CN209124603U - 一种毯式原位土壤修复系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种毯式原位土壤修复系统。毯式原位土壤修复系统至少包括一张铺设于待修复土壤表层的加热毯和部分设于加热毯下方的尾气收集处理组件，尾气收集处理组件包括设置于加热毯下方的若干子导气管、用于将从被加热的待修复土壤中挥发出的污染气体汇集到子导气管中的抽风装置以及与若干子导气管连通设置的尾气处理装置，子导气管的管壁上设有若干气体进口。本实用新型的毯式原位土壤修复系统无需开挖污染土壤、可以实现原位治理且土壤修复效果较好、污染物不易扩散、制造成本较低、能耗低、处理土壤方便、可模块化组装以及拆装、维修、运输方便且能够针对不同的污染物进行有效去除。

Description

一种毯式原位土壤修复系统

技术领域

本实用新型涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种毯式原位土壤修复系统。

背景技术

城镇化和工业化过程中均会产生大量的污染物质，这些物质的不合理处置会导致大气、土壤和水体的污染，对生态环境和人类健康均构成了威胁。污染土壤修复方法与技术研究起步于20世纪70年代，经过数十年发展，逐渐形成了物理、化学、生物以及互相组合的修复方法及技术体系。受不同污染物及污染途径的影响，各污染场地的污染物成分及分布情况十分复杂，因此产生了各种具有针对性的修复技术。

其中，原位热脱附技术是一项较为成熟且有效的土壤和地下水修复方法，通过直接或间接热交换，将土壤或地下水中的污染介质及其所含的污染物加热至沸点温度，使其得以挥发、分离或裂解，气态产物通过收集和捕获后进行净化处理。原位热脱附技术适合重污染土壤、含NAPL相的污染土壤以及污染源区域的土壤的修复治理，特别适合较难开展异位修复的污染区域(例如深层土壤、干洗店、居住建筑物地等)，对多氯联苯(PCBs)、二恶英、农药(敌敌畏、六六六等)、石油、硝基苯、多环芳烃(PAHs)、多溴二苯醚(PBDEs)、多氯联苯CBs)、二恶英和呋喃(PCDD/Fs)等有机污染土壤有较好的修复效果，一般不适于含重金属、有机防腐剂、活性氧化剂和还原剂的污染土壤以及污泥、沉淀物、滤渣的修复。

原位热脱附技术在实际操作中，随着污染深度的不断增加，治理成本也在提升。加热井通常有一定的深度，对于污染物仅分布在浅层至地表层的土壤时，传统的加热系统及设备配置对该处的污染物去除效果差，且能耗高。因此在这样的前提下，使用加热毯代替原位热脱附加热设备，可以提高地表层及浅层土壤污染物的去除效率。

中国专利文献CN 203695597 U公开了一种土壤修复加热系统，包括至少1张土壤修复加热毯；每张土壤修复加热毯包括加热元件、2个金属网、转换插头和转换插座；加热元件呈长条状，用不锈钢制成；金属网采用镍铬合金制成，2个金属网分别连接在加热元件的轴向两侧从而组成一个整体件；转换插头和转换插座分别固定安装在加热元件的轴向两端；土壤修复加热毯之间可通过转换插头和转换插座首尾连接而电连接；使用时将处于头部或尾部的土壤修复加热毯的空闲的转换插头与供电系统电连接。

上述土壤修复加热系统通过土壤修复加热毯对土壤进行加热，使土壤中的挥发性气体释放出来，从而修复污染土壤，土壤修复效果较好，且制造成本较低，处理土壤方便。但是上述设备在运行时，需要将加热毯与污染土壤组合在一个独立的密闭容器中进行加热，无法实现原位治理的效果，开挖污染土壤还会有二次污染的情况出现，并且处理区可能受到场地的限制，加热毯金属网直接与污染土壤接触，不方便与污染土壤分离及清理。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中毯式土壤修复加热系统对浅层污染土壤无法实现原位治理、开挖污染土壤容易造成二次污染的技术缺陷，从而提供一种无需开挖污染土壤、可以实现原位治理且土壤修复效果较好、污染物不易扩散、制造成本较低、能耗低、处理土壤方便、可模块化组装以及拆装、维修、运输方便且能够针对不同的污染物进行有效去除的毯式原位土壤修复系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种毯式原位土壤修复系统，至少包括一张铺设于待修复土壤表层的加热毯和部分设于所述加热毯下方的尾气收集处理组件，所述尾气收集处理组件包括设置于所述加热毯下方的若干子导气管、用于将从被加热的待修复土壤中挥发出的污染气体汇集到所述子导气管中的抽风装置以及与若干所述子导气管连通设置的尾气处理装置，所述子导气管的管壁上设有若干气体进口。

