四排割缝管，四排所述割缝管并列设置，且通过一个主管道分别与所述漩涡气泵连接。

3.根据权利要求2所述的半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，其特征在于：所述污染场地内开设有土壤气监测井，所述土壤气探头设置于所述土壤气监测井内。

4.根据权利要求3所述的半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，其特征在于：所述污染场地内开设有九个土壤气探测井，九个所述土壤气探测井均匀的开设于所述割缝管之间。

5.根据权利要求4所述的半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，其特征在于：所述土壤气探测井内分别在深度为1.5m、2.5m、3.5m和5m时埋设所述土壤气探头。

6.根据权利要求1所述的半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，其特征在于：所述污染场地的侧壁上铺设有HDPE土工膜。

7.根据权利要求1所述的半原位处理挥发性有机物污染场地的修复装置，其特征在于：所述漩涡气泵与所述割缝管之间的管道上设置有球阀。