所述尾气收集处理组件还包括与所述尾气处理装置连通设置的主导气管，若干所述子导气管分别与所述主导气管并联连通设置，并通过所述主导气管将收集的所述污染气体输送到所述尾气处理装置中。

所述尾气处理装置包括与所述主导气管连通设置的冷凝器、与所述冷凝器连通设置用于净化冷凝后的污染液体的第二过滤器以及设置于所述冷凝器和所述第二过滤器之间的管路上的水泵。

所述尾气处理装置还包括与所述冷凝器连通设置的用于净化未被冷凝的污染气体的第一过滤器，所述抽风装置设置于所述冷凝器和所述第一过滤器之间的管路上。

所述加热毯从上至下依次包括防水层、保温层、上层保护板、设置有加热器的加热层以及下层保护板，若干所述子导气管设置于所述下层保护板的下方。

所述防水层的厚度为0.3～2mm，所述保温层的厚度为100～300mm，所述上层保护板和所述下层保护板的厚度为0.2～2mm，所述加热层的厚度为1～3mm。

所述防水层的厚度为0.5mm，所述保温层的厚度为200mm，所述上层保护板和所述下层保护板的厚度为1.5mm，所述加热层的厚度为1.5mm。

所述子导气管的直径在50～150mm之间。

所述子导气管的直径为100mm。

所述加热毯为至少两张，相邻的所述加热毯之间通过连接件连接。

本实用新型的技术方案相比现有技术，具有如下优点：

1.本实用新型的毯式原位土壤修复系统，至少包括一张铺设于待修复土壤表层的加热毯和部分设于所述加热毯下方的尾气收集处理组件，所述尾气收集处理组件包括设置于所述加热毯下方的若干子导气管、用于将从被加热的待修复土壤中挥发出的污染气体汇集到所述子导气管中的抽风装置以及与若干所述子导气管连通设置的尾气处理装置，所述子导气管的管壁上设有若干气体进口。这样的结构设计具有如下优点：无需开挖污染土壤、可以实现原位治理，从而提高了污染土壤修复工作的便捷性以及提高了修复工作的工作效率；通过使用加热毯代替常用的加热井设备进行土壤原位加热，提高了对近地表和浅层污染土壤的加热效果，改善了常用原位热脱附加热井系统对近地表和浅层污染土壤加热时的能耗高和污染物去除效果差的问题，从而提高了污染土壤的修复效果并降低了能耗、降低了制造成本；通过在修复区加热毯下形成负压环境，使污染物质不易扩散，从而减小了在土壤修复过程中的二次污染；加热毯及尾气收集处理组件拆装、维修、运输方便，可模块化组装；通过调整加热温度，更换尾气收集处理组件，可以针对不同的污染物进行有效的去除，并能够保证尾气处理达标；在污染区地表连续敷设加热毯，有效减小了天气对修复工程的影响。

2.本实用新型的毯式原位土壤修复系统，所述尾气收集处理组件还包括与所述尾气处理装置连通设置的主导气管，若干所述子导气管分别与所述主导气管并联连通设置，并通过所述主导气管将收集的所述污染气体输送到所述尾气处理装置中。主导气管的设计可以更方便实现若干子导气管与尾气处理装置的连接，从而提高了尾气收集处理组件安装时以及使用时的便捷性。

3.本实用新型的毯式原位土壤修复系统，所述尾气处理装置包括与所述主导气管连通设置的冷凝器、与所述冷凝器连通设置用于净化冷凝后的污染液体的第二过滤器以及设置于所述冷凝器和所述第二过滤器之间的管路上的水泵。所述尾气处理装置还包括与所述冷凝器连通设置的用于净化未被冷凝的污染气体的第一过滤器，所述抽风装置设置于所述冷凝器和所述第一过滤器之间的管路上。这样的设计可以同时实现对污染气体和污染液体的净化，从而提高了污染物的净化效果。

5.本实用新型的毯式原位土壤修复系统，所述加热毯从上至下依次包括防水层、保温层、上层保护板、设置有加热器的加热层以及下层保护板，若干所述子导气管设置于所述下层保护板的下方。这样的结构设计使加热毯的使用性能提高且使加热毯的加热效果更好。

6.本实用新型的毯式原位土壤修复系统，所述加热毯为至少两张，相邻的所述加热毯之间通过连接件连接。这样的设计使加热毯的拆装、维修、运输方便，可模块化组装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本实用新型的毯式原位土壤修复系统的结构示意图；

图2为图1所示的毯式原位土壤修复系统的加热毯以及子导气管的剖视图；

附图标记说明：

1-加热毯；11-防水层；12-保温层；13-上层保护板；14-加热层；15-下层保护板；2-尾气收集处理组件；21-子导气管；22-主导气管；23-冷凝器；24-真空风机；25-第一过滤器；26-水泵；27-第二过滤器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-2所示，是本实用新型所涉及的一种毯式原位土壤修复系统的具体实施方式，所述毯式原位土壤修复系统适用于对近地表及浅层土壤低沸点挥发性污染物的污染土壤进行修复，近地表及浅层土壤指污染深度不大于3m的污染土壤。所述毯式原位土壤修复系统至少包括一张铺设于待修复土壤表层的加热毯1和部分设于所述加热毯1下方的尾气收集处理组件2，通过使用加热毯1代替常用的加热井设备进行土壤原位加热，提高了对近地表和浅层污染土壤的加热效果，改善了常用原位热脱附加热井系统对近地表和浅层污染土壤加热时的能耗高和污染物去除效果差的问题，在污染区地表连续敷设加热毯，还能有效减小天气对修复工程的影响；所述尾气收集处理组件2包括设置于所述加热毯1下方的若干子导气管21、用于将从被加热的待修复土壤中挥发出的污染气体汇集到所述子导气管21中的抽风装置以及与若干所述子导气管21连通设置的尾气处理装置，所述子导气管21的管壁上设有若干气体进口。在抽风装置提供的动力作用下，加热后从待修复土壤中挥发出的污染气体经气体进口进入子导气管21中收集，并经过尾气处理装置处理后再排出，这样的设计可以在修复区加热毯1下形成负压环境，使污染物不易扩散，二次污染小。

进一步地，所述子导气管21的直径在50～150mm之间，在本实施例中，所述子导气管21的直径为100mm。

进一步地，所述抽风装置为真空风机24。

进一步地，所述加热毯1为两张，所述加热毯1的长度在3～5m之间，宽度在1.5～2m之间，相邻的所述加热毯1之间通过连接件连接。进一步地，所述连接件为固定卡扣，所述固定卡扣上缠绕有防水胶带。进一步地，每张所述加热毯1均设有供电接口，并通过航空插头与主供电线或相邻的所述加热毯1电连接，从而实现多个加热毯1之间的串并联。这样的设计使多个加热毯拆装、维修、运输方便，可模块化组装，根据待修复土壤的面积灵活组装加热毯的数量，满足不同的使用需求。

在本实施例中，所述尾气收集处理组件2还包括与所述尾气处理装置连通设置的主导气管22，若干子导气管21平行设置，主导气管22垂直子导气管21设置，且位于子导气管21的一端，以使得若干所述子导气管21分别与所述主导气管22并联连通设置，并通过所述主导气管22将收集的所述污染气体输送到所述尾气处理装置中。进一步地，所述尾气处理装置包括与所述主导气管22连通设置的冷凝器23、与所述冷凝器23连通设置用于净化冷凝后的污染液体的第二过滤器27以及设置于所述冷凝器23和所述第二过滤器27之间的管路上的水泵26。进一步地，所述尾气处理装置还包括与所述冷凝器23连通设置的用于净化未被冷凝的污染气体的第一过滤器25，所述抽风装置设置于所述冷凝器23和所述第一过滤器25之间的管路上。这样一部分污染气体经冷凝器23冷凝成液体后进入第二过滤器27中过滤后排出，另一部分未被冷凝的污染气体，如惰性气体等，以气体状态进行第一过滤器25中过滤后排出。尾气收集处理组件这样的设计拆装、维修、运输方便，可模块化组装；且通过调整加热温度，更换尾气处理装置，可以针对不同的污染物进行有效的去除，并能够保证尾气处理达标。

在本实施例中，所述加热毯1从上至下依次包括防水层11、保温层12、上层保护板13、设置有加热器的加热层14以及下层保护板15，若干所述子导气管21设置于所述下层保护板15的下方。进一步地，所述上层保护板13和所述下层保护板15均为金属板，金属板的设计方便与土壤分离且清理方便。进一步地，所述加热层14设置的加热器为硅胶加热器，硅胶加热器具有柔软性，使用时可达到轻量化、小型化且硅胶加热器升温快。其中，所述防水层11的厚度为0.3～2mm，所述保温层12的厚度为100～300mm，所述上层保护板13和所述下层保护板15的厚度为0.2～2mm，所述加热层14的厚度为1～3mm。在本实施例中，所述防水层11的厚度为0.5mm，所述保温层12的厚度为200mm，所述上层保护板13和所述下层保护板15的厚度为1.5mm，所述加热层14的厚度为1.5mm。

毯式原位土壤修复系统在使用时，先清理修复区表层，再埋设子导气管21后，通过吊装将加热毯1铺设在修复区，加热毯1之间通过固定卡扣和防水胶带相连，每个加热毯1通过航空插头与主供电线或其他加热毯1相连。安装调试好加热毯1和尾气收集处理组件2后，进行修复作业，通过对敷设在土壤表层的加热毯1进行供电对污染土壤进行加热，使土壤温度升至100℃左右，随着温度的升高，近地表和浅层土壤中的挥发性污染物质转化为气相，尾气收集处理组件2通过真空风机24将气相污染物抽取至子导气管21中，然后汇集到主导气管22后，进入冷凝器23，经过冷凝器23的污染气体从冷凝器23的气体出口进入真空风机24后，进入第一过滤器25，处理后的达标尾气离开系统；冷凝器23中的冷凝液体从冷凝器23的液体出口通过水泵26进入第二过滤器27，处理后的达标尾水离开系统。毯式原位土壤修复系统这样的设计可以有效去除浅层土壤中的污染物，且子导气管的持续抽气在加热毯下形成负压，这样不需要开挖土壤就可以实原位修复，且污染物质不易扩散，二次污染小；与传统原位土壤加热系统相比，拆装、维修、运输方便，可模块化组装。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种毯式原位土壤修复系统，其特征在于，至少包括一张铺设于待修复土壤表层的加热毯(1)和部分设于所述加热毯(1)下方的尾气收集处理组件(2)，所述尾气收集处理组件(2)包括设置于所述加热毯(1)下方的若干子导气管(21)、用于将从被加热的待修复土壤中挥发出的污染气体汇集到所述子导气管(21)中的抽风装置以及与若干所述子导气管(21)连通设置的尾气处理装置，所述子导气管(21)的管壁上设有若干气体进口。

2.根据权利要求1所述的毯式原位土壤修复系统，其特征在于，所述尾气收集处理组件(2)还包括与所述尾气处理装置连通设置的主导气管(22)，若干所述子导气管(21)分别与所述主导气管(22)并联连通设置，并通过所述主导气管(22)将收集的所述污染气体输送到所述尾气处理装置中。

3.根据权利要求2所述的毯式原位土壤修复系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括与所述主导气管(22)连通设置的冷凝器(23)、与所述冷凝器(23)连通设置用于净化冷凝后的污染液体的第二过滤器(27)以及设置于所述冷凝器(23)和所述第二过滤器(27)之间的管路上的水泵(26)。

4.根据权利要求3所述的毯式原位土壤修复系统，其特征在于，所述尾气处理装置还包括与所述冷凝器(23)连通设置的用于净化未被冷凝的污染气体的第一过滤器(25)，所述抽风装置设置于所述冷凝器(23)和所述第一过滤器(25)之间的管路上。

5.根据权利要求1所述的毯式原位土壤修复系统，其特征在于，所述加热毯(1)从上至下依次包括防水层(11)、保温层(12)、上层保护板(13)、设置有加热器的加热层(14)以及下层保护板(15)，若干所述子导气管(21)设置于所述下层保护板(15)的下方。

6.根据权利要求5所述的毯式原位土壤修复系统，其特征在于，所述防水层(11)的厚度为0.3～2mm，所述保温层(12)的厚度为100～300mm，所述上层保护板(13)和所述下层保护板(15)的厚度为0.2～2mm，所述加热层(14)的厚度为1～3mm。

7.根据权利要求6所述的毯式原位土壤修复系统，其特征在于，所述防水层(11)的厚度为0.5mm，所述保温层(12)的厚度为200mm，所述上层保护板(13)和所述下层保护板(15)的厚度为1.5mm，所述加热层(14)的厚度为1.5mm。

8.根据权利要求1所述的毯式原位土壤修复系统，其特征在于，所述子导气管(21)的直径在50～150mm之间。

9.根据权利要求8所述的毯式原位土壤修复系统，其特征在于，所述子导气管(21)的直径为100mm。

10.根据权利要求1所述的毯式原位土壤修复系统，其特征在于，所述加热毯(1)为至少两张，相邻的所述加热毯(1)之间通过连接件连接。